风机功率计算

1、对旋轴流通风机的功率特性及其计算机数据处理的改进吴秉礼/沈阳人民风机厂韩宏亮/邯郸市东方风机制造有限公司摘要:对国内对旋轴流通风机产品样本给出的功率特性曲线发表了意见，对目前使用的性能试验数据处理的计算程序提出了改进建议。关键词：对旋式轴流通风机功率特性数据处理程序中图分类号：TH432,1文献标识码：B文章编号：1006-8155 (2006) 06-0020-04Improvement on Power Characteristics and Computer Data T reatment of Counter-rotating Axial FanAbstract: Suggestion

2、s are provided on Power characteristics curve given by the simple of domestic counter-rotation axial fan. Improvement measures are put forward on computer program of performance test data process at present.Key words: Counter-rotating axial fan Power characteristic Data treatment Program1引言GB/T1236-

3、2000工业通风机 用标准化风道进行性能试验和 GB3235-1999通风机 基本型式尺寸参数及性能曲线，对通风机性能曲线的表征形式和内容均作了明确的规定。近10余年来，对旋轴流通风机在我国煤矿、金属矿等得到了广泛应用。然而，至今矿 用对旋轴流通风机的功率特性曲线大都仍沿用非对旋轴流通风机功率特性曲线的表征形式， 如图1所示。笔者以为，这种作法是不适宜的，这种表征方式是不可取的。图1对旋轴流通风机气动性能曲线对旋轴流通风机实质上是两个单级叶轮的串联，并且是按压力等量分配和互为导叶的原则进行气动设计的。由于两个叶轮互为反向旋转，速度三角形发生新的变化1,致使I、n级叶轮叶片的扭曲角度和实度（即稠

4、度）完全不同，n级叶轮叶片的工作条件更为恶化，从而导致I、n级的功率特性（曲线）不尽相同。具体说来就是，当两个叶轮叶片的安装角度 © ：/ （f） n一定时，与流量 Q、压力p （静压或全压）相对应的I级、n级叶轮的轴功率并非相 等，即Pshi乒Ps"；只有在最高效率点处，才有Pshi = Pshn或Pshl Pshn,如图2所示2。因此，对旋轴流通风机的功率特性不应仿照图1那样绘制总功率曲线，而应像图2那样，分别绘制、给出I级、n级的功率特性曲线。这样做，不仅显示出对旋轴流通风机I级、n级功率特性的区别，而且有利于对旋风机的选型、电机功率的确定以及风机的安全运行。图2带扩

5、压器的OBB-79-80型对旋轴流通风机气动性能曲线（无因次）2数据处理的改进执行GB/T1236-2000标准时，采用人工手算的方法是难以对采集数据进行处理的，必须通过编制程序用计算机进行运算。然而，目前国内编制的计算程序， 只能得到对旋轴流通风机总功率的特性曲线，而不能获得I、 口级各自的功率特性曲线。然而实际上，只要对现有程序稍加补充和改进即可实现，具体方法如下：通风机效率为Y =pQ/Psh（1）或可写为对旋轴流通风机的轴功率Psh为I级叶轮轴功率PshI和口级叶轮轴功率PshH之和，即6Psh= Psh【+ Psh n（3）于是式（2）可写成1 Psh t + Psh nPsh T

6、| Psh n-=Z= = ,(pQpQ pQ'若定义Psh . _ 1pQ -亦即n * 些(5)Psh -若定义Psh U 1pQnn *亦即Psh n(6)则式（4）可表达为111=+ -n从而得到n=-（7）g+气式（5）、式（6）分别称作对旋轴流通风机I级叶轮和II级叶轮的虚拟效率。在以上效率关系公式中，当风压p为静压时，则为静压效率；风压p为全压时，则为全压效率。Q、p、Pshn、n值，最后用由式（7）可知，对旋轴流通风机的静压或全压效率可通过I、II级叶轮的虚拟静压效率或虚拟全压效率表征和求得。具体做法：将原程序中先输入Psh改为输入Psh!,算出各工况下的Q、p、Psh

7、n、气 值；再输入PshH,算出对应工况下的式（7）算出相应的Y。这样，只要在原程序中加入虚拟效率的计算步骤，即可得到对旋风 机的Y Q效率曲线，皿并同时获得PshiQ、Pshn Q功率特性曲线。3举例以邯郸市东方风机制造有限公司的FBD5对旋轴流通风机为例：叶轮直径D=500mm,工作转速n=2900r/min，叶轮与电机直联，电机功率P=2X 7.5kW,采用进气试验装置，电测法测定功率。表1为叶片安装角 / 4 n =38° /9。时，气动性能试验相关参数的测定结果。表1叶片安装角力J力n =38 ° /9 °时气动性能试验相关参数的测定结果工况点大气压力/

