风扇性能实验台设计计算书

轴流风扇实验台设计计算书风机或风扇性能试验的目的在于通过测试与计算，求得风机或风扇在给定流量和进气状态下的压力、功率、效率、噪声等参数之间的关系，并绘制其性能曲线，以考察风机或风扇能否达到设计时规定的要求，检验其实际运转情况是否良好。当试验条件不同于设计条件时，将试验条件下的性能利用相似原理换算到设计条件下的性能。所设计风扇试验台主要用于测试不同直径的风扇在不同工况下的气动性能，所依据的参考的标准主要有《GB1236-2000》试验的方法主要有进气法、出气法和进出气法。根据流体力学理论及实际经验采用进气法时，气流在风管中的流动基本呈平直流，流线也近似平行，气流方向与风筒横截面垂直，而且多次试验均表明采用进气法进行测量的全压也较准确地等于其动压与静压之和。但采用出气法试验时，情况则不同，不同的风扇几乎都在风筒中产生不同程度的气流旋转与扰动。即使经过整流栅的整流，也难以消除旋转与扰动的影响。所以本实验台设计为进气法测试实验台。一、本试验台主要由：测量风筒系统、风扇驱动系统、测量仪器系统组成。1、测量风筒主要由入口集流器、蜂窝整流器、收缩整流段、测量段、扩散段组成。（1）、风筒直径：风筒直径的确定主要是依据《工业通风机用标准化风道进行性能实验》（GB1236-2000）。当风筒内马赫数小于0.15时，可以不考虑空气的压缩性及温度变化，此时对应的速度为51.5m/s。通过查已知的各类风扇在额定工况下的流量、全压等参数，从而初步计算在测量段空气的流速，来确定风筒的直径D。a、通过查已知各类叶轮直径为1.0-1.6m风扇在额定转速下流量来计算该实验台测量段风筒内的空气流速，具体计算数据如表1.经初步计算数据，暂确定该实验台测量段风筒直径为1.0mb、通过查已知各类叶轮直径为0.5-1.0m风扇在额定转速下流量来计算该实验台测量段风筒内的空气流速，具体计算数据如表2.经初步计算数据，暂确定该实验台测量段风筒直径为0.5mc、通过查已知各类叶轮直径为0.25-0.5m风扇在额定转速下流量来计算该实验台测量段风筒内的空气流速，具体计算数据如表3.经初步计算数据，暂确定该实验台测量段风筒直径为0.3m表1叶轮直径为1.0-1.6m风机计算数据序号风筒直径1（m）测量截面积1(㎡)风筒直径2（m）测量截面积2(㎡)叶轮直径(m)转速(r/min)流量（m³/s）测量段流速1（m/s）测量段流速2（m/s）全压（Pa）10.90.636171.00.785401.09606.66710.488.4917720.90.636171.00.785401.096013.38921.0517.0532330.90.636171.00.785401.011507.9912.5510.1725440.90.636171.00.785401.0115016.0425.2120.42463.5150.90.636171.00.785401.696027.3142.9334.77453.1260.90.636171.00.785401.696054.8486.2169.83826.8870.90.636171.00.785401.6115032.7151.4241.65650.2380.90.636171.00.785401.6115065.70103.2783.651186.690.90.636171.00.785401.014509.7215.2812.38770100.90.636171.00.785401.0145012.6919.9516.16630110.90.636171.00.785401.696025.3439.8332.26912120.90.636171.00.785401.696033.4052.5042.52652130.90.636171.00.785401.0174011.6718.3414.851108.8140.90.636171.00.785401.0174015.2323.9319.39907.2150.90.636171.00.785401.6115230.4047.7938.711313.3160.90.636171.00.785401.6115240.0863.0051.03938.881、规格为T40-11的风机通过相似计算得该风扇在超速实验时的参数通过相似计算得叶轮直径为1.6m时的具体参数2、规格为HTF的风机通过相似计算得该风扇在超速实验时的参数表2叶轮直径为0.5-1.0m风机计算数据序号风筒直径1（m）测量截面积1(㎡)风筒直径2（m）测量截面积2(㎡)叶轮直径(m)转速(r/min)流量（m³/s）测量段流速1（m/s）测量段流速2（m/s）全压（Pa）10.50.196350.60.28270.59600.8314.23224832.93906135420.50.196350.60.28270.59601.6728.51542625.91349048130.50.196350.60.28270.514501.2566.39675564.442191412540.50.196350.60.28270.514502.25211.4693427.964820818450.50.196350.60.28270.99604.83324.61426717.09324117760.50.196350.60.28270.99609.7549.65634334.48357226370.50.196350.60.28270.911525.799629.53712120.511889254.8880.50.196350.60.28270.9115211.759.58761241.380286378.7290.50.196350.60.28270.529001.893619.64408246.6972794752100.50.196350.60.28270.529002.7288