风机应用知识-kruger

大纲1、风机的测试方式2、风机的特性曲线3、风机的运行范围（风机喘振）4、系统阻力特性曲线（系统喘振）5、风机的并联（并联不稳定）6、风机与系统（匹配和调整）需要注意什么1)风机是如何测试及标定?2)何种因素会影响到系统，以及它的连接方式是否会涉及到风机的性能?如果要使一个风机能适当及准确地发挥其性能，我们必须知道风机测试的配置型式A自由进风和自由出风型式B自由进风，风管出风型式C风管进风，自由出风型式D风管进风,风管出风AMCA210标准•在AMCA210标准中，其测试配置都是标准化的，而非试图去复制或模拟一个在某一个安装现场之风机系统。•实际的空气系统之安排和配置是千变万化的，所以在风机实验室中无法模拟一个完全相同的试验工况。风机特性曲线(风机曲线)•对于某一个气体之流量（Q〕，一个或多个参数均可表示在特性曲线图上。静压Ps全压Pt功率H风机静压效率s风机全压效率t•气体密度()，风机型号和转速（N〕通常为不变量，必须注明。型号560风机叶轮直径为560mm工作状况为1000rpm，密度1.2kg/m3空气体积流量，Q-CMHx1000压力，P-PakW－功率效率，％风机定律风机性能曲线依照测试的典型曲线及风机定律推算得到运行范围（风机喘振）•后弯叶片风机FlowRate,QPressure,P40%85%运行范围压力，P流量，Q•前弯叶片风机Flowrate,QPressure,P30%80%压力，P运行范围流量，Q运行范围（风机喘振）•轴流风机FlowRate,QPressure,P65%95%流量，Q压力，P运行范围运行范围（风机喘振）系统阻力曲线几种典型的系统阻力曲线空气系统•一个空气系统基本上包括一个风机与风管、空气控制调节风门、冷却盘管、加热盘管、过滤器、空气扩散器、消音器及导向叶片等。•风机在系统中是提供能源给空气系统去克服空气通过所有配套附件所产生的阻力。系统阻力曲线Pc/P=(Qc/Q)2风管系统阻力百分比风管系统中容积流量百分比－Q系统设计点系统喘振并联产生的不稳定并联产生的不稳定运行风机与系统全开风量百分比风管系统容积流量百分比－Q风管系统阻力百分比风机无排出压力百分比系统设计点全开风量百分比风管系统阻力百分比风管系统容积流量百分比－Q风机无排出压力百分比系统设计点风机与系统风机/系统性能不佳的原因假设风机是经过测试及标定的，且其制造上是合格的，那么风机/系统性能不佳的三个最常见及主要的原因：1.风机出口连接不当2.风机出口气流不均3.风机进口处存在涡流风机/系统性能不佳的其它原因•实际风管系统的空气性能参数与系统设计工程师所设计的状况有所差异。•系统设计计算没有给附件和附属设备的效应（即系统附加阻力）留有足够的余量，或者风机选型时没有考虑附属设备对风机性能的影响。•过滤器、风管和盘管的阻塞程度将会增加系统阻力并因此减少空气流量。•系统的性能是由现场测量技术确定，受测量误差的影响将会得出不准确的结果。防止风机/系统性能不佳的措施•当空间或其它因素迫使风机的进出口连接采用不良布置时，在设计计算中需考虑适当的余量。•在设计风机系统间的连接时，应尽可能在风机的进出口处提供均匀而直的气流状态。•在设计时应为附件和附属设备对系统和风机产生的阻力效应留有足够的余量。•采用适合的、准确的现场测试技术以便有效地使用在特定的系统上。系统效应阻力…是一种系统结构对风机性能所产生之影响效用。系统效应阻力系数(SEF)…系统效应阻力系数是一种压力损失，它标示出风机安装在系统中时，风机进、出口阻力的效应或其它设备连接处对风机性能的影响。系统效应阻力曲线•系统效应阻力系数应计入系统总压降。•系统效应阻力曲线是以标准空气密度1.2kg/m3为基准,如空气密度改变,其计算公式如下:实际系统效应阻力系数实际空气密度------------------------------=---------------------标准系统效应阻力系数标准空气密度系统效应阻力系数,压力降-in.w.g.