大型风机流量和压力测量方法的研究与应用

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1、大型风机流量和压力测量方法的研究与应用ResearchandApplicationonMeasurementforFlowAndPressureofLargeFan唐俊锐殷忠民朱建国/上海理工大学编者按:流体力学证实，流线型入口的圆筒内某截面上的静压是相等的。摘要：针对大型风机（叶轮直径＞5m）不适合采用标准测量装置测量其流量与压力这一现状，提出了分体式组合动压管测量法，阐述说明了测量的原理及结构。并通过试验对这一测量方法进行了可行性验证。关键词：大型风机流量压力测量中图分类号：TH321.1文献标识码:B文章编号:10

2、06-8155(2005)02-0008-04Abstract：Aimedatthestatusquo,standardmeasuringunitbeingunsuitableformeasureflowrateandpressureoflargefan(diameterofimpeller>5m).Fission-combinationdynamicpressurepipemeasurementisputforward.Principleandstructureofthemeasurementsetforth..Fea

3、sibilityofthemeasurementisvalidatedthroughthetest.Keywords：FanFlowratePressureMeasurement4第页共4页1引言国家标准GB/T1236-2000《工业通风机用标准风道进行性能试验》在风机性能测试方面给出了非常详尽的测试方法，然而对于大型风机（叶轮直径＞5m），若完全依照该标准搭建测试台测试其性能，在装置费用、人力耗费、测试台占地面积等方面花费巨大,几乎难以承受,因此研究更适用的测试方法就尤其必要。在测试大型风机性能时，测量参数：大气压力

4、、大气温度、湿度、风机转速、功率和噪声等都可用常规方法进行测量，但受风机外形尺寸的影响，流量与压力的测量相对较困难。目前测量大型风机流量通常都采用皮托静压管横动法。由于受流道中流场不均匀性的影响，在同一测量截面需对多个点进行测量，测试时间长、劳动强度大，测点的准确定位也难以控制。在长时间测量过程中由于外界气候环境的影响，流场易发生波动，从而影响测试精度；再加上风机尺寸很大，气流流道的长度相对于风机叶轮直径短，因此流场的均匀性在装置结构上就难以得到保证，这会造成较大测量误差。针对这一现状，提出采用分体式组合动压管法对大型风

5、机的流量和压力进行测量。2试验装置与测量原理及方法2.1试验装置根据GB/T1236-2000，对于标准化风道试验只能用在圆形管道中皮托静压管横动的测量方法。为了验证分体式组合动压管法的可行性，搭建了一个模型试验装置，其结构4第页共4页见图1。在相同条件下，采用两种不同的测量方法对同一台风机的流量与压力进行测量：一种方法是公认的皮托静压管横动法；另一种方法是分体式组合动压管法。整套试验装置模拟大型风机测试现场，主要的测量仪器有：倾斜式微压计、皮托管（已校验）、数字温度计、动槽水银气压计、分体式组合式动压管及直尺等。其中试

6、验的风管直径DN=400mm。2.2测量原理和方法采用皮托静压管横动法进行流量和压力的测量。测点布置见图2。依照GB/T1236-2000在风管图2测点布置图4第页共4页4第页共4页同一测量截面的3个直径方向按线性法选用24个测点，由倾斜微压计测出截面上各测点的压差△p和静压ps，计算出测量截面的平均压差△p和静压ps，获得风机的流量与压力。采用分体式组合动压管法进行流量和压力的测量。设计的分体式组合动压管由总压管、静压管及相应的引管组成，其结构见图3。总压管与静压管均采用4根不锈钢管焊接成十字形状。为了一次获得测量截面

7、平均压差与静压，管子中心连接处导通，除留一个管口作为测量接口外，其余3个管口都密封。根据等环面积法在每根总压管和静压管上布置5个测点，在每个测点处分别焊接总压引管和静压引管，引管长度参考皮托管鼻管长度。然后将总压管与静压管交错45度安装在原皮托管测孔截面处，总压引管的开口迎着气流测量总压，静压引管开口垂直于气流测量静压。测试中通过倾斜微压计测量截面的平均压差与静压值，通过平均值计算风机的流量和压力。皮托静压管横动法计算公式如下：式中A——测量截面面积，m2ρ——测量截面气流密度，kg/m3psj——各测点静压值，PaN—

8、—测量截面测点数△pj——测量截面测点测得压差，Pa分体式组合动压管法计算公式与上述计算公式不同之处在于多点测量，自动取加权平均值，一次测得测量截面的平均压差△p和静压，然后计算流量与压力。4第页共4页4第页共4页3试验结果与分析3.1皮托静压管横动法试验数据见表1。表1a点压力/PaB点压力/Pac点压力/Pad点