首页 如何成为会员 意见反馈
主办 沈阳鼓风机研究所 /《风机技术》杂志社
   新闻  |   技术纵横  |  论坛  |  沈阳鼓风机研究所  |  风机协会  |  质检中心  |  风机标委会  |  风机技术杂志  |  企业商铺  |  供求  |  产品  |  书籍  |  招聘
当前位置:中国风机技术网 → 技术纵横 → 技术前沿

横流与轴流通风机串联吸气临界点试验研究

admin    
 

横流与轴流通风机串联吸气临界点试验研究

关炎芳 周学建 师清翔 / 上海大学机电工程与自动化学院

摘要研究检测了横流与轴流通风机在不同工况下串联运行时的临界点,并绘制了横流与轴流通风机串联临界曲线。得出了横流风机在串联系统中较轴流风机稳定的结论。
关键词:横流式通风机 轴流式通风机 串联运行 临界点
中图分类号:TH43        文献标识码: B
文章编号:1006-8155(2007) 03-000-00
Test Research on the Inspiration Critical Point of Cross- fl ow Fan and Axial Fan in Series
Abstract In this paper, the critical points of cross-flow fan and axial fan in series at different operating conditions are tested and researched, and draw the critical curves of them. The result show: cross-flow fan is more stable than axial fan in series system are obtained.
Key words: Cross- fl ow fan Axial fan Series operation Critical point

0   引言

  以单台风机作为系统吸气(或排气)部件的场合很多,根据工作要求选择适宜的风机并不困难,然而在诸多情况下,为了提高系统作业性能,常常要求两台或多台风机联合工作。且由于不同类型风机有自身的结构和性能特点,常常要求异类风机联合使用。在系统设计过程中,设计者根据作业要求确定气流参数(压力、流量),根据气流参数选择风机。对于多台风机联合作业系统,必须明确风机之间的匹配原则,才有可能选择适宜的风机,使系统气流参数满足要求。然而风机联合运行,特别是异类风机联合运行缺乏匹配理论,这无疑增大了选择风机的盲目性,出现工作气流参数大幅度偏离设计值的现象。本文从横流风机与轴流风机串联运行的吸气性能入手,在大量试验的基础上,给出了横流风机与轴流风机串联运行时的临界曲线及其一般规律。

1  串联临界点概述

  串联工况点[1]是串联总性能曲线与管网特性曲线的交点,分为串联排气工况点和串联吸气工况点,笔者主要研究串联吸气工况点,即总的吸气性能曲线与管网特性曲线的交点。串联临界点则是串联运行总的吸气性能曲线与吸气能力较高的单风机吸气性能曲线及管网特性曲线三者的交点。在不改变管网特性曲线的情况下,串联临界点就是串联运行总的吸气性能与吸气能力较高的单风机吸气性能曲线的交点,即串联工作时两台风机中吸气能力较低的一台成为系统负载的临界点。

 
图1 供料风机变频恒压控制原理框图

  如图1所示:把串联运行的前一级风机记为风机 Ⅰ,后一级风机记为风机Ⅱ ;曲线Ⅰ为风机Ⅰ的流量-压力曲线,曲线Ⅱ为风机Ⅱ的流量—压力曲线,曲线Ⅲ为风机Ⅰ与 Ⅱ 串联运行总的流量—压力曲线,1、2、3为不同阻力的管网特性曲线。当管网特性曲线为2时,串联吸气工况点与风机Ⅰ的吸气工况点均为M2 ,即串联运行与风机Ⅰ单独运行效果是一样

的,则工况点M2 即是管网特性曲线2下的串联临界点;当管网阻力增大,特性曲线为1时,串联吸气工况点是M1 ,显然M1点对应的压力及流量比风机Ⅰ在此管网阻力下单独工作时的压力和流量都大;当管网阻力减小,性能曲线变为3时,串联吸气工况点是M3 ,其压力及流量比风机Ⅰ单独工作时的压力、流量还小,这时风机 Ⅱ起了阻碍风机Ⅰ工作的作用,成为系统的负载。由此可以看出, 串联临界点对风机的串联运行具有很重要的意义,在进行风机串联匹配时,只有弄清串联临界点的规律,更合理地选择串联参数,才能达到理想的串联效果。

2  试验研究

2.1   试验设备及测试仪器

  根据GB/T1236-2000《工业通风机 用标准化风道进行性能试验》[2]中带进气管、用皮托管测定流量的标准单风机性能测量装置的要求来布置串联吸气试验管道[3] 如图2所示。