(Pa)空气速度-英尺/分钟x103(米/秒)空气密度=0.075磅/立方尺(1.204公斤/立方米)出口系统效应阻力系数•出口管路•出口扩散器•出口管路的弯管•导向叶片•风量控制风门•分流管出口管路蜗舌通风面积出口面积出口风管100％有效风管长度离心风机轴流风机出口风管－轴流风机•100％有效风管长度：在风速低于12.5m/s以下时,不得少于2.5倍的当量直径，每增加5m/s时，应再加一倍当量直径的管路长度。无风管12％有效风管25%有效风管50%有效风管100%有效风管管道式轴流风机---------------导流式轴流风机UVW------轴流风机100％有效风管长度出口管路－离心风机•100％有效风管长度：当出口风速在12.5m/s以下时，风管应至少延长两个半当量直径的管路长度，出口风速每增加5m/s时，应增加一倍当量直径的管路长度。无风管12%有效风管25%有效风管50%有效风管100%有效风管静压再获得0%50%80%90%100%通风面积/出口面积系统效应阻力曲线0.4PR-SUW---0.5PR-SUW---0.6R-SS-TU-VW-X---0.7SUW-X---------0.8T-UV-WX------0.9V-WW-X---------1.0---------------蜗舌离心风机通风面积出口面积出口风管100％有效风管长度出口扩散器•出口扩散器是连接于风机出口和风管之间以使气流逐渐扩散的一个管段。•在很多系统中，考虑使用比风机出口大的一段出口风管是合适的。在这些情况下，将一些风机动压转换成静压,使用于克服系统阻力的静压得以增加。•转换效率是由扩散角度，扩散器的长度和风机的通风面积与出口面积的比例而决定的。出口风管中的弯管90#弯管无风管12%有效风管25%有效风管50%有效风管100%有效风管管道式轴流风机2或4段---------------导流式轴流风机2段UU-VVW---导流式轴流风机4段W------------•轴流风机管道式轴流风机有效率风管长度导流式轴流风机有效率风管长度出口管路中的弯管通风面积出口面积出口弯管方向无出口风管12%有效风管25%有效风管50%有效风管100%有效风管0.4ABCDNM-NL-ML-MONMMP-QO-PNNSR-SQQ0.5ABCDO-PN-OM-NM-NP-QO-PNNRQO-PO-PTS-TR-SR-S0.6ABCDQPN-ON-OQ-RQOOSRQQUTSS0.7ABCDR-SQ-RPPSR-SQQTS-TR-SR-SVU-VTT0.8ABCDSR-SQ-RQ-RS-TSRRT-UTSSWVU-VU-V0.9ABCDTSRRT-US-TSSU-VT-US-TS-TWWVV1.0ABCDTS-TR-SR-ST-UTSSU-VUTTWWVV•离心风机无系统效应阻力•单进风风机的系统效应阻力曲线对于双进风风机，用单进风风机所用的系统效应阻力曲线。然后用下面所列的对应因数：弯管方向A=dPx1.00弯管方向B=dPX1.25弯管方向C=dPx1.00弯管方向D=dPx0.85方向D方向C方向B方向A导向叶片•导向叶片通常能减少通过弯管的压力损失。•如果出风口的气流有不均匀的现象时，导向叶片会将这种不均匀的气流延续到弯管后。•这种情况会导致弯管下游的其它系统组件压损的增大。风量调节阀门通风面积/出口面积静压压损系数0.47.50.54.80.63.30.72.40.81.90.91.51.01.2PARALLELBLADEDDAMPEERILLUSTRATINGDIVERTEDFLOWOPPOSEDBLADEDDAMPEERILLUSTRATINGNON-DIVERTINGFLOW风量调节阀门的压损系数平行式叶片风门易将气流导向一侧对置式叶片风门可将气流均匀风量调节阀门风管支管•避免分流或支管位置靠近风机的出口。•提供一段直管使气流均匀扩散。