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1、引言
    因軸流式風機的耐磨性好、更新葉片成本低、性能曲線平緩、變工況性能好等優(yōu)點，軸流風機在很多應用場所正逐步取代離心式風機。但由于軸流風機和其應用領(lǐng)域自身的特點，使得軸流風機在使用過程中也帶來了一些影響其性能的不利一面。如：為了便于對電機的維護、降低電機的工作環(huán)境溫度以及減小風機的軸向安裝長度等原因，很多用途的通風機進口帶有各種形式的彎頭，導致風機不能沿著軸流風機理想的進風方式一軸向迸風方式進風，而經(jīng)過垂直于風機軸方向的進氣箱進風，圖l為某通風機進氣箱示意圖。由于風機性能測試是在標準規(guī)定的條件下進行的，而對帶有進氣箱的風機整體性能沒有進行測試，從而使風機的實際工作性能和標準風機性能產(chǎn)生很大的差異，給風機的選型和運行帶來一些困難。為了改善這一不利的因素，有很多資料進行相關(guān)的介紹和研究，但如果把風機的進氣箱作為風機的一個不可分割的組成部分并對其進行性能測試，那么這種工況下的性能數(shù)據(jù)和風機的標準性能數(shù)據(jù)之間的差距有多大還不了解。本文在試驗的基礎(chǔ)上，把進氣箱和風機作為一個整體測試的軸流風機性能和按照GB/T1236- 2000標準測試的性能做一些對比分析。
    在生產(chǎn)和科研過程中已經(jīng)注意到這一現(xiàn)象，同時也有很多資料進行相關(guān)的介紹和研究，但是對于產(chǎn)生的影響到底有多大以及如何測試出這種差異，并沒有作具體的、合理的說明。這種差異不僅給風機的選型和運行帶來一些困難，而且會給風機的經(jīng)濟性運行產(chǎn)生重大的影響。由于風機性能測試是在相關(guān)標準規(guī)定的條件下進行的，而對帶有進氣箱的風機整體性能沒有進行測試，從而使風機的實際工作性能和標準風機性能產(chǎn)生很大的差異。為了了解這一差異給風機性能產(chǎn)生多大的影響，本文在試驗的基礎(chǔ)上，采用在實驗室模擬實際工況的前提下對風機性能進行測試。
2、試驗裝置和試驗過程
    為了準確地測試軸流風機軸向進風時的標準風機性能和帶有垂直于風機軸方向的進氣箱進風的軸流風機實際工作性能，試驗裝置選用符合GB/T1236- 2000標準的進氣風室，試驗風機選用上海某風機廠生產(chǎn)的N04軸流通風機（額定轉(zhuǎn)速為1450r/min）。為了便于進行性能的對比分析，我們把測出的標準風機性能和帶有各種形式的進氣箱的風機的性能分別進行測試。
    帶有進氣箱的風機的性能測試裝置如圖2所示，而按照GB/T1236- 2000標準的進氣風室試驗裝置請參照標準和有關(guān)資料。為了測出合理的風機性能數(shù)據(jù)，本文作如下假設(shè)，即：
    1)把風機的進氣箱作為風機的一個不可分割的組成部分。
    2)采用各種合理的附件分別替代不同形式的進氣箱，安裝在風機的進口代表風機的不同工況。本實驗采用的附件分別為各種型式的彎頭：直角彎頭、圓弧形彎頭、帶有導流板的圓弧彎頭。
    3)把各附件看作風機的一個部件，作為一個整體風機進行性能試驗和性能數(shù)據(jù)測試；
    4)無任何附件的軸流風機性能等同于按GB/T1236-2000標準測試的風機性能，本文為區(qū)別起見，稱作標準風機性能。
    根據(jù)假設(shè)，把風機的進口附件分為如圖3所示的5種，表示相應的5種工況：
    A.90°直角彎頭；
    B.90°圓弧彎頭無導流板；
    C.90°圓弧彎頭l塊導流板；
    D．90°圓弧彎頭2塊導流板；
