离心风机性能测试实验

离心风机性能测试实验一、实验目的1、了解风机的构造，掌握风机操作和调节方法2、测定风机在恒定转速情况下的特性曲线并确定该风机最佳工作范围二、基本原理1、基本概念和基本关系式1.1、风量风机的风量是指单位时间内从风机出口排出的气体的体积，并以风机入口处气体的状态计，用Q表示，单位为m3/h。1.2、风压风机的风压是指单位体积的气体流过风机时获得的能量，以tP表示，单位为J/m3=N/m2，由于tP的单位与压力的单位相同，所以称为风压。用下标1，2分别表示进口与出口的状态。在风机的吸入口与压出口之间，列柏努力方程：fHgugpzHgugpz2222222111…………………………（1）上式各项均乘以g并加以整理得：fHguuppzzggH2)()()(21221212…………（2）对于气体，式中（气体密度）值比较小，故)(12zzg可以忽略；因进口管段很短，fHg也可以忽略。当空气直接由大气进入通风机，则21u也可以忽略。因此，上述的柏努力方程可以简化成：2)(2212uppgHPt……………………………………（3）上式中)(12pp称为静风压，以stP表示。222u称为动风压，用dP表示。离心风机出口处气体流速比较大，因此动风压不能忽略。离心风机的风压为静风压和动风压之和，又称为全风压或全压。风机性能表上所列的风压指的就是全风压。2、风机实验流体流经风机时，不可避免的会遇到种种流动阻力，产生能量损失。由于流动的复杂性，这些能量损失无法从理论上作出精确计算，也因此无法从理论上求得实际风压的数值。因此，一定转速下的风机的tP—Q,stP—Q，N—Q,t—Q，st—Q之间的关系，即特性曲线，需要实验测定。2.1、风量Q的测定我们可以通过测量管路中期体的动风压来确定风量的大小。我们在管路的适当位置（必须使气体流动的稳定管段）安装一个测量动压头的装置——皮托管。假设皮托管测得的动风压为dP，测量中，动风压常用水柱高度dh表示：ddghP水则有：222ughPdd水[Pa]所以：ddghPu水222[m/s]若假设测量位置的管径为D则有：3600242dghDuAQ水[m3/h]另外，测量风量我们还可以用孔板流量计，对于孔板流量计的原理这里略去。下面直接给出计算公式：ghSCVs200[m3/s]或者：)(200rsRgSCV[m3/s]式中：R——U型压差计的读数[m]r——压差计中指示液的密度[kg/m3]——被测流体的密度[kg/m3]C0——孔流系数S0——孔口面积2.2、静风压和全风压的测定由前面的式（3）可以得到实验中测定静风压和全风压的方法。)(12pp为静风压，可以通过风机出口处的静压管测得，由于1p为大气压强，因此静压管的一端可以直接和大气相通；222u为动风压，可以通过管路中安装的皮托管测量得到。2.3、风机的有效功率和功率由于风机在运转过程中存在种种能量损失，使得风机的实际风压比理论风压值要低，而输入风机的功率要比理论值高，所以风机的总效率可以表示为：轴NNe其中eN为风机的有效功率：6106.3tePQN[kw]轴N为电机输入风机的功率：传电电轴NKN以上各式中：Q——风量，[m3/h]tP——全风压，[N/m2]K——用标准功率机校正功率标的校正系数，这里取1.0电N——电机的输入功率，[kw]电——电机效率，通常取0.90传——传动装置的传动效率，一般取1.0三、装置和流程四、实验步骤和操作要点1、检查管路上各测量仪器是否处于正常状态，确保风量调节阀处于全开或者全闭状态。2、点击数显仪表盘，打开风机的电机电源，开始实验。3、点击风量调节阀，调节不同的阀门开度4、数显仪表会显示实时测量的各个量5、等显示值稳定后记录各个仪表的数值。6、至少测量五组以上不同阀门开度下的转速，电机功率，气体出口温度，风机出口静压；其中必须有阀门全开和全闭情况下的数值。五、数据处理风机的风压有全风压和静风压之分，所以，风机的特性曲线比离心泵特性曲线多两条，即一定转速下的tP—Q,stP—Q，N—Q,—Q，st—Q五条曲线。由于标准的风机的特性曲线是在20°C及760mmHg条件下测定的，在此条件下空气的密度为1.2kg/m3，因此，我们应当对测得的数据进行换算。风压换算：00ttpp式中0tp，0为规定状态下的风压和气体密度；tp和为操作状态下的风压和气体密度。所以：2.100tttppp计算功率时，如果tp用实际风压，则Q用实际风量；如果tp用校正为规定状态下的风压0tp，则风量也需校正到规定状态。校正方法同上。在本仿真实验的数据处单元里面包括如下四项内容1、原始数据2、计算结果3、曲线绘制4、设备参数提示：您可以在“参数设置”里面选择别的风机型号。（您必须有修改参数的权限）