离心风机特性曲线测定实验装置指导书.docx

离心风机特性曲线测定实验装置 实验指导书离心风机特性曲线测定实验1^1实验目的了解离心风机结构与特性，熟悉离心风机的使用；掌握离心风机特性曲线测定方法；了解皮托管、电动调节阀的工作原理和使用方法。实验原理离心风机的特性曲线是选择和使用离心风机的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下风机的风压HT、轴功率N及效率n与风机的流量Q之间的关系曲线，它是流体在风机内流动规律的宏观表现形式。由于风机内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出风机的特性关系曲线，只能依靠实验测定。风压-流量曲线：它是判断离心风机是否满足管路使用要求的重要依据。风压大多随风量的增加而下降。有的曲线比较平坦，适用于风量变化较大而风压变化不大的场合。轴功率-流量曲线：轴功率一般随风量的增大而增大，当风量为0时，功率最小，因此风机应在出口阀关闭下启动，以防止电机过载。效率-流量曲线：效率曲线有一最高点，称为设计点。风机在该点工作时最经济，所以其所对应的流量、风压和轴功率为最佳工况参数。由于管路输送条件不同，离心风机不可能刚好在最佳工况点运行。一般来说，离心风机的效率在50%以上，由于工艺等条件影响，实验用的风机往往效率更低。·风量Q风量是单位时间内从风机出口排出的气体体积。可用节流器来测定。本实验装置采用皮托管测量风量。采用两根导管，一根深入到通风管道中心，测量轴心处的最大风压fl，另一根测量管壁上的静压f2。通过公式：v=<2（f1-f2）/p（1）算出管轴心处的最大点速度，然后根据最大速度与平均速度的关系，得到平均速度，再乘以管道的横截面积算出风量。风压H风压是单位体积的气体流过风机时所获得的机械能，单位为J/m3，即Pa，习惯上也常用mmH2O表示。风压一般可通过测量风机进、出口处气体的流速与压强的数据，按柏努利方程式来计算。设风机进、出口截面为1和2截面，则H=（p-p）+Up=H+HT212std（2）式中：H=p2-pi，称为静风压，P/pi、P2——分别为风机进、出口压力，P/U2Hd=KP，称为动风压，Pa；U2——风机出口风速，m/s；P气体密度，kg/m3；Ht为静风压与动风压之和，又称为全风压。1）静风压Hst在风机所产生的能量中，动风压往往不能回收，不能用于克服流动阻力，因此，在选风机时常需核实该风机在一定流量时，能否提供足够的可克服沿程阻力的静风压。静风压等于风机出口压力与进口压力的差。实验中，风机进口与大气相通，压力近似为0。取风机出口压力为静风压。其单位为Pa。2）动风压Hd动风压提供气体从静止变为速度u2气流的动能增值，动风压的大小即为式（1）中的（f1-f2），可由皮托管所测得的风量Q计算得到。轴功率NN=N电xk（W）（3）其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取k=0.5。效率n风机的效率n是风机的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过风机时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内风机轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。风机的有效功率Ne可用下式计算：（4）Ne=HQ（4）故风机效率为（5）装置流程实验步骤检查电源和信号线是否与控制柜正确连接，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查离心风机是否正常运转。打开空气开关，待指示灯正常显示后，打开仪表开关，等待各仪表自检。将电动调节阀和旁路阀关闭，打开风机开关，待各仪表读数显示稳定后，读取风量、压力、温度、功率等数据。或通过组态软件由上位机设定阀门开度值或流量值，并采集数据。逐渐加大电动调节阀开度以增加流量，读取相应数据。测取10组左右数据后，停止实验，绘制出特性曲线。或将上位机的数据导入数据处理软件，自动生成特性曲线。数据记录记录实验原始数据如下表：实验日期：实验人员：学号：装置号：离心风机型号=，额定风量=，额定功率=，流体温度=，注意事项由于管道条件的限制，调节阀全开时，效率未必达到最高点，需要适当调节旁路阀门完成实验。风机使用三相电源供电，电压很高；而且运转速度很快，实验时请注意安全。在发出控制信号到电动调节阀完成动作需要经过一段时间，其他仪表也存在一定延时，请等待系统稳定之后再开始记录数据。请保持实验室的清洁，否则风机出口风量较大，易引起灰尘四起，污染环境。附实验数据处理1.从仪表上直接读数并记录风量(m3/h)静风压（Pa）功率（w）温度（°C）0141628911.9530.5139929812.7464.28131431413.9896.82121333513.09135.63105536413.09163.1592538613.09178.581540313.15打开旁路阀后测得以下数据192.2170741813.22214.551243513.1823728545913.152.将数据换算成标准单位，并由公式（2）（3）（5）计算出动风压、总风压、轴功率和效率。风量动风压总风压轴功率(m3/s)(Pa)(Pa)(w)效率001416144.500.00847222.75890371401.75891490.0797050.017855612.2543031326.25431570.1508340.026894427.8014221240.8014167.50.1992280.03767554.5567371109.55671820.2296840.045319478.9425261003.94251930.2357420.049583394.495973909.49597201.50.223801打开旁路阀后测得以下数据0.0533917109.56928816.569282090.2086030.0595833136.45563648.45563217.50.1776420.065