8、Pa大气温度/C湿温度/CPe3/Pa p/PaI级电机输入功率P： / kWII级电机输入功率Pn / kW注1102600.02.01.4230.00141.637.6002.400I、U级电2102600.02.01.4830.00129.347.7203.200机效率为3102600.02.01.41180.00125.797.9203.760门电=0.8624102600.02.01.41610.00115.417.8404.480叶轮转速5102600.02.01.41930.00107.597.6405.040为 n=29006102600.02.01.42250.00100.4

9、77.4805.600r/min7102600.02.01.42510.0097.297.4005.7608102600.02.01.42800.0091.197.4006.3209102600.02.01.43090.0079.337.3206.40010102600.02.01.43360.0067.977.2107.040利用煤科院重庆分院矿用设备检测检验中心提供的计算程序，计算得到测试状态下FBD5对旋风机气动性能，见表 2。表中的轴功率为风机的总轴功率，即I、II级叶轮轴 功率之和：Psh= (Pl +P n)门电，Pl、P n取自表1。表2测试状态下FB吨5对旋风机气动性能工况点容

10、积流量一一，3/Q/( m /min)风机动压pd/Pa风机静压ps/Pa风机全压PT/Pa轴功率Psh/ kW静压效率门s/%全压效率门T/%1237.201243.749109.691353.6478.6205.06216.3002228.034222.836719.519942.5279.41329.06938.0703225.664216.8691072.1911289.22510.06840.01648.0984217.086199.1491510.7031709.99010.62051.32858.0735210.285185.7851837.1582023.06310.93058

11、.66964.5766203.867173.6152163.0482336.76811.27564.83570.0117201.143168.1682425.5902593.85611.34471.21176.1168195.311157.7632720.6722878.52111.82774.31478.5919182.710137.3603020.8313158.25711.82777.10780.58310169.604117.8863300.6083418.54312.28475.25177.913表3为I级叶轮轴功率与虚拟效率的计算结果；表4为n级叶轮轴功率与虚拟效率的计算结果(测试

12、状态下)。表3 I级叶轮轴功率与虚拟效率的计算结果工况点容积流量Q/ ( m /min)风机动压Pd/Pa风机静压Ps/Pa风机全压PT/PaI级叶轮轴功率Psh： / kWI级虚拟静压效率门买*/%I级虚拟全压效率n ti */%1237.201243.749109.691353.6476.5516.66121.4492228.034222.836719.519942.5276.65541.11653.8473225.664216.8691072.1911289.2256.82759.01370.9324217.086199.1491510.7031709.9906.75880.66091.

13、2605210.285185.7851837.1582023.0636.58697.367107.1706203.867173.6152163.0482336.7686.448113.370122.4217201.143168.1682425.5902593.8566.379126.637135.3598195.311157.7632720.6722878.5216.379137.782145.7119182.710137.3603020.8313158.2576.310144.523151.03810169.604117.8863300.6083418.5436.215148.734153.

14、996表4 II级叶轮轴功率与虚拟效率的计算结果工容积流量风机风机风机全压H级叶轮H级虚拟n级虚拟全况Q/( m /动压静压PT/Pa轴功率Psh静压效率压效率点min)Pd/PaPs/Pan/ kW门 s*/%门 T */%1237.201243.749109.691353.6472.06921.08867.9102228.034222.836719.519942.5272.75899.212129.9333225.664216.8691072.1911289.2253.241124.309149.4144217.086199.1491510.7031709.9903.862141.1451

15、59.6945210.285185.7851837.1582023.0634.344147.618162.4816203.867173.6152163.0482336.7684.827151.442163.5337201.143168.1682425.5902593.8564.965162.703173.9098195.311157.7632720.6722878.5215.448161.327170.6119182.710137.3603020.8313158.2575.517165.297172.74710169.604117.8863300.6083418.5436.068152.337

16、157.726根据表3和表4虚拟效率的计算结果，利用式（7）即可计算得到对旋风机的效率（曲 线），并同时获得I级和级轴功率的特性（曲线），其最终结果见表 5 （测试状态下）。表5 I级、II级轴功率的特性(曲线)最终结果工容积流量风机静压风机全压I级叶轮H级叶轮静压效率全压效率况Q/ ( m /ps/PapT/Pa轴功率轴功率Psh门s/%门T/%点min)Psh】/ kWn / kW1237.201109.691353.6476.5512.0695.06216.3002228.034719.519942.5276.6552.75829.06938.0703225.6641072.1911289.2256.8273.24140.01648.0984217.0861510.7031709.9906.7583.86251.32858.0735210.2851837.1582023.0636.5864.34458.66964.5766203.8672163.0482336.7686.4484.82764.83570.0117201.1432425.5902593.8566.3794.96571.21176.1168195.3112720.6722878.5216.3795.44874.31478.591918