GB T 10178-1988 通风机现场试验.pdf
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1、中华人民共和国国家标准通风机现场试验GB 10178-88 Site testing of fans 1 适用范围本标准适用于安装在工作管路上的通风机的一个工况点或多个工况点性能特性的测定。工作管路特性测定不属于本标准范围所测气体必须是单一的单相的注s对通风机产品规定性能的验证试验,应按GB1236的规定2引用标准GB 1236 GB 2624 通风机空气动力性能试验方法流量测量节流装置第一部分准喷嘴节流件为角接取压、法兰取压标准孔板和角接取压标3符号A,管道截面积b,至管壁最近测试点的距离d,速度探针头部直径d;:)总压孔直径d,静压孔直径D a管道水力直径或圆截面管内径队g环形风管的最小内
2、径Dar叶轮直径:环形凤管中环的厚度f,附加误差f;:加权系数F,近似系数g,重力加速度H,矩形截面风管的高度川2测试点的标号;, i排气动能指数J,线电流l,测试线长度l,:横坐标a测试线长度l,:横坐标。测试线t是度l.横坐标z测试线长度中华人民共和国机械电子工业部198811-03批准196 1989 07-01实施GB 1017 8 88 L:矩形截面风管的长度或任意型式截面的最大(可能)长度Lp:垂直于距探针最近管壁方向内的风管内径M,马赫数m z孔板直径比m:时间平均值注脚p时间和空间相关的气体平均压力或绝对静压户:进口截面上的压力户2:出口截面上的压力p,计入壁面粗糙度测量结果和
3、雷诺数的数值p, 传给通风机铀的机械功率PE:电机输入功率P,摩擦功率或通风机的功率(P, lv:气体容积流量为V时的内摩擦功率PM:传至驱动轴的有效功率p z供给通风机叶轮的功率q质量流量qm:平均质量流量q.:容积流量q:平均容积流量q,实际容积流量q帽Z对应于使用差压装置的标准容积流量q., :进口容积流量q.,:出口容积流量r:风管半径R,风管半径极值u E叶轮周速u,电流电压z垂直于速度截面的空间分量Um :U的时间平均值Uml:进口截面上的的时间平均值比2:出口截面上的的时间平均值累(y),沿横坐标z测试线扇形面的速度图形v z所测气体容积X;采用直角坐标系时探针至沿旋转横坐标面的
4、距离Y:采用直角坐标系时探针至最近壁面或精旋转纵坐标面的距离y s通风机单位质量功Z;相对高度平均值z, :进口截面z值Zz:出口截面z值a,气体动能系数, :在面积为A的进口截面的a系数值A2 :在面积为A的出口截面的a系数值197 a,容积流量q”的绝对误差lp,差压GB 10178-88 句,z测定容积流量q.时的绝对极限误差A:通风机辅效率亨E:总效率(或装置效率)mo:电机效率市M:电机轴效率:通风机内部效率机rz驱动效率K比热比A:通风机功率系数z气体密度Pm:平均密度肉,2:截面1与Z气体密度的时间平均值Pt:进口截面平均密度p,出口截面平均密度P方位化通风机流量系数如通风机单位
5、质量功系数4实测值定义通风机及其所属装置中的气体流动均为不稳定流。在通风机的额定工作范围,表征流动状态和位移的数量,在系统阻力保持恒定,转速波动保持在o.5%以内时,存在着稳定的时间平均值为减少脉动对测试特性的影响,可在适当的时间内进行多次重复测量,使计算的平均值更真实地代表所要求的时间平均值,则该值是实际上的稳定值对不带支管的气体管道中某气密段(进口截面1一出口截面2)通风机产生的稳定流,以式(1)作为通风机对气体作用的定义基础。P,一(P,)vp, - , I吨 一= !:.!.士之;+ I a,丁a缸子I+g(z, - z,) . ,. .“( 1 ) qm Pi z z I 式中,P.
