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风机第一节概述第二节离心风机的工作原理第三节风机的选用第四节横流风机和轴流风机第五节风机的性能实验第一节 概 述一、风机在农业机械中的应用一、风机在农业机械中的应用风机在农业机械中应用很广。大多数情况下，系利用风机产生的气流作介质进行工作。例如，在植保机械上，用气流输送、喷洒药粉和药液，并使药液雾化；在谷物收获机械及清选机械上，用气流进行清选及谷粒分级；在谷物干燥机械中，用气流作热介质传递热能以加温烘干谷物并运出水汽；在输送装置中，则用气流输送各种农业物料。在某些情况下，如气吸式播种机，则利用风机产生的真空度使种子吸附于排种盘而排种。此外，在农业中也常用风机进行通风换气及物料输送等工作。二、风机的分类二、风机的分类（一）按排气压力（绝对压力）的高低，气体输送（一）按排气压力（绝对压力）的高低，气体输送机械可分为机械可分为 11、压缩机压缩机 排气压力高于排气压力高于34.31034.3104 4N/mN/m2 2 22、鼓风机鼓风机 排气压力为排气压力为 11.271011.27104 434.31034.3104 4N/mN/m2 2。33、通风机通风机 排气压力低于排气压力低于11.271011.27104 4N/mN/m2 2。（二）（二）按作用原按作用原 理分理分11、容积式容积式22、叶片式（透平式）叶片式（透平式）农业机械普遍应用离心式风机 11、风机按风压（相对压力）风机按风压（相对压力）H H的大小，可分为：的大小，可分为：22、高高 压压 离离 心心 风风 机机 P=294014700N/mP=294014700N/m2 2 （H=3001500H=3001500毫米水柱）毫米水柱）33、中中压压离离心心风风机机 P=9802940N/mP=9802940N/m2 2 （H=100H=100300300毫米水柱）毫米水柱）44、低压离心风机低压离心风机P980N/mP980N/m22（H100H100毫米汞柱）；毫米汞柱）；5 5、高高压压轴轴流流风风机机P=4904900N/mP=4904900N/m2 2 （H=50H=50500500毫米水柱）毫米水柱）66、低压轴流风机低压轴流风机P490N/mP490N/m2 2 农业机械上的风机还可分为清粮型及通过用型两类1、如图14-1a清粮型2、14-1b通用型3、14-1c径向进气风机图14-1离心式风机简图a.清粮型b.通用型c.径向进气型三、离心风机的称号三、离心风机的称号n n我国风机行业近年来对离心风机的习惯称号。全称包括名我国风机行业近年来对离心风机的习惯称号。全称包括名称、型号、机号、传动方式、旋转方向和出气口位置等六称、型号、机号、传动方式、旋转方向和出气口位置等六部分由一组数字表示其组成。现以排尘离心风机部分由一组数字表示其组成。现以排尘离心风机4 4727211No.8C11No.8C右右9090为例，说明如下：为例，说明如下：C47211No.8CC47211No.8C右右9090CC、风机用途为排尘（一般可省略不写）风机用途为排尘（一般可省略不写）44、风机在最高效率点时的全压系数乘风机在最高效率点时的全压系数乘1010后的化整数后的化整数 -72-72、风机在最高效率点时的比转数（风机在最高效率点时的比转数（nsns）-1-1、进口为单吸入进口为单吸入 11、设计顺序，设计顺序，1 1表示第一次表示第一次 No.8No.8、风机机号，即叶轮直径风机机号，即叶轮直径D2=800mmD2=800mm CC、风机传动方式（共有风机传动方式（共有A AF F六种）六种）右右、旋转方向（从原动机侧看）旋转方向（从原动机侧看）9090 、出风口位置与水平线夹角出风口位置与水平线夹角 第二节第二节 离心风机的工作原理离心风机的工作原理 一一一一、离离离离心心心心风风风风机机机机的的的的工工工工作作作作过过过过程程程程离心风机主要由叶轮、进风口及离心风机主要由叶轮、进风口及蜗壳等组成（图蜗壳等组成（图14142 2）。叶）。