外文翻译--风机测试

风 机 测试 来源： ASHRAE学报 40 no9 35-9 S的 98补充 风机空气动力性能测试 许多年以来人们认为对风机的性能测试的方法与规律的研究是可能而且必要的 。其中第一个测试标准 的推出是 在 1923 年 ，它是由 全国风 机 制造商协会与美国社会热化，并且 还有风机设计 工程师 (ASHVE)， AMCA 的前辈和 ASHRAE， 他们 共同 制定 了当前 ANSI/AMCA 标准210-99 和 ANSI/ASHRAE 标准 51-1999，实验室测试方法为规定值扇动。 ISO 5801 作为美国国家标准之外， 还 在加拿大 作为风机与 飞行动力学的性能 试验的国际标准。 确定风扇气流容量 是一般测试 原则 的基本量 ：通过一个可测量的区域指挥 控制 气流并且测量气流速度。 气流容量 为 区域的 面积 乘速 气流的 度。 因为空气的流动性与区域的不确定性 和 因压力形状容易改变 ，以至于 规定一个 测量区域是 很困 难的。风速间接地被测量 ， 一股移动的气流引起速度和空气的密度 的 改变 从而 可 间接的 测量 空气 压力 。 压力变化直接 与 空气密度和速度的 平方成正比 ， 为了使 测量准确性 的 改善，当速度增加压力也就随之增加 。 风机性能 是空气 在 通风进气口流动 速 率和横跨风扇的总压增量 用 m3/s (cfm)表示 的。 输入功率是第 三个参量。 测试结果的准确性取决于一定数量的可变物 并且 不同程度 对 准确性 有 影响。 AMCA有一个被 检定 的实验室 项 目。要检定实验室，测试一台特定风 机 在那个实验室和在 AMCA 实验室是必要的。 测试结果必须在 +1.25%或 -2.5%之内。 要达到那准确性， 应 密切注意所有细节 ，维护仪器的接近的定标 都 是必要的。 设施类型 风 机 ，被定义成 用 电力驱使机器移动 和改变 气体的容量 以获得一定能量的气体的机械设备 ， 对风机的测试就在测试模拟装置中进行 。 四个标准设施类型在表 1显示 标准 210测试 装置 要确定风扇的空气动力性能， 一 般 使用 的 做法 是 在 ANSI/AMCA出版的 210中的 标 准 方法 . 当使用空气作为测试气体时 Anumber测试 装置 和演算方法是在风扇的所有类型测试 系统中都可 通 用 的 ， 并且可以 允许的灵活性 的应用于 其他空气 能量转移 的设备。在标准概述的十个测试 装置中 应该 选择一种类型这样能 合理地 模拟 风 机设备的安装 条件。 基本上， 常用的 有四 种 测试 装置 。 这些是： 在放电输送管的皮托管横断。 在入口输送管的皮托管横断。 多喷管出口测试 风室箱 。 多喷管入口测试 风室箱 。 在标准包括的其他 测试装置 是这些基本的类型的修改。选择适合风扇 设施类型的设定是重要的。 皮托导线类型设施 是 进行测试 作业 要求最低的设备，但所需的测试时间 很长 ，因为所需较长的 时间， 需要 多导线测量数据。 喷管试验设施需要装备的是半 perimanent格局，并因而 费用 更昂贵，但 其测试 的时间有很大幅度的 缩短， 方便 进行测试。由于弹性的选择喷嘴组合相匹配 的 能力 强，所以 多喷嘴功能让许多大小扇 的 检验在同一设施 中。 出口输送管设定。 一皮托导线设置是用来进行测试， 在风机上 安装插座槽（图 2 ） 。 测试释放入输送管的风扇用于出口输送管设定确定表现 。取决于测量采用皮托静态管穿越管道在平面测量。矫 直机是必须建立统一的流通格局和消除涡流，例如像制作 tubeaxial型风扇。它可能被用来进行测试对离心式风机或轴流风机出口管道。 在这个 风机的 设定 结果 被认为 是 设施类型 B ： 自由入口，输送的出口。 一个可利用的选择是测试与 模拟 设施类型的入口 周长 和一条等效输送管直径 D ： 输送的入口，输送的出口。 Tubeaxial和风扇 螺旋桨在风机中产生 有角漩涡。 为了 对测试结果 准确， 在测试设置的选择性能测试 时 应该关心能使这个情况减到最小的作用。 AMCA标准 210不准许测试自由的出口 风机 ，例如推进器风扇，在皮托管横出 口输送管设定。 实际上，没人对出版结果满意。当直挺器时去除漩涡，可观的能量丢失。 入口输送管设定 。 皮托管横断设定使用 在 入口输送的风扇的测试 (图 3)。 测试从输送管的一个风扇气 流 用于入口输送管设定确定表现。 测量取决于表现使用横断的输送管一支空速静压管的测量 皮托 。 要求直挺器保证漩涡在接近通风进气口的气流不发生。 在这个设定 中的风机结果 被认为设施类型 C ： 输送的入口，自由出口。 一个可利用的选择是测试以放电输送管模仿设施类型 D ： 输送的入口输送了出口。 ANSIVAMCA标准 210不准许测试自由的入口 风机 ，例如推进器风扇，在一个皮托管横入口输送管设定。 出口 风室 设定。 多喷管出口 风室 也许被用于进行对将使用或者有或没有出口输送的供应风扇的测试 (图 4)。 测试风扇排风到测试 风室 里，也许被考虑 模拟 要求 风机 的设施提供空气给输送管系统或充满。 一个可利用的选择是测试风扇有或没有入口 调节器 和一条等效输送管直径模仿测试有或没有入口输送管。 对于 风扇的所有类型，输送或非输送，也许如此被测试。 通常，离心和轴向气流类型风扇在这个类型设施被测试。 使用出口 风室 ， 螺旋桨 风扇或 tubeaxial风扇也许被测试，但是 风室 短剖面 区域必须是 16倍风扇出口的区域。 这个比率是大，以便一些风扇排风在静压轻拍不反射屏幕半新 forsettling的手段并且不冲击。 速度压力将给错误 的 静压 读数 。 入口 风室 设定。 多喷管入口 风室 也许被用于进行对将使用或者有或没有出口输送管的排气扇的测试 (图 5)。 从 风室 的测试风扇气 流 。 在这个设定 风机 表现被考虑 模拟 一个风扇气 流 的设施从输送管系统或从充满。 它也许为测试任何类型使用风扇，二者之一有或没有出口输送管。 通常，推进器风扇和力量屋顶通风设备如此被测试。 这些风扇是设施类型 A ： 自由入口，自由出口。 离心 和轴流风机如此通常没有被测试 ; 然而，他们也许是，因此测试对于特别要求。 基本的演算 要绘制风扇空气动力性能图表，容量气流率一个必须测量数据 逐点描绘 在 坐标 图纸 上一定 的 位置 。 画光滑的曲线通过测试点代表 风机性能状态 (图 6)。 对于这些 每一个 测试点，记录压力、速度、 湿度和 温度、功率计或瓦特的气压和扭矩被校准的电动机的输入是必要的。 横皮托管演算。 对于皮托管横例行试验，记录在测试输送管的速度取决于容量气流， Q。 输送管的区域在皮托管横 皮托 的被测量。 然后， Q =平均速度 *区域 面积 。 喷管演算。 对于喷 管例行试验，记录横跨喷管的降压建立气流速度使用被测量的喷嘴横截面和计算喷管系数取决于容量气流： Q =喷嘴喉部速度 *喉部面积 *卸料系数。每喷管的容量气流在使用中在测试期间被计算。他们的总气流率是风扇的体积流率。 力量演算。 力 对于风扇是必需 测定 的 ，对于这个量 通过使用功率计 测量 ， 或者是 扭矩传感器 ，测量 校准 风机的 电动机。 功率计或扭矩传感器： H= (扭矩 *速度 ) /K，其中 H是风扇力量需要的和 K是在测试或扭矩读出的使用的种类的转换价值功率计。 