风机常识和测量方法

风机常识和测量方法第1页，课件共125页，创作于2023年2月讲座目的技术人员对风机测试能有一全面了解和系统掌握.产品选型设计时能全面支持销售工作的展开.遇到客户投诉,能够快速解决问题,分清责任.及时发现产品问题,供将来开发做参考.技术人员为销售工作增加附加价值.第2页，课件共125页，创作于2023年2月讲座主题

AM8:30-11:30引言通风机常用名词测量原理和计算关系式系统效应概念实验室测量装置类型和方法现场测量方法和注意事项双方沟通第3页，课件共125页，创作于2023年2月特别推荐系统效应因子系统管网阻力测定和运用风机名义性能风机实际运转性能(考虑SEF)若干实际工作中经常遇到的疑惑.(本中心获国家科技进步二等奖的核心技术子项之一)第4页，课件共125页，创作于2023年2月量大面广，是我国重要耗能设备;占电力消耗总量10.4%，系统运行效率40-60%;国际先进水平70%;引言：风机系统现状第5页，课件共125页，创作于2023年2月IndustrialElectricUse

40%Fans,Pumps,Blowers风机,泵,鼓风机用电占40%4%Compressors压缩机用电占4%26%OtherMotors其它电动机用电占26%30%Other30%其它风机10.4%工业用电第6页，课件共125页，创作于2023年2月

FanTypesandApplications一、风机类型及应用第7页，课件共125页，创作于2023年2月PropellerFans

单叶轮风机CommonlyusedinLowpressure,Lowvolumeapplications通常用于低压,低容量应用场合CoolingtowerWallexhaustRoofexhaustHomewindow冷却塔墙壁排风屋顶排风房间窗户排风NotveryefficientNoisyNotabletogeneratemuchpressure效率不是非常高存在噪音不能产生太高的压力第8页，课件共125页，创作于2023年2月AxialFanswithguidevane

带导叶轴流风机Usedwherelargequantitiesofairareneededatmodestpressures用于在中压区域存在大量空气的场合TunnelventilationLargebuildingventilationProcessAir隧道通风大型建筑通风工艺需要的空气CanbeveryEfficientCanbeVariablepitch效率非常高可变节距调整第9页，课件共125页，创作于2023年2月CentrifugalFans

离心风机CandevelopRelativelyhighpressures-5000PaandhigherSingleordoubleinletVarietyofbearingandmotorconfigurationVarietyofpressureclasses能够产生相对高的压力-5000Pa及更高单进口或双进口可以配置各种轴承和电动机存在各种压力等级第10页，课件共125页，创作于2023年2月DoubleWidthCentrifugalFan

双宽度离心风机CanhandlelargervolumesofairImpellerforcesbalanced(nothrust)Makesductedinletstrickier可以处理更大容量的空气叶轮的各个作用力得到平衡(无推力)使管道连接的进口更先进第11页，课件共125页，创作于2023年2月RadialBladedImpeller

径向叶片状叶轮SimpletobuildLeastexpensiveCanhandlematerialintheairstreamveryhighpressurecapabilityLowestefficiency50-60%结构简单成本最低廉可以处理空气流当中的物质能够产生非常高的压力效率更低，只有50-60%第12页，课件共125页，创作于2023年2月ForwardCurvedImpeller

前向叶轮Usually24to64shallowcup-shapedbladesSensitivetodirtVeryinexpensiveCommonlyfoundinresidentialairsystems通常情况下为24到64个浅杯形叶片。对污垢非常敏感不十分昂贵通常用于民用空气处理系统第13页，课件共125页，创作于2023年2月BackwardCurvedImpeller

后向叶轮EfficiencynearlyashighasAirfoilfans9-16SinglethicknessbladesCantoleratesomedirtVerysimilartobackwardinclined效率高，接近翼形风机9-16单厚度叶片可以耐受一定程度的污垢具有后曲的特点第14页，课件共125页，创作于2023年2月AirfoilImpeller

机翼形叶轮Mostefficientofallcentrifugalfandesigns9-16bladesSelf-limitingonpowerathighflowdoublethicknessbladesexpensivetoconstructNeedscleanair所有离心风机的设计效率非常高9-16叶片