叶轮转动时，叶道（叶片构成的轮转动时，叶道（叶片构成的流道）内的空气，受离心力作流道）内的空气，受离心力作用而向外运动，在叶轮中央产用而向外运动，在叶轮中央产生真空度，因而从进风口轴向生真空度，因而从进风口轴向吸入空气（速度为吸入空气（速度为c c0 0）。吸入）。吸入的空气在叶轮入口处折转的空气在叶轮入口处折转9090后，进入叶道（速度为后，进入叶道（速度为c c1 1），），在叶片作用下获得动能和压能。在叶片作用下获得动能和压能。从叶道甩出的气流进入蜗壳，从叶道甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排经集中、导流后，从出风口排出出 图14-2离心通风机内气体流动方向1.出风口2.蜗壳3.叶轮4.扩压管5.进风口6.进气室二、二、叶轮叶轮的工作原理的工作原理n n（一一）速速度度三三角角形形 空空气气在在叶叶道道上上任任一一点点处处，有有绝绝对对速速度度c c，它它是是气气流流与与叶叶轮轮的的相相对对速速度度与与牵牵连连速速度度 的的向向量量和和（图图14143a3a）。绝绝对对速速度度c c与与牵牵连连速速度度 的的夹夹角角以以 表表示示。相相对对速速度度与与牵牵连连速速度度 的的反反方方向向的的夹夹角角以以 表表示示。通通常常只只画画出出叶叶片片入入口口及及出出口口的的速速度度三三角角形形，并并以以1 1点点表表示示叶叶轮轮入入口口；2 2点点表表示叶轮出口示叶轮出口（图（图14143b3b、c c）。）。图14-3速度分析及速度三角形.气流在叶道内的速度分析b.进口气流速度三角形c.出口气流速度三角形（二）基本方程二）基本方程欧拉方程欧拉方程n n为便于计算，作假设如下：为便于计算，作假设如下：n n 1 1、气气体体为为理理想想气气体体，流流动动中中没没有有任任何何能能量量损损失失，故故驱驱动动风风机机的功全部转化为气流的能量。的功全部转化为气流的能量。n n 2 2、叶叶轮轮叶叶片片数数无无限限多多、叶叶片片无无限限薄薄。所所以以气气体体在在叶叶道道内内的的流流线线与与叶叶片片形形状状一一致致，气气流流相相对对速速度度 2 2的的出出口口角角 2 2与与叶叶片片出出口口安安装装角角 2A2A一致。一致。n n 3 3、气流是稳定流，其流动不随时间而变化。、气流是稳定流，其流动不随时间而变化。n n当当风风机机流流量量为为QQ（mm3 3/s/s）、压压力力为为PT PT N/mN/m2 2 时时（PT PT 叶片数无限多时的理论压力），气流则得到的能量为叶片数无限多时的理论压力），气流则得到的能量为n n N=Q PT N=Q PT （N Nm/sm/s）n n如如风风机机轴轴上上阻阻力力矩矩为为 MM（N Nmm）、角角速速度度为为（1/s1/s），）则驱动风机的功为则驱动风机的功为 n n N=M N=M （N Nm/sm/s）n n 根据假设根据假设1 1，驱动风机的功全部转换为气流的能量，驱动风机的功全部转换为气流的能量，则则.n n 根根据据动动量量矩矩定定律律，单单位位时时间间内内，叶叶轮轮中中气气流流对对风风机机的的动动量量矩的变化，等于外力对此轴线的力矩和。矩的变化，等于外力对此轴线的力矩和。n n由由图图143a143a可可知知，叶叶道道内内气气体体abcdabcd经经时时间间tt后后，移移动动到到efghefgh。根根据据假假设设3 3，气气流流为为稳稳定定流流，截截面面abghabgh内内气气体体动动量量矩矩不不变变。因因而而在在tt时时间间内内，气气体体动动量量矩矩的的变变化化为为面面积积abfeabfe与与dcghdcgh动动量量矩矩之之差差，而而面面积积abfeabfe与与dcghdcgh内内体体质质量量相相等等，并等于每秒钟流过叶轮气体质量乘以时间并等于每秒钟流过叶轮气体质量乘以时间tt，即，即n nm=Qtm=Qtn n叶轮入口及出口处的动量矩叶轮入口及出口处的动量矩MM1 1及及MM2 2分别为分别为.单位时间内动量矩的变化为力矩单位时间内动量矩的变化为力矩MM 或或所以所以 上上式式为为离离心心通通过过风风机机的的基基本本方方程程，又又叫叫欧欧拉拉方方程程。