6、-(P,)v一一向叶轮提供的机械功p的时间平均值与被测容秧V中气流内摩擦功(P,)v之19也差5qm一一截面面权为A的流道中的气体质量时间平均值(不考虑截面选择),户广一出口截面上气体时间的平均压力,户1一一进口截面上气体时间的平均压力gp, 进口截面平均密度,一出口截面平均曹度;Pi,一截面1与2之间容积为V的气体平均密度的时间平均值zPm一通风机内气体的平均密度,Pm(p,川p,;h、Vm2进、出口截面气体平均速度的垂直分量,a Al、a,一进、出口截面(面积分别为A1和A,)与气流有关的动能系数,GB 1017 8 88 g 重力加速度$z,、引进、出口截面的相对高度平均值。平均容积流量
7、(q)对应于上述己定义的质量流量(qm)的容积流量。该气体密度采用通风机进出口截面的算术平均值。该算术平均值按通风机中的平均密度(pm)计算g进口容积流量(q,):质量流量(qm)除以进口平均密度(p,);出口容积流量(q.,):质量流量(qm)除以出口平均密度(p,)I 通风机单位质量功(Y):通风机进出口截面单位质量气体机械能的变化,是通过测量通风机上、下游段的测量面上的能通量以及对测量截面和通风机进、出口之间能量损失的常规修正确定的$排气功能指数(i.)对应于通风机出口平均气流速度的单位质量的动能除以通风机单位质量功的商,是一个无因次量;通风机流量系数(),质量除以平均密度与圆周速度和叶
8、轮直径平方乘积的商,是一个无因次量3 qm 一PmuD ( 2 ) 通风机单位质量功系数(利通风机单位质量功除以圆周速度平方的商,是一个元因次量;萨二三 ( 3 ) 通风机功率系数(A)供给叶轮的机械功除以平均密度与圆周速度的立方和叶轮直径平方的乘积的商,是一个元因次量,5现场试验一般条件和方法5. 1 般条件A PmuD 进行现场试验前应初步检查通风机的功能是否正常。( 4 ) 在通风机至流量和压力测量面之间的风管应无明显的内、外漏气现象。通风机进出口之间不得存在未规定的气体循环。为保障试验操作人员安全及机器免受损坏所采取的措施,不应对通风机的气动性能有任何影响。在验收试验之前,供方有权检查
9、通风机工作情况是否良好并进行必要的调整。5.2 只改变系统阻力情况下的测试点选择5. 2. 1 对不带调节装置的通风机,在检在单规定的工况点并只改变系统阻力的情况时,测量至少取三个工况点,其选择方法如下:a. 最小流量点的选择,其流量或流量系数值应在规定点的85%90%之间(如可能); b. 最大流量点的选择,其流量或流量系数值应在规定点的110%115%之间(如可能hc. 中等流量点的选择,其流量或流量系数值应尽量接近规定点的97%103%(如可能入5. 2. 2 对不带调节装置的通风机,在检查一个以上规定的工况点并只改变风管系统阻力时,测试点的选择方法如下:. 选择的测试点必须对应于各规定
10、点,这样当需要对流量值修正时,可将比转速有关的转速变化199 ”i GB 10178 88 计入。流量系数则应尽可能接近规定点的3%以内(如可能hb. 两个相邻测试点的流量或流量系数的变化,不得超过规定点流量系数算术平均值的10% 测试点的范围应向规定点的两侧扩展。若减少工况点的数量和范围,可经各方协商解决5. 3带调节馨置的通风机通风机有调节器时,应通过同时调节通风机调节器和风管系统阻力获得一个测试点。这样使该测试点的流量和压力尽可能接近对应的规定点的值,如可能,偏差应小于4%。建议通过初步测试确定调节器适当的整定值对已取得的各测点,应在保持调节器不变,只改变系统阻力并按5.2. 1条的规定
11、增加辅助测试点。5. 4 可改变系统阻力的系统节流婆置为得到通风机特性曲线的各个点,应通过系统节流和打开旁通减少或增加流量在安装这些装置时应注意不得干扰测量段和通风机内的气流流动。系统节流装置应尽可能对称,并且不得引起涡流最好将其安装在通风机的下游段否则应尽可能将其装在远离通风机进口的上游段位置。必须确保在安装位置所产生的扰流对测量和通风机的工作没有明显的影响。在任何情况下,系统节流装置必须安装在距通风机至少SD的上游段或至少lOD的下游段注g如果该长度对于测量通风机前后侧的气流压力和流量是够用的水力直径D等于4倍于截面积除以内周长对于圆截面,等于该截面的几何直径,必须注意,上述距离对通风机气