913.8981179.6514703510110.50.196350.60.28270.914507.642538.92293427.029815840120.50.196350.60.28270.914509.3083347.40695332.921495562130.50.196350.60.28270.917409.17146.7075232.4357781209.6140.50.196350.60.28270.9174011.1756.88834439.505794809.28150.50.196350.60.28271.09606.66733.95475323.579689177160.50.196350.60.28271.096013.38968.18961847.353902323170.50.196350.60.28271.011528.000440.74570328.295627254.88180.50.196350.60.28271.0115216.066881.82754256.824682465.12190.50.196350.60.28271.0174011.6759.43482341.2741831109200.50.196350.60.28271.0174015.2377.56575453.865107907.2以规格为T40-11的风机计算通过相似计算得0.9m风扇超速实验数值以HTF系列风机进行计算叶轮直径0.9m风扇超速实验数据叶轮直径1.0m风扇计算数据T40-11和HTF叶轮直径1.0m风扇超速实验数据表3：叶轮直径为0.25-0.45m风机计算数据序号风筒直径1（m）测量截面积1(㎡)风筒直径2（m）测量截面积2(㎡)叶轮直径(m)转速(r/min)流量（m³/s）测量段流速1（m/s）测量段流速2（m/s）全压（Pa）10.20.031420.30.070690.2514500.1574.99746532.22109573120.20.031420.30.070690.2514500.31710.0904244.48463274630.20.031420.30.070690.2529000.3149.99493064.442191412540.20.031420.30.070690.2529000.63120.0853548.926824118450.20.031420.30.070690.414500.64420.4991579.11073658060.20.031420.30.070690.414501.29441.189318.30635611970.20.031420.30.070690.429001.28640.93465218.19317912580.20.031420.30.070690.429002.58682.31493836.58441718490.20.031420.30.070690.4514500.7883325.0934311.15263586.8100.20.031420.30.070690.4514501.6852853.64405923.841804126110.20.031420.30.070690.434801.545649.19797721.865767460.8120.20.031420.30.070690.434803.105698.8543243.935253685.44130.20.031420.30.070690.4517400.94630.11211613.383163124.992140.20.031420.30.070690.4517402.0223364.3728728.610165181.44150.20.031420.30.070690.4529001.3952844.41307219.739143698160.20.031420.30.070690.4529002.2169470.56753531.363349508170.20.031420.30.070690.4534801.6743353.29568623.6869721005.12180.20.031420.30.070690.4534802.6603384.68104137.636018731.52以规格为T40-11的风机计算通过相似计算得超速实验数值以HTF系列风机进行计算以T35-11风机进行计算最大尺寸情况通过相似计算得该风扇超速实验数据（2）、风筒长度：依据进气实验标准，风筒长度L＞9.75D，据此初步确定该实验台的风筒总长度：a、风扇叶轮直径为1.0-1.6m风扇实验台风筒总长度)(8.9)(75.90.175.9mmLb、风扇叶轮直径为0.5-1.0m风扇实验台风筒总长度)(9.4)(875.45.075.9mmLc、风扇叶轮直径为0.25-0.45m风扇实验台风筒总长度)(3.2)(295.23.075.9mmL（3）、入口集流器入口集流器初步定位90°圆弧形集流器，其外形具体尺寸参照《GB1236-76》设计。集流器外形尺寸如图1所示：图1：入口集流器尺寸（4）、锥形接头由于风筒与风扇安装段直径不等，采用锥形接头进行连接。锥形接头依据《GB1236-76》的要求设计，具体尺寸如图2所示:。图2：锥形接头尺寸·（5）、进气多孔整流栅整流装置尺寸及形状应符合下述规定：A.整流栅栅格（正方形）节距t为测试管路的1/4~1/12;B.整流栅的轴向长度l应大于或等于栅距的3倍。本实验装置的栅距尺寸计算如下：Dt*)12/1~4/1(tl3整流栅隔板厚度D012.0。取6/Dt，通过计算对于各实验台t的取值分别为进气整流栅外形尺寸如图所示。（6）、风扇进口采用风筒出口，面积比为1，风扇入口与出口面积比1.5。2、风扇动力驱动系统：1、电机功率：在不同工况下风扇所需的轴功率为：98.01000KQPN其中：Q为流量（m³/s），