E.90°圓弧彎頭3塊導流板。
    按照風機性能測試標準分別把帶附件的軸流風機安裝到試驗裝置上，也就是用圖3中的附加替代圖2中的彎頭，并分別測試出帶不同附件的軸流風機的性能數(shù)據(jù)。然后把各種工況下的性能數(shù)據(jù)與按照GB/T1236- 2000標準所測試的標準性能數(shù)據(jù)進行對比分析。
    首先在進氣風室上對試驗風機進行性能測試和性能計算；然后按照圖3中所示的5種工況分別進行性能測試，對每一個工況分別進行性能測試，記錄下各工況的下的流量壓差、壓力、溫度等性能數(shù)據(jù)，并進行相應的性能計算，進行數(shù)據(jù)處理和對比分析。
    為盡量減小由于測試裝置的局部阻力的不同而引起的負面影響，在彎頭的進口安裝了圓弧型喇叭口，且圓弧半徑不應小于風機進氣口直徑的1/5，風機的出口的無障礙空間大于風機出口直徑的5倍。在以上兩種工況下分別進行性能試驗，記錄下相應的性能數(shù)據(jù)。試驗中測流量和靜壓采用傾斜微壓計，一級精度；功率測量采用數(shù)字三相功率表，0.5級精度。在同等條件下對風機的性能也進行測試，便于對比分析。為確保數(shù)據(jù)在同一條件下的可比性，試驗采用同一軸流通風機和同一套流量測量裝置，采用同一套測量儀器和設(shè)備；在實驗過程中對每種工況測試兩次，待工況穩(wěn)定后統(tǒng)一讀取各項試驗數(shù)據(jù)，且每一工況點的數(shù)據(jù)都經(jīng)多次復核，以保證復現(xiàn)性良好。
3、實驗數(shù)據(jù)處理
    把各工況下測試所記錄的各項性能數(shù)據(jù)進行集中處理，根據(jù)風機性能計算標準公式分別進行性能計算和處理。為了使數(shù)據(jù)便于對比，易于分析，把5種工況以及標準風機性能數(shù)據(jù)分別進行曲線擬合后畫在同一張圖上，如圖4所示的流量一效率圖。圖4中橫坐標代表流量Q (m3／min)，縱坐標代表效率n(%)。
4、數(shù)據(jù)分析
    由圖4所示的風機性能曲線可以看出，安裝圖3所示的各種工況的風機性能和標準風機性能的差別很大：無進氣箱的風機的效率最高，工況A風機效率最低，它們之間的效率差距達到20%。對于帶有90。圓弧彎頭的4種工況（B、C、D、E工況）而言，裝有2塊導流板的工況D的效率最高，其他3種工況的效率相差不大，差異約5%多，但是比工況A所對應的風機效率高達15%，比標準風機性能所對應的效率低約8%左右。對于帶有導流板的工況來講，帶2塊導流板的風機（工況D）效率最高，帶1塊導流板（工況C）和3塊導流板（工況E）的風機效率相差不大，差異約5%。
5、結(jié)論
    經(jīng)過以上分析可以得出以下幾個結(jié)論：
5.1對于軸流風機而言，盡量采用氣流直進一直出的方式；
5.2帶有90°直角彎頭進氣箱的軸流風機的性能最差，在設(shè)計和選型時盡量避免這一工況出現(xiàn)，在任何狀況下不建議采用；
5.3帶有90°圓弧彎頭進氣箱的風機性能有很大改善，但對風機性能的影響還是不能忽略的，在某些特定情況下可以采用；
5.4導流板可以提高風機的效率，選擇合適的導流板是解決問題的關(guān)鍵，太多或太少對風機效率都會產(chǎn)生較大影響。
6、應用
    影響風機性能的因素很多，如果能抓住其中的主要影響因素，對于正確解決實際應用中遇到的問題具有重要意義。由于結(jié)構(gòu)和條件的限制而使用垂直于風機軸方向進風的軸流風機，應該對它的性能進行準確的估計，尤其是對于90。直角彎頭垂直進風方式應該仔細考慮。如果風機的實際工作性能嚴重偏離風機的標準性能，應該對風機的進口裝置進行必要的技術(shù)改造。