  图中,性能测量孔来测定两风机串联后总的吸气性能,辅助测量孔配合性能测量孔可用来确定前级风机的吸气性能。管网阻力通过调节节流器位置来确定。本试验所用风机为SF3.5G-4 型轴流风机和与其流量、压力相匹配自制横流风机[4-6],分别由两台交流变频电机驱动。 压力测量采用皮托管与DP-2000 数字式微压计相结合。 风机功率由JN338 型智能数字转矩转速测量仪自动记录。试验证明:本试验装置具有较好的通用性,并且精度较高,可用于各种类型单风机及串联组合,在各种不同转速下的吸气及排气性能测试。

2.3 试验结果及分析

  轴流风机、横流风机根据在串联系统中前后位置的不同,可分为轴流风机与横流风机串联和横流风机与轴流风机串联两种方式。对每种串联方式,串联临界点的调节方法也有两种:一是固定前级风机转速,调节后级风机转速使其达到串联临界点;二是固定后级风机转速,调节前级风机转速使其达到串联临界点。

2.3.1 轴流风机与横流风机串联

  轴流风机与横流风机串联是将轴流风机作为串联的前级风机,横流风机作为串联的后级风机的串联方式。

(1) 固定前级轴流风机转速,调节后级横流风机转速,测得横流风机临界转速。

  首先将轴流风机转速固定在1042r/min ,并确定一种管网阻力(例如工况1),然后通过 调节变频器来改变横流风机的转速,观察性能并测量孔压力、流量变化,当串联风机的总进气压力及流量与轴流风机单机、同工况下的压力及流量相等时,记下横流风机的转速,即两台风机串联运行处于临界工作状态时的转速,称为横流风机临界转速。保持轴流风机转速不变,以同样方法测得其余8种不同管网阻力下横流风机临界转速。最后改变轴流风机转速,重复以上步骤,可测出其它两种转速下横流风机的临界转速(见表1)。

表1 轴流与横流风机串联后级横流风机临界转速表

固定风机转速  工况1  工况2  工况3  工况4  工况5  工况6  工况7 工况8 工况9

  1042     169  204   273   288   327   357   396  498  526

  1198     223  257   323   355   424   477   546  588  641

  1400     248  297   385   412   484   573   665  715  747

表2  轴流与横流风机串联前级轴流风机临界转速表

固定风机转速 工况1  工况2  工况3  工况4  工况5  工况6  工况7  工况8  工况9  工况10

  535    -   250   277   319   489   643   743   780   802   802

  620    -   304   334   379   492   702   830   883   952   962

  740    400   406   452   504   516   730   973   1114  -   1155

  为了找到串联临界点的规律,以使其更具有通用性,又测出横流风机在各临界转速及对应工况下的压力和流量,即临界点。再把这些点按固定轴流风机转速进行最小二乘曲线拟 合,可得 3条拟合曲线,即临界曲线(见图3a)。图中曲线上的数字是轴流风机转速(r/min)。

 (2)固定横流风机转速,调节轴流风机转速,测得轴流风机临界转速。

  首先将横流风机转速固定在535r/min ,并确定一种管网阻力(例如工况2),然后通过调节变频器改变轴流风机转速,观察性能并测量孔压力、流量变化,当串联风机的总进气压力、流量与横流风机单机、同工况下的压力及流量相等时,记下轴流风机的转速,此即轴流风机临界转速。保持横流风机转速不变,以同样方法测得其余8种不同管网阻力下轴流风机临界转速。改变横流风机转速,重复以上步骤,可测出其他两种转速下的临界转速(见表2)。最后测出轴流风机在各临界转速及对应工况下的压力和流量,即临界点。再把这些点按横流风机固定转速进行最小二乘曲线拟合,可得3条拟合曲线,即临界曲线(见图3b)。图中曲线上的数字是横流风机转速(r/min)。

  从图3看出,后级横流风机与前级轴流风机的临界曲线形状不同,但变化趋势相似,即在同一转速下,随着流量增加,压力逐渐增加(前级轴流风机临界曲线在管网阻力较小、流量较大时,随着流量增加,压力有所降低);同一流量下,随着固定风机转速的升高,压力逐渐增大。

2.3.2  横流风机与轴流风机串联

  横流风机与轴流风机串联是将横流风机作为串联的前级风机,轴流风机作为串联的后级风机的串联方式。

  (1)固定前级横流风机转速,调节后级轴流风机转速,测得轴流风机临界转速。

  按照轴流风机与横流风机串联中第二种固定横流风机转速,调节轴流风机转速测试方法,测得轴流风机临界转速(见表3)。然后根据临界转速测出轴流风机临界点,并按横流风机固定转速进行曲线拟合,可得3条临界曲线(见图4a)。