为校准 风机的 马达，定标数据为在测试使用的具体马达 是 一定 的 。 定标曲线 必须包括瓦特输入和电动机转速对在负荷状态下或扭矩输出的输出功率。 测试风 机 输入功率是相同的 像 马达输出功率不管它是否是指挥连接或传送带 控制 类型风 机 。 空气密度演算。 演算取决于在测试期间的空气密度使用干球温度计温度，与在 ANSI/AMCA标准包含的做法符合的湿球温度 andbarometric压力 210。 转换测验数据 工作特性 取决与 测试密度情况 .标准 规定值 的 目的 是 空气密度 的 转换。在这个做法，容量流依然是同样 的 ，并且 风机 试验压力和 校准 马力对标准空气密度情况成正比。 测验数据可能被转换成匀速或 是规定的 测试 的正 常 速度 。 匀速演算 。 风 机的规律演算 被用于计算测试结果到匀速和标准空气密度情况如下： Qc= Q(Nc/N) Ptc =Pt (Nc/N)2(dc/d) Pvc= PV(NC/N) (dc/d) Psc =Ptc -Pvc Hc= H(NC/N)3 (dc/d) 从而有 Q = volume airflow rate Pt = fan total pressure Pv = fan velocity pressure Ps = fan static pressure H = fan power required N = fan speed d = fan density c = subscript, required converted value “ 正常运行 ” 速度演算 。 计算测试结果也许是中意的 “正常运行 的 速度情况。在这种情况下，测试被转换成标准空气密度情况，作为图文演示一部分，并且风扇速率必须是 风机性能的一个表现数据 。根据这个依据： Qc=Q Ptc =Pt(dc/d) Pvc=Pv(dc/d) psc = Ptc -PVc Hc= H(dc/d) Nc=N 评论 包括在试验设备的测试的要求和类型将考虑的 一些个项目建立风扇的空气动力性能只是可能的。 我们注重的测试 装置 几乎将模仿典型的风扇 installation.AMCA出版了风扇应用指南应该选择。 它对在输送管系统安装风扇的用户是特别可贵的。 系统提出作用因素 是风机性能 之间的区别 ; 和风机 安装的情况和它的试验条件。试验设备和必需的演算做法设计的具体细节可以在 ANSI/AMCA标准 210找到。 AMCA标准 220，把空气压缩向下喷成之无形门帘单位的测试方法， 是 概述测试 性能 的重要方法 ; 把空气压缩向下喷成之无形门帘单位的参量。 这些参量是空气容积、出口均一和速 度投射。 使用多喷管入口 风室 ，测量空气容积气流率。 测量的气流的设定在 AMCA标准 210显示。 出口喷嘴或者出口 叶片 ，把空气压缩向下喷成之无形门帘单位被指挥往什么的 15度通常将被认为复制平均安装的情况的外部 (图 1).这种 情况给用户一个规定值代表性设施。 适当的输入功率被测量完成性能准则 。 出口速度均从在 几个皮托 的一系列的最大速度规定值被计算在把空气压缩向下喷成之无形门帘单位出口附近。 迅速而果断的判断 选择以便给最大的变异。单位登上在测试的二表面之间。 这依顺序模仿几个单位的设施 (图 2)。 速度投射演算由在 几个皮托 的一系列的最大速度 测定值 做顺流把空气压缩向下喷成之无形门帘单位出口。这个试验过程建立沿典型的单位额定的投掷 (图 3)顺流审查把空气压缩向下喷成之无形门帘的均一 。 机 0405 37 张新泉 Fan Testing SOURCE: ASHRAE Journal 40 no9 35-9 S98 supp Fan Air Performance Testing It was recognized many years ago that rules and methods for determining fan performance were necessary.One of the first test standards was published jointly in 1923 by the National Association of Fan Manufacturers with the American Society of Heating and Ventilating Engineers (ASHVE), the predecessors of AMCA and ASHRAE respectively, who have jointly sponsored the current ANSI/AMCA Standard 210-99 and ANSI/ASHRAE Standard 51-1999,Laboratory Methods of Testing Fans for Rating. In addition to its status as an American National Standard, it is accepted in Canada and included in the international standard on fan aerodynamic performance testing, ISO 5801. The principle used to determine the fan airflow volume is basic: direct the airflow through a measurable area and measure the airflow velocity. The airflow volume equals the velocity times the area. It is not too difficult to measure an area, particularly if it is round and not too likely to change shape with pressure fluctuations. The air velocity is measured indirectly; a moving airstream generates a measurable pressure that changes with the velocity and the density of the air. The pressure varies directly with the air density and as the square of the velocity so that the measuring accuracy improves as the velocity increases. Fan performance is a statement of the air flow rate in m3/s (cfm) at the fan inlet and the total pressure increase across the fan. Input power is the third parameter. The accuracy of the test