12、流扰动减至最小通常不一定够用。注s在不干扰通风机和测量段内流动状态的情况下,允许采用改变通凤机工况点的其他方法(通风机串联或并联5, 5系统阻力不可改变的情况下测试点选择在风管系统的阻力不能改变时,只能在一个工况点测试。在这种情况下,各方应对只进行单一工况点测试达成协议5. 6对试验锥导出的系数的规定在试验期间,气体密度和粘度及测量通风机的转速差,未超过与圆周速度有关的雷谱数相关额定值的10%时,由试验推导出的无困次系数不必修正。6 流量的测定6- 1 测量方法选择气体管道某一截面的流量可由两种方法测定s一是测量该截面各个点的速度再计算出平均速度s二是测量由孔板、文丘里管、啧嘴等差压装置产生的
13、压力差测量方法的选择条件如下a. 采用速度场法进行测量时间较长且需精确处理,但是在许多情况下,这是唯适用的方法采用该方法时,必须先进行初试以确定试验条件(读数的数量和观测时间) b. 采用差压装置,即使由不同的人在不同的时间进行测量,对流量时问平均值也易获得具有良好重复性的结果。但其使用受到限制,要求风管有一定直线长度,并只能用在圆截丽风管。6. 2测量镶面选择流量测量截面应选择无涡流的、流线接近平行且垂直于该截丽的位置。当不能满足上述条件,应由各方协商一致,在测量截丽的上游段设防涡流装置。该装置的安装位置应保证通过测量截面的是无涡流的轴向气流,且不得影响通风机进、出口气流的流动条件。也可以在
14、限定长度的风管内采用内衬以改善测量截丽的形状如最终未能找到满足上述条件的截面,可经协商选择流量测量截面,但将会影响测量精度。6. 3采用整压援置测定流量按GB2624装设和使用标准差压装置,试验的极限流量在允许范围内,旦采用该标准给出的数据200 GB 10178-88 时,则可不必进行初校GB 2624所规定的基本元件的差压装置,用在附录D(补充件所述的直线度段,试验的极限流量在允许范围内,且采用该标准考虑到附录D(补充件所给出的数据时,则可不必进行初校采用非标准差压装置,须由供方及买方双方就装置的选用及确保与标准装置具有同样精度的校正方法达到一致意见。非标准差压装置可在下列情况下使用z.
15、在风管进口处g锐孔板、啧嘴、文丘里管、喇叭形进口或锥形进口,b. 在风管出口处z锐孔板、喷嘴、文丘垦管。6-4 采用速度场法测定流量6- 4. 1 一般条件s.4.1.1 使用高精度范围的测量仪表能得到较高的测量精度,以保证平均速度尽可能高6-4-1-2 流量测量面应位于直管段,气流基本上是辅肉的、对称的,且无涡流或逆施这将会排除由弯头、突然的扩张或收缩、障碍物或通风机自身所引起的流动干扰6-4-1-3如可能,测量面应选择在风管截面不变的直线段,且不存在改变测量丽气流的障币物该直线段长度,即试验长度至少应为风管水力直径的两倍如可能,测量商应选在至少距通风机进口为l-5D处如选在通风机进气侧时,
16、或至少距通风机出口为5D处如选在通风机排气侧时选用上述最小距离并不意味着满足6.4. 1. 2条的要求如不能选出满足这些条件约测量丽时,测量位置应由各方协商选取,测量结果须经各方商定! 6-4-1-4 考虑到管壁影响及中心区模的不规则性,应在截面上选取足够数量的测试点6-4-1-5采用速度场法测量流量时,在整个测量过程中应保持流量恒定并采取必要的措施,以保持?列因素尽可能稳定sa. 风管的当量直径和阻力,b. 通风机转速,c. 系统内气体的压力和温度6-4 1-6 当由参考点取得测量结果推导出的流量低于2%时,供方和买方可达成协议不修正各个速度测量值如果流量最大误差大于5%时,应重新进行试验5