因因略略去去了了全部损失，所以全部损失，所以PTPT称为无穷多叶片时的理论全压。称为无穷多叶片时的理论全压。在在上上式式中中，C C1u1u是是叶叶轮轮进进口口处处气气流流绝绝对对速速度度C C1 1在在圆圆周周方方向向的的速速度度分分量量。由由于于叶叶轮轮入入口口处处具具有有切切线线速速度度u u1 1，按按速速度度场场作作用用规规律律，气气流流在在进进入入叶叶轮轮时时应应该该存存在在切切向向分分速速。但但是是空空气气的的粘粘性性很很小小，在在没没有有导导流流器器时时，可可以以认认为为气气流流是是径径向向进进入入叶叶轮轮的的，即即在在叶叶轮轮入入口口处处，1 1=90=90，C C1 1=C=C1r1r，C C1u1u=0=0。代代入入欧欧拉拉方方程，可得：程，可得：PT=uPT=u2 2C C2u2u（三）轴向涡流 实实际际上上风风机机的的叶叶片片数数是是有有限限的的，相相邻邻两两叶叶片片所所形形成成的的叶叶道道占占有有一一定定的的空空间间。当当叶叶轮轮旋旋转转时时，叶叶道道空空间间随随叶叶片片一一起起转转动动；而而叶叶道道内内的的气气体体，由由于于自自身身粘粘性性小小，又又有有惯惯性性，它它就就有有保保持持其其本本身身方方向向不不变变的的趋趋势势。由由图图14144 4可可见见，当当叶叶轮轮旋旋转转时时，叶叶道道内内的的气气体体与与叶叶道道空空间间具具有有相相对对回回转转，转转向向与与叶叶轮轮放放置置方方向向相相反反，这这就就是是轴轴向向涡涡流流。轴轴向向涡涡流流使使气气流流出出口口角角 2 2与叶片安装角与叶片安装角 2A2A不等且不等且 2 22A2A，所以，在叶片数有限时，有：，所以，在叶片数有限时，有：C C2u2u=u=u2 2C C2r2rctgctg2 2C2uC2u即即PTPTPTPT或或PT=PTPT=PT式中式中 n n 称称 为为 环环 流流 系系 数数 或或 压压 力力 减减 少少 系系 数数。可可 见见，当当 叶叶 片片 数数 有有 限限 时时，因因C2uC2uC2uC2u，故理论压力相应减少。，故理论压力相应减少。图14-4轴向涡流的产生原因及其c2u的影响三、离心风机的功耗及效率三、离心风机的功耗及效率11、有效功率、有效功率NeNe有效功是指气流通过风机时从叶轮取得的能量。单有效功是指气流通过风机时从叶轮取得的能量。单位容积流量通过风机后增加的能量为全压位容积流量通过风机后增加的能量为全压P P（N/mN/m2 2），若流量为），若流量为QQ，则，则风机的有效功率即输出功率为风机的有效功率即输出功率为 2 2、轴功率、轴功率NN轴功率就是风机轴上的输入功率。若风机的全压效率为轴功率就是风机轴上的输入功率。若风机的全压效率为 则：则：3 3、电机功率、电机功率N NmmKK电机容量储备系数，其值可按表电机容量储备系数，其值可按表14142 2选取。选取。式中式中 mm风机传动效率风机传动效率表表14142 2 电动机容量储备系数电动机容量储备系数 风机轴功率风机轴功率N N（kWkW）0.50.51155K1.51.41.3K1.51.41.31.21.151.21.15四、离心风机的性能曲线四、离心风机的性能曲线n n风风机机的的基基本本性性能能参参数数为为流流量量QQ、风风压压P P、轴轴功功率率N N及及效效率率。这这些些性性能能参参数数均均受受风风机机转转速速的的影影响响。当当风风机机转转速速一一定定时时，风风压压、功功率率及效率与流量之关系曲线，称为离心通风机的性能曲线。及效率与流量之关系曲线，称为离心通风机的性能曲线。n n（一一）理理论论性性能能曲曲线线 在在绘绘制制理理论论性性能能曲曲线线时时，不不考考虑虑能能量量损损失。失。n n当当叶叶片片无无限限多多时时，风风机机的的理理论论压压力力为为PTPT。由由图图14143c3c可可知：知：n nC C2u2u=u=u2 2C C2r2rctgctg2 2n n代入代入 PT=uPT=u2 2C C2u2u式得：式得：因为因为n nQ=DQ=D2 2b b2 2C C2r2rn n所以所以式中式中D D2 2叶轮外径叶轮外径 b b2 2叶轮外径处叶片宽度叶轮外径处叶片宽度在叶片无限多时，气流出口角在叶片无限多时，气流出口角 2 2 等于叶片安装角等于叶片安装角 2A2A。