表 3 横流与轴流风机串联后级轴流风机临界转速表

固定风机转速  工况1  工况2  工况3  工况4  工况5  工况6  工况7  工况8

   535    259   278   293   336   513   583   620   630

   620    248   272   302   321   504   642   734   749

   740    337   407   438   444   547   744   805   829

表4 横流与轴流风机串联前级横流风机临界转速表

固定风机转速   工况1  工况2  工况3  工况4  工况5  工况6  工况7  工况8

  1042     200   244   278   287   349   399   435   488

  1198     244   285   344   374   409   465   506   559

  1400     299   323   431   467   474   533   588   646

(2) 固定后级轴流风机转速,调节前级横流风机转速,测得横流风机临界转速。

  按照轴流风机与横流风机串联中第一种固定轴流风机转速,调节横流风机转速测试方法,测得横流风机临界转速(见表4)。然后根据临界转速测出横流风机临界点,并按轴流风机固定转速进行曲线拟合,可得3条临界曲线(见图4b)。

  从图4看出,两风机临界曲线形状不同,但变化趋势相似,即在同一转速下,随着流量增加,压力逐渐增加;相同流量下,随着固定风机转速的升高,对应风机压力也逐渐增大。

  比较图3和图4可发现:轴流风机、横流风机在串联系统中前后位置不同,得出的同一风机临界曲线形状却比较相似,如图3a与图4b 。说明风机临界曲线与对应单机性能较相似,随串联方式变化不大。另外,从图中还可看出,两种串联方式中,横流风机临界曲线比轴流风机临界曲线要平滑一些,说明横流风机在串联系统中较轴流风机稳定。

3  结论

  (1)轴流风机、横流风机串联运行,保证前级风机在串联临界点以上工作,可以提高风机串联后总的压力及流量。
 (2)轴流风机、横流风机串联运行,同一串联方式中,两风机对应串联临界曲线形状不尽相同;不同串联方式中,同一风机临界曲线形状相似。串联系统中横流风机较轴流风机稳定。
  (3)轴流风机、横流风机串联方式不同,各风机临界曲线 变化趋势基本一致,即在同一转速下,随着流量的增加,压力逐渐增加;同一流量下,随着固定风机转速的升高,对应风机的压力也逐渐升高。

参 考 文 献

[1] 郭立君,何川. 泵与风机[M].3 版.北京:中国电力出版社,2004.8:80-83.
[2] GB/T1236-2000 工业通风机 用标准化风道 进行性能试验[S]. 国家质量技术监督局, 2000.
[3] 关炎芳,周学建,师清翔,等. 风机串联吸气性能试验台的研制[J].风机技术2006(6):13-16 .
[4]A Toffolo A Lazzaretto and A D Martegani. Cross- fl ow fan design guide li nes for multi-objective performance optimization . Power and Energy , 2004,218.
[5] 朱永宁,陶滨友,周学建 . 径向进气风扇结构和性能参数的实验研究[J]. 洛阳工学院学报,1985(1).
[6] 师清翔,等. 横流式系列风机及其CAD研究鉴定材料汇编[G]. 洛阳工学院,洛阳西方节能设备厂,1991.
[7] 蔡增基,龙天.流体力学泵与风机[M]. 中国建筑工业出版社, 1999.


 

新闻评论评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!

  评论人:不锈钢网   打分:0 分  发表时间:2015-7-23 20:53:54
· 不错的文章,内容无懈可击.禁止此消息:nolinkok@163.com不锈钢网http://www.hbbuxiugan...
  评论人:西门塔尔牛   打分:0 分  发表时间:2015-6-6 16:28:05
· 好文章,内容气贯长虹.禁止此消息:nolinkok@163.com西门塔尔牛http://www.xmten.com/ 
  评论人:Sofia   打分:85 分  发表时间:2015-3-1 12:32:48
· Afinancialadvisor<ahref="http://version22.com/contact/">irre...
  评论人:Manuel   打分:85 分  发表时间:2015-3-1 7:01:54
· UntilAugust<ahref="http://www.bethelhebrew.org/about-us#porc...
  评论人:Elias   打分:85 分  发表时间:2015-2-28 21:56:54
· Whatlineofworkareyouin?<ahref="http://www.muruniiduk.ee/prod...