results depends on a number of variables and each affect accuracy to a different degree. AMCA has an accredited Laboratory Program. To accredit a laboratory, it is necessary to test a given fan in that laboratory and at the AMCA Laboratory. The test results must be within +1.25% or -2.5%. To achieve that kind of accuracy, it is necessary to pay close attention to all details and maintain close calibration on the instruments. Installation Types Fans, defined as power-driven machines used to move a volume of gas, are tested in setups that simulate installations. The four standard installation types are shown in Figure 1 Standard 210 Test Setups To determine the air performance of a fan, use the procedure and methods published in ANSI/AMCA Standard 210.Anumber of test setups and calculation methods are available, permitting flexibility in testing of all types of fans or other air moving devices when using air as the test gas. The ten test setups outlined in the standard should permit selection of a design type that may reasonably simulate the fan installation conditions. Basically, there are four kinds of test setups. These are: Pitot traverse in a discharge duct. Pitot traverse in an inlet duct. Multi-nozzle outlet test chamber. Multi-nozzle inlet test chamber. The other setups included in the standard are modifications of these basic types. It is important to select a setup that fits the fan installation type. Pitot traverse type facilities require a minimum of equipment for testing purposes, but the time required to conduct a test is extensive because of the time required for the many traverse data measurements. Nozzle test facilities require equipment that is generally arranged as semi-perimanent setups and are thus more costly, but there is a considerable reduction in time to conduct a test. The multi-nozzle feature allows many sizes of fans to be tested in the same facility due to the flexibility of selecting nozzle combinations that match the fan capabilities. Outlet duct setup. A Pitot traverse setup is used to conduct tests on fans that will be installed with outlet ducts (Figure 2). An outlet duct setup is used to determine performance by testing a fan discharging into a duct. The performance is determined by measurements using a Pitot static tube for traversing the duct at the plane of measurement. A straightener is required to establish uniform flow patterns and eliminate swirl, such as that produced by tubeaxial type fans. It may be used to conduct tests on centrifugal fans or axial flow fans with outlet ducts. Fan performance on this setup is considered Installation Type B: free inlet, ducted outlet. An available option is to test with an inlet bell and one equivalent duct diameter to simulate Installation Type D: ducted inlet, ducted outlet. Tubeaxial and propeller fans produce angular swirl of the air from the fan discharge. Care should be exercised in the selection of the test setup for performance testing to minimize the effects of this condition on the test results. AMCA Standard 210 does not allow testing free outlet