17、.4.1. 7若气流存在不规则的脉动,为使测量结果具有代表性的时间平均值,应采取下列措施za. 如可能,测量仪表采用最小阻尼是对称和线性的,使其易于获得读数对长期躁动不需修正注a如从气体压力计上获得读敷时,使用长度足够的毛细管即可满足此项要求b. 在每个测点应重复若干次至少5次读数,其时间间隔应避开周期脉动的影响! 读数的数量应足够,当去除其中某个读数误差特别大的读数除外,这种读数将自动消除后仍能保证平均值不超过ga. 1%,直接测量速度时,b. 2%,直接测量动压时若阻屁状态使差压瞬时读数在一个足够的时间周期(例如g观测5个最大值和5个最小值内的变化不超过土2%时,可以目测确定平均值。s.4
18、.1.a 由不规则脉动所产生的流量读数的最终误差,依据测得之读数总数而定如果测点总数多,则每个测点的读数次数可少些,反之,如果测点总数少,则每个测点的读数次数可多些6-4-1-9对能提供精确时间平均值功能的仪表例如z累计风速计,则不需要6.4.1.7和6-4-1-8条所推荐的仪器。但建议每个测量值至少要测量两次,同时确保仪表功能持续有效,并保持对流量不正庸脉动进行连续检查201 飞i 川U 斗GB 10178 88 6- 4. 1. 10试验工作人员应尽量避免站在风道内部的测量段附近。如不可避免,且测量段的横向尺寸不少于2.5 m时,可将风速计装在架子上,以使工作人员能站在距测量段下游段至少为
19、.5田的地方。工作人员应避免一切不必要的移动,且不应站在速度探针尾流中。同样,如果必须搭置一个支架才能进行测量时,该支架必须位于距测量段下游段1.5 m处,使其不至对测量气流产生干扰如上述条件不能实现,说明采取的措施不当,不符合本标准的规定。在这种情况下,进行测量须事先由有关各方达成协议6.4.1.11 速度场法所采用的仪表在各测试点上应保持静止(不包括连续扫描法6-42仪表的选择与使用6.4.2.1 皮托静压管使用附录E(补充件)所述的下列型式的皮托静压管可不经初校:NPL半椭圆形管(NPL一一美国国家物理试验室ha. b. AMCA管他MCA美国空气移动与调节联合会), CETIAT管(C
20、ETIAT美国空气动力与热力工业技术中心hd. AVA管(AVA美国航空与航天研究与试验所EG 采用上述四种仪表之一测量差压(Li抖,气流速度可由式(5)计算U户( 5) 差压测量的下限取决于测量所要求精度及所选用的微压计的精度。一般情况下,当差压小于10Pa 时,不推荐选用皮托静压管。为保持由测量速度梯度所引起的流量值的误差在可忽略的限度内,皮托管管头直径d与风管水力直径D之比d/D不得超过0.02。应使用符合下列条件的皮托静压管ga. b. c. d. f. 制造的皮托静压管应符合所规定的尺寸规范,而且好用;皮托静压管头部轴线与风管轴线的夹角应在土5以内,为此可提供适当的装置g测量期间,皮
21、托静压管应保持就地固定不动,皮托静压管轴线与管道壁间的距离应大于皮托管头部直径g皮托管头部直径现场雷诺数应大于5001各测试点的气流方向与管网轴线的夹角可以达到15g. 测试点标记装置应在位于测量段的下游段,其表面隆起度不应大于测量截面面积的2.5%,速度探针导架及测试点标记装置必须以振动最小的方式予以固定测量所用支管和电缆的安装位置亦不能干扰测量为了不影响管壁附近的测量,探针、差压管以及电缆的通道开口应进行气密sh. 测量段的几何形状应尽可能简单。当马赫数超过o.2(相当于标准空气中的70m/s)时,考虑到压缩性效应的修正系数列入公式,用该式可以计算出现场的气体速度(采用由皮托管测量的结果)
22、: 。再( 6 ) 其中2202 GB 10178-88 1-=(1亏EM)112 = 1一盏拮刊于)( 7 ) 该公式限于下列条件有效gt:,.p 7 IP(f,十(I,l,)zllP二l.!:十(,- l ).。cP +I P”+ 1 ( BI ) ( BZ ) 而 ( B3 ) 1 1 1 一二一F” p P 式中,I/P一一壁面流速渐进特性定律指数。 ( B4 ) 阶)= V,(b)( ?l) IP x 。yIP 0 p + 1 气 1 ; 表Blp t且l,J。5 7 10 。0 401 9 。.392 7 o. 385 5 o. 5 0 468 5 o. 469 5 0. 472
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