基于虚拟测试技术的风机状态测试系统的设计

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1、基于虚拟测试的风机状态测试系统的设计第一章概述风机使用面广，种类繁多，遍及国民经济的各部门，利用风机产生的气流做介质进行工作，可实现清选、分离、加热烘干、物料输送、通风换气、除尘降温等多种工作。所以，在我国的冶金、有色金属、化工、建材和煤炭等部门，风机得到了广泛地应用。风机的工作是以输送流量、产生全压、所需功率及效率来体现的，这些工作参数之间存在着相应的关系，当流量与转速变化时，会引起其他参数相应的变化。为了正确选择、使用风机[1]，必须了解这些参数间的相互关系。由于风机理论至今仍欠完善，所以风机状态参数的获取主要依赖于状态试验。风机状态测试试验是在风机转速不变的情况卜，改变风机的流量，检测

2、风机各状态参数，并绘制状态曲线的过程。目前，风机用户为了提高经济效益，在选择风机时对它的各项状态指标提出了更为严格的要求，如压力，流量，转速，功率，噪声，可靠性等。同时，风机生产厂家为了提高产品的竞争能力，在努力改进气动设计，提高机械加工的同时，也对风机状态试验的研究和开发给予了高度的重视。由此可见，风机状态试验对于成品的检验和新产品的设计开发都至关重要，特别是对于大型、特型风机以及单件、小批量而且气流特性有特殊要求的情况，状态试验尤为重要。长期以来，我国的风机测试手段比较落后，主要以手动操作试验过程、手工测量试验数据、手工绘制曲线为主，存在测量手段落后，测量精度不高和劳动强度大等缺点[2]

3、。随着电子技术和计算机技术的发展，我国工业自动化程度越来越高，使得风机参数的自动采集成为可能。近年来，我国少数单位在通风机测试技术方面有了新的研究或使用了微型计算机[3]，但他们有的测试参数不完全，只能完成某一部分的测试任务;有的测试系统庞大而复杂，不能作为通用系统得以推广。所以，目前在国家标准的基础上，如何利用高新科技手段实现风机状态的自动检测与分析已成为国内多数风机生产厂家及风机研究单位的迫切需要[4]。现代科学技术的进步以计算机技术的进步为代表，不断更新的计算机技术从各个层面上影响、引导各行各业的技术更新。基于计算机技术的虚拟仪器以不可逆转的力量推动着测控技术的革命。虚拟仪器系统的概念

4、不仅推进了以仪器为基础的测控系统的改造，同时也影响了以数据采集为主的测试系统构造方法的进化，过去独立分散、互不相干的许多领域，在虚拟仪器系统的概念下，正在逐渐靠拢、相互影响，并形成新的技术方法和技术规范。虚拟仪器技术能充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使之与计算机融为一体，构成一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用计算机智能资源的全新仪器系统。应用虚拟仪器技术，可以用较少的资金、较少的系统开发和维护费用，用比过去更少的时间开发出功能更强、质量更可靠的产品和系统。[5‘6]所以，为提高风机状态试

5、验测试系统的状态，并考虑到风机生产厂家及科研院所的实际需求，本课题采用在现有风机状态试验台的基础上利用计算机技术、电子技术、仪器技术的结合(即虚拟仪器)，设计一种具有如下特点的计算机辅助风机状态自动测试与分析系统。(1)自动采集风机状态试验数据，且各项参数指标达到国家规定标准[7]。(2)自动控制风机转速。(3)自动进行数据处理，且实现数据的存储、打印、查询等功能。(4)自动绘制风机状态曲线。(5)系统界面友好，操作方便，便于用户使用。24基于虚拟测试的风机状态测试系统的设计第二章系统总体方案的确定2.1风机状态试验方法由于风机内部流体运动的复杂性，至今还不能用理论的方法精确计算出它的各种损

6、失，因而不能正确的计算出各种状态参数，所以用计算的方法得到的状态曲线与实际工作状态曲线之间存在较大差异，特别是对于非设计工况，计算值与实际值的误差更大。因此，风机的工作状态参数由试验得到，试验的目的在于确定工作状态曲线，从而确定风机的工作范围，以便向用户提供可靠的使用数据。2.1.1风机状态参数[8‘9]风机状态试验装置分为风室式和风管式两类。风室式试验装置由流量测试管路、风室、辅助通风机、流量调节器和整流器等组成，根据腔室与通风机进口和出口的连接方式不同，分为进气风室和出气风室两种试验装置;风管式试验由测试管路、流量调节装置、整流装置及锥形连接管等组成，根据试验管路与通风机进气口和出气口的

7、连接方式不同，分为进气、出气、进出气三种试验装置。(l)进气试验:这种布置形式只在风机进口装设管道，如图2一1所示。气体从集流器l进入吸风管道2，再流入叶轮3，在管道进口处装有调节风量用的锥形节流门4，并在吸风管道中放置测量流量用的毕托管5和静压测管6。(2)排气试验:这种布置形式只在风机出口设置管道，如图2一2所示。气体从集流器1进入叶轮2，由叶轮流出的气体从排风管道3流出，用出口锥形二冷流门4调节流量，并