一台风机。一台风机若转速不变，则若转速不变，则u u2 2、D D2 2、b b2 2、2A2A均为常数，则有：均为常数，则有：PT=APT=ABQBQ图图14-514-5风机的理论性能风机的理论性能曲线（曲线（P PTT-Q-Q）图图14-614-6风机的理论性能风机的理论性能曲线（曲线（N-QN-Q）因因A A、B B为常数，所以为常数，所以PTPT与与QQ成线性关系。对前向叶片，成线性关系。对前向叶片，2A2A9090，ctgBctgB2 200，B B为负为负 图14-5风机的理论性能曲线（PT-Q）图14-6风机的理论性能曲线（N-Q）值，故值，故PTPT因因QQ的增加而增加（图的增加而增加（图14145 5）；径向叶片）；径向叶片 2A2A=90=90，ctgBctgB2 2=0=0，B=0B=0；后向叶片，；后向叶片，2A2A9000，B B为正值，故为正值，故PTPT因因QQ的增加而减少。的增加而减少。图图14-714-7有限叶片数对理论性能曲线有限叶片数对理论性能曲线(P-Q(P-Q线线)的影响的影响n=n=常数；常数；9090因假定无能量损失，所以风机轴功率因假定无能量损失，所以风机轴功率N N与压力和流量之乘积成正比因与压力和流量之乘积成正比因而可得三种叶片的功率消耗与流量的关系曲线而可得三种叶片的功率消耗与流量的关系曲线 （图图14146 6）。由由图图可可见见，前前向向叶叶片片在在流流量量增增大大时时，功功耗耗剧剧增增，而而后后向叶片在流量增加时，功耗增长较缓。向叶片在流量增加时，功耗增长较缓。在在叶叶片片数数有有限限时时，风风机机理理论论压压力力将将减减少少。对对一一定定的的叶叶轮轮，可可近近似似地地认认为为环环流流系系数数 为为常常数数，则则风风机机的的理理论论性性能能曲曲线线 （PTPTQQ）将将变变为为另另一一条条直直线线（PTPTQQ）。图图14147 7是是后后向向叶叶片片的的理理论论性性能能曲曲线线（P PQQ线线）的变化示意图。的变化示意图。图14-7有限叶片数对理论性能曲线(P-Q线)的影响n=常数；90（一一）图图 14-814-8 实实 际际 性性 能能 曲曲 线线(P-Q)(P-Q)后后 向向 叶叶 片片，n=n=常常 数数实实际际性性能能曲曲线线 实实际际上上风风机机有有能能量量损损失失，如如果果只只考考虑虑流流动动损损失失，则则在在给给定定转转速速下下的的实实际际性性能能曲曲线线（P PQQ）如如图图14148 8所所示示。由由于于未未考考虑虑泄泄漏漏损损 失失 及及 轮轮 阻阻 损损 失失，它它 与与 实实 际际 情情 况况 有有 一一 定定 出出 入入。图图14-914-9 离离心心通通风风机机的的性性能能曲曲线线a.a.前前向向叶叶片片风风机机 b.b.后后向向叶叶片片风风机机 目目前前还还不不能能用用计计算算的的方方法法绘绘制制实实际际性性能能曲曲线线。所所以以离离心心风风机机的的性性能能曲曲线线者者是是根根据据试试验验数数据据绘绘制制的的。由由风风机机试试验验可可测测出出各各工工况况点点的的流流量量QQ、全全压压P P及及轴轴功功率率N N并并算算得得效效率率。以以流流量量QQ为为横横坐坐标标所所得得 P PQQ、N NQQ、QQ等关系曲线即为风机的实际性能曲线（图等关系曲线即为风机的实际性能曲线（图14149 9）。）。图14-8实际性能曲线(P-Q)后向叶片，n=常数图14-9离心通风机的性能曲线a.前向叶片风机b.后向叶片风机五、叶片形状五、叶片形状n n风机叶片形状可分为直叶片和曲叶片；按叶片出口安装角可分为前风机叶片形状可分为直叶片和曲叶片；按叶片出口安装角可分为前向（向（2A2A9090），径向（），径向（2A2A=90=90）及后向（）及后向（2A2A9000，才才有有P0P0；愈愈大大，则则P Pt t愈大。但愈大。但 过大，将使效率急剧降低，一般过大，将使效率急剧降低，一般 maxmax=40=404545。