fans, such as propeller fans, in Pitot traverse outlet duct setups. In fact, no one would be happy with the published results.When the swirl is removed by the straighteners, considerable energy is lost. Inlet duct setup. A Pitot-traverse setup is used to conduct tests on fans that will be used with inlet ducts (Figure 3). An inlet duct setup is used to determine performance by testing a fan exhausting air from a duct. The performance is determined by measurements using a Pitot static tube for traversing the duct at the plane of measurement. A straightener is required to ensure that swirl does not occur in the airstream approaching the fan inlet. Fan performance on this setup is considered Installation Type C: ducted inlet, free outlet. An available option is to test with a discharge duct to simulate Installation Type D: ducted inlet ducted outlet. ANSIVAMCA Standard 210 does not allow testing free inlet fans, such as propeller fans,in a Pitot traverse inlet duct setup. Outlet chamber setup. Multi-nozzle outlet chambers may be used to conduct tests on supply fans that will be used either with or without outlet ducts (Figure 4). The test fan discharges air into the test chamber, which may be considered to simulate an installation requiring a fan to supply air to a duct system or a plenum. An available option is to test the fan with or without an inlet bell and one equivalent duct diameter to simulate a test with or without inlet duct. All types of supply fans, either ducted or non-ducted, may be tested in this manner. Normally, centrifugal and axial flow type fans are tested in this type facility. Propeller fans or tubeaxial fans may be tested using an outlet chamber, but the chamber cross-section area must be 16 times the area of the fan outlet. This ratio is large so that some fan discharge air does not reflect off the screens used forsettling means and impinge on the static pressure taps. The velocity pressure would give an erroneous static pressure reading. Inlet chamber setup. Multi-nozzle inlet chambers may be used to conduct tests on exhaust fans that will be used either with or without outlet ducts (Figure 5). The test fan exhausts air from the chamber. Fan performance in this setup is considered to simulate an installation of a fan exhausting air from a duct system or from a plenum. It may be used for testing any type fan, either with or without an outlet duct. Normally, propeller fans and power roof ventilators are tested in this manner. These fans are Installation Type A: free inlet, free outlet. Centrifugal and axial flow fans are not usually tested in this manner;however, they may be so tested for special requirements. Basic Calculations To chart fan air performance, one must measure data at selected increments of volume airflow rate and plot the calculated results on graph paper. A smooth curve is drawn through the test points to represent the fan performance (Figure 6). For each of these test points, it is necessary to record pressure, speed, dry， and wet-bulb temperatures, barometric pressure, and torque for dynamometers