在高流量是自限制功率双厚度的叶片，建造成本更高。

需要清洁的空气第15页，课件共125页，创作于2023年2月二、常用名词大气参数流量压力推力功率效率转速无因次参数压缩性系数马赫数雷诺数运动黏度动力粘度

第16页，课件共125页，创作于2023年2月大气参数气体特指湿空气，即干空气和水蒸汽的混合物．第17页，课件共125页，创作于2023年2月标准大气状态第18页，课件共125页，创作于2023年2月流量单位时间内流过通风机入口的气体体积若忽略压缩性,通风机内任一处或管道截面流量是相同的体积流量QsQmQh质量流量MsMmMh第19页，课件共125页，创作于2023年2月压力静压(Ps)气体对平行于气流的物体表面作用的压力动压(Pd)

全压(Pt)Ｐt=Ps+Pd

第20页，课件共125页，创作于2023年2月通风机压力风机全压

风机对给定气体的全压增加量，即风机的出口与进口之间的全压差

静压风机的全压减去风机出口处动压第21页，课件共125页，创作于2023年2月推力仅对射流风机而言推力第22页，课件共125页，创作于2023年2月转速叶轮每分钟的旋转速度，一般指角速度．单位：r/min第23页，课件共125页，创作于2023年2月通风机的比转速

比转速第24页，课件共125页，创作于2023年2月马达电源类型交流三相380V/50HZ480V/60HZ

单相220V/50HZ２２０/６０ＨＺ１１０V/50HZ110V/60HZ直流12V24V36V第25页，课件共125页，创作于2023年2月电动机能量输入输出示意图轴功率内功率输入有用功率

X电机效率Ｘ传动效率空气功率(马达特性曲线)（电动机铭牌功率）Ｘ流动效率第26页，课件共125页，创作于2023年2月功率有效功率(空气功率)Ｐe内功率Pin轴功率Psh△Pin（风机内部流动损失功率）△Pme（轴承和传动装置的机械损失）Pin=Pe+△PinPsh=Pin+△PmeＰsh=Pe+△Pin+△Pme第27页，课件共125页，创作于2023年2月第28页，课件共125页，创作于2023年2月第29页，课件共125页，创作于2023年2月马达参数重要性马达生产厂样本效率与事实不符.数据偏高近几年马达的加工质量普遍比较差.对轴功率计算不力,风机效率计算不准,偏低一般特性曲线计算时,效率取常数,不科学.无法全面判定叶型和结构的优劣.不力于开发评估

建议:至少新品研发过程中配套的马达必须先获得特性曲线数据.(扭距仪可考虑采用)第30页，课件共125页，创作于2023年2月变频器选型变频器的输出功率对应马达的轴功率马达极对数小,可以按功率选择马达极对数大,应按电流选择四六极马达按功率可以小一档执行第31页，课件共125页，创作于2023年2月效率全压内效率静压内效率全压效率静压效率第32页，课件共125页，创作于2023年2月雷诺数判断流动状态的一个无因次数(Re)

第33页，课件共125页，创作于2023年2月马赫数气流速度与声速的比值(M)第34页，课件共125页，创作于2023年2月风机系数第35页，课件共125页，创作于2023年2月FanFlow,Pressure

PowerandEfficiency

风机流量，压力

功率和效率第36页，课件共125页，创作于2023年2月风机功率与效率表达式Qs~流量(M3/S)；P~压力(Pa)；N~功率(Kw)Kp=1(P<3000Pa)第37页，课件共125页，创作于2023年2月CalculatingKp(GB)

计算KpＫ为绝热系数Ｋ＝１.４第38页，课件共125页，创作于2023年2月CalculatingKp(AMCA)

计算KpH—功率第39页，课件共125页，创作于2023年2月声压级声压和声压级声波由于在大气传播,使大气压力发生改变,其改变值大小称声压,单位Pa.

第40页，课件共125页，创作于2023年2月声功率声功率:声源在单位时间内所辐射的声波总能量.单位W第41页，课件共125页，创作于2023年2月声功率级计算方法第42页，课件共125页，创作于2023年2月计权网络声音按照不同的方式,进行滤波处理.一般设置A、B、C、D四档计权网络.简称A、B、C、D档声压级.通常我们采用的是，做频谱分析时也会遇到.