典型HVAC的连接软管连接等间距最小的倾斜设备软管连接好导流式全半径弯管软管连接不好一般导流式短径弯管等间距俯视前视不推荐在风管出口受限制时可选用正方形风管加导流叶片的方法软管连接侧视可选用的软管连接位置推荐的软管连接位置好双风机的典型的“裤型”连接设备设备设备设备设备进口系统效应阻力系数•进口风管•进口弯管•进口箱•进口涡流（旋流或紊流〕•进口导向叶片•整流器•封闭式（箱形效应〕•有障碍的进口进口管路理想而光滑的风管进口喇叭式进口产生进入风机的饱满气流进口边缘锐利，引起气流面积减少收敛型进口进入风机或风管系统法兰进口进入风机或风管系统进口弯管•轴流风机H/T90o弯管无弯管0.5直径[1][2]1.0直径[1][2]3.0直径管道式轴流风机0.252段UVW---管道式轴流风机0.254段X---------管道式轴流风机0.352段VWX---导流时轴流风机0.612段Q-RQ-RS-TT-U导流式轴流风机0.614段WW-X------管道式轴流风机风管长度导流式轴流风机风管长度进口弯管•离心风机•三段斜接的90o弯管（无导向叶〕导致风机进口产生不均匀气流。•长方形风管进口导致风机进口产生不均匀气流。风管长度进口弯管•离心风机•各种无导叶斜接弯管的系统效应阻力系数•各种方形弯管的系统效应阻力系数风管长度系统效应阻力系数无风管2D风管5D风管a两段45o斜接的90o圆形弯管－无导向叶风管长度系统效应阻力系数系统效应阻力系数系统效应阻力系数系统效应阻力系数系统效应阻力系数无风管无风管无风管无风管无风管2D风管2D风管2D风管2D风管2D风管5D风管5D风管5D风管5D风管5D风管风管长度风管长度风管长度b带进口接管方形弯管－三个长导向叶c带进口接管的方形弯管－短导向叶a带进口接管的方形弯管－无导向叶c四段或更多段斜接的90o圆形弯管－无导向叶b三段斜接的90o圆形弯管－无导向叶风管长度D＝进口环直径方形弯管的内部面积(HxH)等于风机进口环相接的内部面积。连接管的收敛部件最大许用角度为15。，扩散部件为7。。进气箱•使用特殊设计的进气箱改善进口气流状况进气涡流（旋流或紊流〕•强制形成进口涡流的范例•引起进口涡流的进口风管联接反旋紊流叶轮旋转反旋紊流正旋紊流叶轮旋转进口导向叶片•进口涡流的消除叶轮旋转叶轮旋转消除正旋紊流消除反旋紊流导向叶片导向叶片导向叶片整流格栅•AMCA210标准蛋箱格栅•ISO星形格栅风管风管风管风管进气箱•进气室和风室效应L进口距墙壁的距离系统效应阻力曲线0.75x进口直径V-W0.5x进口直径U0.4x进口直径T0.3x进口直径S•装于进气箱内风机进口与壁面对应尺寸的系统效应阻力曲线。进口直径进口直径相等相等风机和进气室靠近墙壁的轴流风机进气箱•进气室和风室效应•进气箱入口与风机进口不对称•轴流风机的平行安装分流板至少一个直径有障碍进口无障碍的进口面积百分比%系统效应阻力曲线100无损失95V90U85T75S50Q25P自由进口区平面带进口环的风机进口平面风机侧面和进口锥形接头半径的切线点进口平面自由进口区平面不带进口环的风机压力梯度－风机测试时C-D风管摩擦750Pa(管路设计)A无障碍进口0Pa(无系统阻力系数)B-C带直风管的出口0Pa(无摩擦阻力系数)--------------------所需要的静压750Pa风机进口无障碍压力Pa5000CMH时的摩擦损失750Pa大气压压力梯度－风室效应E-F5000CMH风管摩擦750Pa(风管设计)E为风室至风管的收缩损失50Pa(管网部分)E为风室形成E点速度所需要的静压能量125Pa(管网部分)D为空气速度减小所引起的D点的动压损失0PaD处风管到风室的静压不变C-D为试验风机的出口风管0Pa---------------------------------------所需要的静压925Pa风管当量直径的2.5倍胀膨损失5000CMH时的摩擦损失750Pa压力Pa大气压压力梯度－出风口扩散(中断式)D-E5000CMH时风管摩擦750P