or watts input for calibrated electric motors. Pitot traverse calculation. For Pitot traverse type testing, the volume airflow, Q, is determined by recording the velocity in the test duct. The area of the duct at the Pitot traverse plane is measured. Then,Q = average velocity * area. Nozzle calculation. For nozzle type tests, volume airflow is determined by recording the pressure drop across the nozzle to establish airflow velocity using the measured nozzle throat area and calculating the nozzle coefficient: Q = nozzle throat velocity * throat area * coefficient of discharge. The volume airflow for each nozzle in use during the test is calculated.Their total airflow rate is the volume flow rate of the fan. Power calculation. Power required for a fan may be determined by using a dynamometer, torque sensor,or calibrated electric motor. For dynamometers or torque sensors: H=(torque * speed)/K, where H is the fan power required and K is the conversion value for the type of dynamometer or torque readout used on the test. For calibrated motors, calibration data for the specific motor used on the test must be determined. The calibration curve must include watts input and motor speed versus output power or torque output under load conditions. The test fan input power is the same as the motor output power regardless of whether it is a direct-connected or a belt-drive type fan arrangement. Air density calculation. Air density during testing is determined by calculations using dry-bulb temperature, wet-bulb temperature and barometric pressure in accordance with the procedure contained in ANSI/AMCA Standard 210. Converting Test Data Performance data are converted from test density conditions .standard air density for rating purposes.In this procedure, the volume flow remains the same, and the fan test pressure and horsepower are corrected to standard air density conditions in direct proportion to the density ratios. Test data maybe converted to a constant speed or presented at the speed of the test as run. Constant speed calculation. The fan laws are used to calculate test results to constant speed and standard air density conditions as follows: Qc= Q(Nc/N) Ptc =Pt (Nc/N)2(dc/d) Pvc= PV(NC/N) (dc/d) Psc =Ptc -Pvc Hc= H(NC/N)3 (dc/d) where Q = volume airflow rate Pt = fan total pressure Pv = fan velocity pressure Ps = fan static pressure H = fan power required N = fan speed d = fan density c = subscript, required converted value “As run” speed calculation. It may be desirable to calculate the test results to an as run speed condition.In this case, the test is converted to standard air density conditions, and the fan speed must be showvn as part of the graphical presentation. of the fan performance.On this basis: Qc=Q Ptc =Pt(dc/d) Pvc=Pv(dc/d) psc = Ptc -PVc Hc= H(dc/d) Nc=N Comments It is only possible to cover a few items to be considered in the requirements of test facilities and types of tests to establish air performance of a fan. We stress that a test setup should be selected that will most nearly simulate the typical fan installation.AMCA h