第43页，课件共125页，创作于2023年2月A计权衰减值631252505001000200040008000-26.3-16.1-8.6-3.201.21.0-1.1第44页，课件共125页，创作于2023年2月倍频程与噪声频谱特性倍频程(中心频率)6312525050010002000400080001/3倍频程506380100125160200250…….倍频程基础上再细分三段……….＜５００为低频＞１０００为高频５００－１０００为中频第45页，课件共125页，创作于2023年2月频谱图轴流式离心式第46页，课件共125页，创作于2023年2月二个特征频率旋转噪声涡流噪声n为转速,Z为叶片数,i谐波序号斯特劳哈尔数Sr=0.14-0.2,可取0.185W为气流平均相对速度，Ｌ为叶片在垂直弦长投影长度,i谐波序号i=1为基频第47页，课件共125页，创作于2023年2月噪声常用计算公式第48页，课件共125页，创作于2023年2月响度级

响度:人对声音强弱的主观量,把声压级和频率有机统一起来.响度级:采用1000Hz下纯音的声压级作为该频率下的响度级.单位为方(pohn)A声级:人耳对40方纯音的响度级B声级:对70方纯音的响度级C声级:对100方纯音的响度级D声级:对飞机的感觉噪声级第49页，课件共125页，创作于2023年2月等响度曲线第50页，课件共125页，创作于2023年2月噪声评价噪声评价数N评定听觉、交换、烦恼的噪声允许标准

第51页，课件共125页，创作于2023年2月a、b数据中心频率（Ｈz）a(dB)b(dB)6335.50.79012522.00.87025012.00.9305004.80.974100001.0002000-3.51.0154000-6.11.0258000-8.01.030第52页，课件共125页，创作于2023年2月三、测试装置的原理根本上讲测试装置是一个特殊的系统无非系统在结构上具有一些特殊性，符合标准.风机特性曲线通过调整系统管网阻力获得风机的最大流量和喘振点采用调节手段获得装置测量时需最大程度符合风机实际运行情况第53页，课件共125页，创作于2023年2月BernouliTheorem

贝努利定理连续流公式第54页，课件共125页，创作于2023年2月VenturiFlowMeter

文丘里流量计Upstreamplane1LowvelocityHighpressureChokeplane2HighervelocityLowerpressure上游平面1低流速高压力节流平面2更高流速

更低压力Downstreamplane3LowvelocityHighpressure下游平面3低流速高压力第55页，课件共125页，创作于2023年2月风机测试原理图解StaticPressure压力Flow流量Ｋ为变量，三种方法控制流量１．风阀开度２．辅助风机变频３．堵片数量第56页，课件共125页，创作于2023年2月K值测定原理图解StaticPressure压力Flow流量三种方法控制特性曲线１．可变叶片角度２．测试风机变频(多速)3.前导叶角度第57页，课件共125页，创作于2023年2月装置(系统)阻力测定根据前图，可方便求得Ｋ．此方法类推到实际风机运行过程中，对客户正确合理使用提供了基础数据．Ｋ值正确测定和应用是本中心获国家科技进步二等奖的核心技术子项第58页，课件共125页，创作于2023年2月SimplifiedAffinityLaws

简化的相似性定律SimplifiedAffinityLawsforFanSpeedChangeExample简化的相似性定律用于风机速度改变的实例第59页，课件共125页，创作于2023年2月AffinityLawSpeedChange

相似性定律风机速度的改变FanCurveatHighSpeed高速时的风机性能曲线Pressure压力FanCurveatLowerSpeed低速时风机性能曲线第60页，课件共125页，创作于2023年2月SpeedChangeExample

风机速度改变实例Originaloperationat1200rpm:Flow23.595m3/sPressure3000PaPower128,700W原来运行在1200转/分钟:流量23.595m3/s压力3000Pa功率128,700WChange(slow)samefanto840rpm:改变成(慢速）相同的风机为840转/分钟:第61页，课件共125页，创作于2023年2月FanEfficiency

风机效率FanCurve风机性能曲线Iso-efficiencylines等效曲线

75%70%65%60%Pressure压力Flow流量第62页，课件共125页，创作于2023年2月风机性能第63页，课件共125页，创作于2023年2月OperatingPoints

风机的运行工作点FanCurve(slower)风机性能曲线(更缓慢)FanCurve风机性能曲线SystemCurve系统性能曲线1´1Pressure压力Flow流量第64页，课件共125页，创作于2023年2月EffectsofAirDensity

空气密度效应Fancurve0.61kg/m3风机性能曲线0.61kg/m3SystemCurve0.61kg/m3系统性能曲线0.61kg/m3Fancurve1.22kg/m3风机性能曲线1.22kg/m3Pressure压力Flow流量第65页，课件共125页，创作于2023年2月EffectsofDensityChange

密度变化的效应SimplifiedFanLawsforDensityChanges简化的风机定律用于密度的变化第66页，课件共125页，创作于2023年2月FrictionSystemCurve