n n（3 3）增增加加C Cz z可可增增加加全全压压P P，但但C Cz z加加大大后后主主要要是是流流量量增增加加及及气气流流的的动动压加大，如用扩压变动压为静压，将使效率急剧下降。压加大，如用扩压变动压为静压，将使效率急剧下降。n n由由上上述述分分析析可可见见，单单级级的的轴轴流流风风机机可可以以有有较较大大流流量量，但但增增压压不不大大，一一般般风风机机全压很少超过全压很少超过2150Pa2150Pa。n n（二二）导导叶叶的的单单独独叶叶轮轮（图图14-24a14-24a）这这是是最最简简单单的的一一种种类类型型，由由叶叶栅栅流流出出的的气气流流绝绝对对速速度度C C2 2（图图14-25a14-25a）可可分分解解为为轴轴向向速速度度C CZ Z（C C2 2=C=C1 1）及及圆圆周周分分速速度度C C2u2u(C(C2u2u=C Cu u)。C C2u2u的的存存在在导导致致能能量量损损失失，使使风风机机效效率率降降低低。这这种种类类型型的的轴轴流流风风机机结结构构简简单单、制制作作方方便便、价价格格便便宜宜，故故在在风风机机中中应应用用很很广，主要用轴流风机的基本类型广，主要用轴流风机的基本类型n n图图14-2414-24轴流风机基本类型轴流风机基本类型 a.a.无导叶的单独叶轮无导叶的单独叶轮 b.b.叶轮配后导叶叶轮配后导叶 c.c.叶轮配前导叶叶轮配前导叶 d.d.叶轮陪前后导叶轮陪前后导叶叶1 1、无于厂房的通风换气。、无于厂房的通风换气。图图14-2514-25各类型轴流风机的速度三角形各类型轴流风机的速度三角形2 2、叶轮配后导叶（图、叶轮配后导叶（图14-24b14-24b）叶轮速度三角形与单独叶轮型相同）叶轮速度三角形与单独叶轮型相同(图图14-25a)14-25a)，叶轮叶栅出口气流速度为，叶轮叶栅出口气流速度为C C2 2。后导叶是固定的，无牵连速度。后导叶是固定的，无牵连速度，无速度三有形。其入口角与，无速度三有形。其入口角与C C2 2 方向一致，出口角为方向一致，出口角为9090，故气流可无，故气流可无冲击地进入后导叶并在后导叶叶道中转变成轴向，减冲击地进入后导叶并在后导叶叶道中转变成轴向，减 图14-24轴流风机基本类型a.无导叶的单独叶轮b.叶轮配后导叶c.叶轮配前导叶d.叶轮陪前后导叶n n少少了了损损失失。这这一一类类型型的的风风机机压压头头和和效效率率都都比比前前者者高高，现现在在最最高高效效率率已已可可达达90%90%左左右右，在在风风机机中中应应用用最最普普遍遍。同同一一风风机机，叶叶片片有有不不同同安安装装角角时时最最佳佳工工况况范范围围不不同同，使使用用者者可可根根据据使使用用条条件件选选购购。近近年年来来已已研研制制成成叶叶片片安安装装角角可可调调的轴流风机，扩大了风机的使用范围并提高了工况变化时风机的效率。的轴流风机，扩大了风机的使用范围并提高了工况变化时风机的效率。n n 3 3、叶叶轮轮配配前前导导叶叶（图图14-24c14-24c）导导叶叶装装在在叶叶轮轮之之前前，气气流流通通过过导导叶叶再再进进入入叶叶轮轮。气气流流进进入入导导叶叶时时为为轴轴向向，流流出出导导叶叶时时速速度度为为C C1 1，C C1 1具具有有与与叶叶轮轮旋旋转转方向相反的圆周分速度方向相反的圆周分速度C C11（图（图14-25b14-25b），称为负预旋。），称为负预旋。n n气气流流进进入入叶叶轮轮时时速速度度为为C C1 1，而而出出口口速速度度C C2 2=Cz=Cz为为轴轴向向。这这种种配配置置型型式式具具有有较较高高的的压压力力系系数数，但但叶叶轮轮中中相相对对速速度度较较大大，因因而而损损失失较较大大、效效率率较较低低，一一般般=0.780.82=0.780.82左左右右。常常用用于于要要求求风风机机体体积积小小的的场场合合，如如车车用用发发动动机机的的风风冷设备等。冷设备等。n n4 4、叶轮配前后导叶、叶轮配前后导叶(图图1424d)1424d)这类风机是上面两种风机的结合，其速这类风机是上面两种风机的结合，其速度三角形如图度三角形如图14-25c14-25c所示。叶轮进口气流速度所示。叶轮进口气流速度C C1 1与出口气流速度与出口气流速度C C2 2 对称，对称，风机的效率风机的效率=0.820.85=0.820.85。由于多了一排导叶，使结构复杂，实际上很少。由于多了一排导叶，使结构复杂，实际上很少采用。将前导叶作成角度可调，其效果较好常用于多级轴流风机。采用。将前导叶作成角度可调，其效果较好常用于多级轴流风机。图14-25各类型轴流风机的速度三角形n n（四）轴流风机的性能曲线（四）轴流风机的性能曲线 与离心风机相同，轴流风机也可用有因次及无与离心风机相同，轴流风机也可用有因次及无因次曲线来表示其性能。但是轴流风机即使同一系列同一机号，因叶片安装因次曲线来表示其性能。但是轴流风机即使同一系列同一机号，因叶片安装角的不同，性能曲也不相同。将叶片不同安装角的性能曲线表示在同一个性角的不同，性能曲也不相同。将叶片不同安装角的性能曲线表示在同一个性能曲线图上，在使用时可选择适当的风机系列、机号及叶片角度，以便于向能曲线图上，在使用时可选择适当的风机系列、机号及叶片角度，以便于向工厂订货。图工厂订货。图14-2614-26是是T30T30轴流风机系列的无因次特性曲线。该风机为一般轴流风机系列的无因次特性曲线。该风机为一般用途的风机，叶片由薄钢板压制而成，可装成用途的风机，叶片由薄钢板压制而成，可装成 1010、1515、2020、2525、3030及及3535六种角度。叶轮由电机直接驱动，叶轮圆周速度不得超过六种角度。叶轮由电机直接驱动，叶轮圆周速度不得超过60m/s60m/s。风机流量风机流量QQ、压力、压力P P因机号、叶片数、叶片安装角、叶轮转速而变。如机号因机号、叶片数、叶片安装角、叶轮转速而变。如机号为为No.10No.10（叶轮直径（叶轮直径1000mm1000mm）、叶片数）、叶片数Z=4Z=4、主轴转速、主轴转速N=960r/minN=960r/min、叶片角度叶片角度=35=35时，其流量时，其流量Q=48000mQ=48000m3 3/h/h、全压、全压P=265Pa(27mmHP=265Pa(27mmH2 2O)O)、全压效率、全压效率=0.63=0.63、配套电机功率、配套电机功率N=7.5kWN=7.5kW，可由性能表格查得。可由性能表格查得。图14-26T30轴流风机特性曲线曲线标号与叶片角度对应关系为:1.102.153.204.255.306.35n n农农业业机机械械上上所所用用的的风风机机类类型型很很多多，其其中中有有些些还还没没有有形形成成系系列列，甚甚至至找找不不到到适适合合的的模模型型风风机机，这这时时就就要要用用理理论论计计算算法法进进行行设设计计。由由于于理理论论设设计计不不够够精精确确，通通常常要要经经过过试试验验来来修修正正，因因而而风机试验工作很重要。风机试验工作很重要。n n风风机机的的空空气气动动力力性性能能试试验验可可分分为为现现场场测测试试和和试试验验装装置置试试验验。现现场场测测试试是是指指在在实实际际使使用用场场所所测测定定空空气气动动力力性性能能，因因受受试试验验及及测测量量条条件件的的限限制制，往往往往不不易易精精确确；但但用用来来测测定定装装设设好好的的风风机机性性能能，还还是是比比较较方方便便。在在验验证证和和修修改改设设计计时时，一一般般都都用用性性能能试试验验装装置置进进行行试试验验。如如实实物物风风机机过过大大，可可采采用用模模型型试试验验。工工业业上上用用作作模模型型风风机机的的尺尺寸寸大大多多为为DD2 2=500mm=500mm和和DD2 2=1000mm1000mm两种。两种。风机的性能试验风机的性能试验一、风机的性能试验装置一、风机的性能试验装置一、风机的性能试验装置一、风机的性能试验装置图14-27风机性能试验装置1.集流器2.压力计3.网栅节流器4.风筒5.整流栅6.连接管7.风机8.锥形节流器9.皮托管n n常常用用的的有有进进气气式式、排排气气式式及及进进排排气气联联合合式式三三种种，可可根根据据风风机机实实际际工工作作情情况况选选用用。