摩擦系统性能曲线FanCurve风机性能曲线Pressure压力Flow流量SystemCurvewithcontroldamperpartlyclosed系统性能曲线，控制调节风门部分关闭风门打开工况点的确定和调节QP第67页，课件共125页，创作于2023年2月四、通风机试验气动性能试验模型和产品GB1236-2000强度试验JB/T6445-1992运转试验GB/T13275-1991JB/T8689-1998噪声测定GB/T2888JB/T8690

第68页，课件共125页，创作于2023年2月

实验室测量参照软件程序讲解装置类型测点分布注意事项测量技巧第69页，课件共125页，创作于2023年2月常用类型风管型进气风管出气风管进出气风管风室型进气气室出气气室

第70页，课件共125页，创作于2023年2月装置外形进出口管道出气管道出气风室第71页，课件共125页，创作于2023年2月贵司主要类型进气风管进气风室第72页，课件共125页，创作于2023年2月测试对象马达效率传动效率(资料获取)环境大气参数马达参数背景噪声运转噪声转速振动集流器静压风室静压进口管道静压风室气体温度第73页，课件共125页，创作于2023年2月注意事项

结合软件进行讲解第74页，课件共125页，创作于2023年2月流量常用测法进口集流器

孔板喷嘴第75页，课件共125页，创作于2023年2月压力测量和毕托管使用静压全压静压第76页，课件共125页，创作于2023年2月传统的测压仪表第77页，课件共125页，创作于2023年2月风机测试常用仪表微差压电功率叶轮风速热球式风速噪声分析仪1/1频谱分析仪频闪仪激光转速仪温湿度1/3频谱分析仪测振仪声级计第78页，课件共125页，创作于2023年2月常用传感器见文件夹第79页，课件共125页，创作于2023年2月仪表精度要求名称精度要求大气压力传感器0.20%湿度传感器2%温度传感器0.5℃差压传感器1%或1.5Pa激光转速传感器0.50%噪声

振动

输入功率2.00%电流1.00%电压1.00%第80页，课件共125页，创作于2023年2月风机系统设计不佳的原因是：进风口气流不均匀出风口连接不妥风机进口处产生涡流附加阻力的增大影响风机叶轮的作功能力

导致：PQSEF

五、系统效应第81页，课件共125页，创作于2023年2月风机名义参数理想状态下，测得的性能参数．即风机的最优状态在实际运转过程中，多少有些损失（进出口）．需对此进行修正．如何修正？此点非常重要，对客户合理选型提供依据．尤其是在技术合同中,必须引起高度注意.

ＳＥＦ因子合理应用是本中心获国家科技进步二等奖的核心技术子项第82页，课件共125页，创作于2023年2月气流损失沿程阻力损失

直管段损失局部损失

弯管损失突扩损失渐缩和扩损失第83页，课件共125页，创作于2023年2月TypesofSystemsEffects

系统效应的类型FanInletFanOutletIntheductworkAtSilencersAtFiltersandCoilsAtSystemAirInlets风机进口风机出口管道系统当中在消声器上在过滤器盘管上在系统空气的进口Better较好Best最好Poor最差SystemAirInlets系统空气进口下游平面3低流速高压力第84页，课件共125页，创作于2023年2月OutletAreaVelocityProfiles风机出口区域流速分布图BlastAreaCutoff25%50%75%100%EffectiveDuctLength

OutletAreaDischargeDuctCentrifugalFanAxialFanWatchoutforfanswiththeoutletareamuchlargerthantheblastarea观察风机的出口区域是否远远大于送风区域Putnothingattheoutletexceptadiffuserorarunofstraightduct除了扩散体和直管段，不允许在风机的出口处放置任何东西第85页，课件共125页，创作于2023年2月OutletElbows-CentrifugalFans

出口弯管-离心风机TrumpetingElephantsNotAllowedinthePlant!在该类设备当中不允许在出口采取象鼻喇叭形弯管第86页，课件共125页，创作于2023年2月UsetheProperFanConfigurationFromtheStart

从开始就采用合适的风机配置Someofthemanyconfigurationsavailable许多风机配置方式当中的一些情况第87页，课件共125页，创作于2023年2月FanAccessories

风机附件AvoidOutletDampersInletDampersApplycarefullyVIVInletboxesUseifpossibleDiffuser防止采用出口调节风门进口调节风门小心使用VIV进口气室如果可能，尽量使用扩散体第88页，课件共125页，创作于2023年2月InletSystemEffect

进口系统效应Thevelocitydistributionontheinletisalsoimportant风机进口的流速分布图也是非常重要的RLengthof

DuctFactoryDesignedInletBox工厂设计进口气室Inletwith3-pieceelbow带有3弯管风机进口PoorNotAsBadVeryPoor差可以非常差InletTappedIntoSquarebottomduct进口TappedIntoSquarebottom管道第89页，课件共125页，创作于2023年2月Pre-Swirl正向涡流CounterSwirl反向涡流InletSwirl

进口涡流BadWorse差更差第90页，课件共125页，创作于2023年2月ReducingSwirl

降低涡流Turningvanesintheelbowcanhelpreduceswirl,but...ApplyTurningVanesCarefully!Vanescanalsopreserveapoorvelocityprofile!旋转位于弯管处的叶片可以帮助降低涡流,但是...必须小心旋转叶片!叶片还会造成不良的流速分布!第91页，课件共125页，创作于2023年2月LossesatMiteredElbows

斜接弯管处发生的能耗Squareelbowsshouldbeavoided,especiallyinhighvelocitysystems,duetothelargelosses应当防止方形弯管,尤其在高流速的系统当中,因为会产生大的损耗第92页，课件共125页，创作于2023年2月常见系统问题引起原因系统设计：可用系统效应因子值SEF来判断部件选择：选型规格偏大或调节技术落后安装质量:包括对管网作现场修改，造成较大的SEF值维护保养：轴承润滑油脂缺少，清洗不及时，导致叶 片、管道表面、过滤器、散热器积聚污染物第93页，课件共125页，创作于2023年2月常见系统问题引起原因富裕量偏大，导致：一次性投资增大运行成本增加噪声增大可靠性降低管道振动偏离最高效率点运行第94页，课件共125页，创作于2023年2月高运行费用风机常处于最大的，预期的负荷运行，但在低负荷期间不能重新调节，建议：测量输送要求的变化量，使在确保功能的前提下，不过份超过这些要求第95页，课件共125页，创作于2023年2月堵塞污染物积聚在系统某一部位，干扰气流分布，产生较大压力降；翅片热交换器和过滤器，导致系统气量不足；堵塞又会干扰入口导叶的操作或变节距叶片叶角的调节；影响预期节能效果和性能；建议用调速驱动第96页，课件共125页，创作于2023年2月气流噪声高风机选择不妥或风机在比必要转速偏高的转速下运行第97页，课件共125页，创作于2023年2月出力不够由于未精确计算系统效应影响，导致：风机在低效运行系统部件高于预期压力降通过任何一个特定部件的压力降公式是：由于气流产生漩涡和涡流，造成不稳定的气流场，会使系统部件实际产生的损失高于对应损失系数计算的损失.第98页，课件共125页，创作于2023年2月不稳定运行原因：在低流量工况下运行并联运行风机相互影响，交替地移动负荷措施：防失速（喘振）装置第99页，课件共125页，创作于2023年2月“风机系统优化”项目调研提纲工艺负荷信息：工艺稳定，负荷变化，启动负荷,常用负荷, 偶尔负荷；

工艺升级计划：计划改造或升级的系统或工艺；驱动类型：直联，皮带变速，可变速驱动；排气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）；进气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）；可调进口叶片开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）；影响生产或维护保养的问题： 系统运行的稳定性、可靠性、动平衡、风机容量与系统适应状况、噪声、有无定期性故障;叶轮类型（径向，前弯，后弯，机翼型）；耗能状况 装机容量[Kw]，年运行时间[h]，风机系统年耗电量[Kwh]；占全厂能耗的百分比[%]第100页，课件共125页，创作于2023年2月参照标准：GB1236-2000通风机空气动力性能试验标准GB10178-88通风机现场试验标准AMCA203美国通风与空调协会标准风机的现场性能测试第101页，课件共125页，创作于2023年2月测试要点静压测量端面开孔(2mm),焊接测压管.测量尺寸截面积垂直气流方向动压测量端面测总压,注意测点分布,控制好角度流量计算公式压力计算公式第102页，课件共125页，创作于2023年2月工况调节改变转速改变进口导叶调节出口风门改变轴流风机叶角调节方法：第103页，课件共125页，创作于2023年2月进口不带接管和出口带接管的风机测试第104页，课件共125页，创作于2023年2月带有进口消声器的离心风机第105页，课件共125页，创作于2023年2月带进口消声器的轴流式风机第106页，课件共125页，创作于2023年2月并联离心式风机