如如用用吸吸气气风风道道工工作作时时，可可用用进进气气试试验验装装置置；用用出出风风管管道道工工作作的的，可可用用排排气气试试验验装装置置；若若风风机机进进风风口口和和出出风风口口都都接接有有较较长长的的工工作作管管道道，则则宜宜选选用用进进排排气气联联合合试试验验装装置置。这这样样，可可使使试试验验接接近近实实际际工工况况，而而且且测测定定结结果果可可靠靠，但但由由于于进进气气试试验验装装置置设设备备简简单单，使使用用方方便便，大大部部分分风风机机工工厂厂都都习习惯惯于于采采用用这种试验装置进行风机性能试验。这种试验装置进行风机性能试验。1 1、进进气气试试验验装装置置 试试验验风风筒筒设设置置在在风风机机进进风风部部分分，它它由由风风管管、集集流流器器、网网栅栅节节流流器器、进进气气整整流流栅栅及及连连接接管管等等组组成成。各各部部分分尺尺寸寸关关系系如如图图14-27a14-27a所所示示。试试验验风风筒筒应应与与风风机机进进口口面面积积相相等等，两两者者面面积积之之比比不不得得超超出出0.71.30.71.3。集集流流器器用用来来在在jjjj断断面面测测定定流流量量。在在IIII断断面面上上测测定定静静压压。在在网网栅栅节节流流器器上上均匀地贴上纸片或用铁丝网分层叠加的方法，可调节流量以改变工况点。均匀地贴上纸片或用铁丝网分层叠加的方法，可调节流量以改变工况点。2 2排排气气试试验验装装置置（图图14-27b14-27b）试试验验风风筒筒装装在在风风机机出出风风口口处处，通通常常用用皮皮托托管测定动压，用圆锥形节流器调节流量。管测定动压，用圆锥形节流器调节流量。3 3进排气联合试验装置进排气联合试验装置在风机进风口及出口上均接有试验风筒，分别在风机进风口及出口上均接有试验风筒，分别与进气及排气试验装置相似。在进气端用集流器测流量，在进气及排风筒上与进气及排气试验装置相似。在进气端用集流器测流量，在进气及排风筒上分别测静压；用排气风筒出口端的锥形节流器调节流分别测静压；用排气风筒出口端的锥形节流器调节流 图14-28集流器1.圆弧形2.锥形n n 二、基本参数的测定方法二、基本参数的测定方法二、基本参数的测定方法二、基本参数的测定方法n n绘绘制制风风机机的的空空气气特特性性曲曲线线的的基基本本参参数数为为流流量量、压压力力、功功耗耗及及效效率率等等。其其测测定定及计算方法如下。及计算方法如下。n n（一）流量（一）流量n n1 1、用用集集流流器器测测流流量量 集集流流器器有有圆圆弧弧形形和和锥锥形形两两种种型型式式（图图14-2814-28）。器器壁壁上上有有孔孔，可可用用来来测测定定静静压压，如如果果没没有有损损失失，则则在在j-jj-j截截面面上上（图图14-27a14-27a）动动压与静压相等；如压与静压相等；如n n考虑损失，则可引入一流量系数考虑损失，则可引入一流量系数，因而可算得风筒内气流速度，因而可算得风筒内气流速度V Vn n流量流量QQn n式中式中FF风筒在风筒在j-jj-j截面处的面积截面处的面积n n P Psjsj在在j-jj-j截截面面处处测测得得的的静静压压(N/m(N/m2 2)，通通常常在在j-jj-j截截面面的的风风筒筒上上，按四等分开四孔，分别测出静压，然后取平均值即按四等分开四孔，分别测出静压，然后取平均值即P Psjsjn n 流流 量量 系系 数数，对对 圆圆 弧弧 形形 集集 流流 器器，=0.99=0.99；锥锥 形形 集集 流流 器器=0.98=0.98n n2 2、用用皮皮托托管管测测定定流流量量 皮皮托托管管结结构构如如图图14-2914-29所所示示。用用皮皮托托管管可可测测定定管管内某一点的动压力内某一点的动压力P Pd d(图图14-3014-30），因而可算出该点的气流速度。），因而可算出该点的气流速度。n n 为为了了测测出出平平均均流流速速，可可将将管管道道断断面面分分为为面面积积相相等等的的若若干干个个小小块块，分分别别测测出出每每一一小小面面积积的的中中心心的的动动压压力力P Pdidi，算算出出其其速速度度V Vi i及及平平均均速速度度V Vp p，再再求求得流量得流量QQ。n n（m/sm/s）n n式式 中中 FF管管 道道 面面 积积（mm2 2）n nDD圆形管道直圆形管道直径（径（mm）n n 矩形管道一般可分为矩形管道一般可分为1616个或更多的小矩形面积个或更多的小矩形面积（图（图14-31a14-31a），圆形管道），圆形管道一般可分为五个等面积圆一般可分为五个等面积圆环，依管道直径的大小在环，依管道直径的大小在每一圆环测定每一圆环测定2 2点或点或4 4点点（图（图14-31b14-31b）。各测定点）。各测定点直径分别为直径分别为DD1 1=0.316D=0.316D，DD2 2=0.548D=0.548D，DD3 3=0.707D=0.707D，DD4 4=0.837D=0.837D，DD5 5=0.949D=0.949D图14-29皮托管图14-30用皮托管测定动压图14-31动压测定点1.矩形管道2.圆形管道 （二二）压压力力 在在风风筒筒壁壁上上开开孔孔接接上上压压力力计计，可可测测定定此此断断面面的的静静压压（图图14-2714-27），也也可可用用皮皮托托管管接接入入压压力力计计测测定定某某一一断断面面的的动动压压或或静静压压，常常用用V V形形管管压压力力计计或或微微压压计计。测测定定结结果果须须经经换换算算才才能能得得到到风风机机全全压压P P、静静压压P Ps s 及及动压动压P Pdd。换算方式在各种试验装置上不同。换算方式在各种试验装置上不同。1 1、动压、动压P Pd d风机动压风机动压P Pd d为风机出口断面为风机出口断面CCCC的动压，如已知流量的动压，如已知流量为为QQ，则，则 （1 1）进进气气试试验验装装置置 因因为为进进风风管管内内的的动动压压是是由由静静压压的的降降低低转转换换而而来来的的，所所以以风风机机静静压压为为出出口口断断面面CCCC的的静静压压P PSCSC和和风风机机进进口口断断面面BBBB的的全全压压P Pb b 之之差差，而而P Pb b为为IIII断断面面的的全全压压减减去去由由IIII断断面面到到BBBB断断面面的的压压力力损损失失P P1-b1-b。因为没有出风管道，所以。因为没有出风管道，所以P Pscsc=0=0，则：，则：P PS S=P=PSCSC P Pb b(P(Ps1s1 P Pd1d1 P P1-b1-b)n n式式中中，P Ps1s1 为为真真空空度度，P Ps1s1=P Pslsl；又又P P1-b1-b 包包括括进进气气整整流流栅栅损损失失及及管管道道摩摩擦擦损损失失，可可取取P Pb b=0.15P=0.15Pd1d1，因因为为P Pd1d1=2 2 P Psjsj，所以风机静压力为，所以风机静压力为n nP Ps s=P Ps1s10.850.852 2P Psjsjn n将测得的将测得的P Ps1s1 及及P Psjsj代入，即可算出风机静压代入，即可算出风机静压P Ps s。n n（2 2）排排气气试试验验装装置置 风风机机静静压压等等于于断断面面的的全全压压（P Ps sP Pd d）加加上上断断面面C CC C断断面面到到断断面面的的压压力力损损失失，再再减减去去C CC C断面的动压断面的动压dd，即：，即：n nP PS S=P=PS S+P+Pd2d2+P Pc-2c-2ddn n在图在图1427b1427b的试验装置中，的试验装置中，P Pc-2c-2=0.15P=0.15Pd2d2，所以：，所以：n nP PS S=P=PS2S2+1.15P+1.15Pd2d2P Pd d 将将测测得得的的结结果果代代入入，可可算算得得风风机机静静压压力力。如如风风机机出出口口断断面面与与风风筒断面积相等，则：筒断面积相等，则：P PS S=P=PS2S2+0.15P+0.15Pd2d233、风机全压、风机全压P PP=PP=PS S+P+Pd d44、压力系数、压力系数（三三）功功率率 用用扭扭矩矩测测功功法法或或电电力力测测功功法法可可测测出出风风机机的的轴轴功功率率N N。将将此此轴轴功功率率减减去去风风机机轴轴承承摩摩擦擦功功耗耗，则则是是风风机机的的水水力力功功率率NnNn。水力功率是指风机叶轮对气体作用所消耗的。水力功率是指风机叶轮对气体作用所消耗的功率。功率。