均流器均匀送风的实验研究

暖通空调 ＨＶ＆ＡＣ ２０１３年第４３卷第１０期
设备开发
图 ２ 均 流 器 示 意 图
节系统 由 螺 杆、滑 动 螺 母、调 节 链、绞 接、联 结 体 等 组成。
图４ 所 示 实 验 系 统 主 风 管 长、宽、高 分 别 为 ４０，０．６３，１．０ ｍ，为 保 证 测 量 准 确，每 个 风 口 加 了 长、宽、高分别为１．８，０．２５，０．４ ｍ 的 外 接 支 管，为 了 便 于 与 传 统 的 风 阀 均 流 送 风 比 较 ，各 支 管 上 均 装
关键词 送风均流器 静压 动压 送风距离 送风管路 特性
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｂｙ ｆｌｏｗ ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ
Ｂｙ Ｃｈｅｎ Ｌｉｐｉｎｇ★ ，Ｘｕ Ｌｕ，Ｇｏｎｇ Ｙａｎｆｅｎｇ ａｎｄ Ｚｈｏｎｇ Ｘｉｎｇｃａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｉｅｚｏｍｅｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｄｅｖｅｌｏｐｓ ａｎ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ ｆｏｒ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ， ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ ｃａｎ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｄｕｃｔｓ ｏｂｓｅｒｖａｂｌｙ，ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ，ｔｈｅ ａｉｒ ｒａｔｅ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｍａｉｎ ｄｕｃｔ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｅｄ ｂｙ ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ａｉｒ ｖａｌｖｅ．
图 １０ 均 流 器 均 匀 送 风 与 支 管 风 阀 调 节 送 风 比 较
风阀调节 只 能 使 上 游 少 量 支 管 均 流。 可 见 支 管 风 阀 调 节 送 风 要 实 现 均 匀 送 风 很 困 难 。 图 １０ 中 均 流 器 调 节 的 各 风 口 风 速 几 乎 相 等 ，与 自 然 送 风 比 ，后 ３ 个 支 管 风 速 下 降 ，前 １０ 个 支 管 风 速 提 高 许多。均流 器 均 匀 送 风 的 距 离 远 远 大 于 常 规 风 阀调节均 匀 送 风 的 送 风 距 离。 在 常 规 风 阀 调 节 均 匀 送 风 系 统 中 ，往 往 出 现 末 端 风 阀 全 部 关 闭 ， 上 游 风 口 的 风 速 仍 无 法 提 高 的 情 况 ，所 以 常 规 风 阀调节送风距离很短。 ３ 结 论 ３．１ 风 阀 全 开 、均 流 器 全 关 状 态 下 ，支 管 风 速 分 布 与自然送风状况特性完全相反。这说明送风均流 器全关对改变送风管路特性是显著的。 ３．２ 均流器送风 系 统 中，风 口 风 量 由 两 个 因 素 决 定：一是主风管截 面 静 压，二 是 均 流 器 获 得 的 动 压 转 变 而 来 的 静 压 。 而 传 统 的 送 风 系 统 中 ，没 有 装 置 将动压转变为静压。 ３．３ 风机功率一 定 时，用 常 规 风 阀 调 节 的 均 匀 送 风 系 统 ，能 真 正 实 现 均 流 的 风 口 个 数 较 少 。 而 用 均 流 器 调 节 的 均 匀 送 风 系 统 ，实 现 均 流 的 风 口 个 数 较 多。 ３．４ 常 规 支 管 风 阀 调 节 均 匀 送 风 的 调 节 方 法 是 由 下游往上游逐个不同程度地调节支管风阀。实现 均 匀 送 风 较 困 难 。 均 流 器 均 匀 送 风 系 统 中 ，先 将 均 流 器 阀 门 全 部 关 闭 ，再 由 上 游 往 下 游 逐 个 不 同 程 度 地 打 开 均 流 器 进 行 调 节 ，容 易 实 现 均 匀 送 风 。
目前常见的均匀送风管道主要有变风管截面、 变 出 口 面 积 、加 设 手 动 风 量 调 节 阀 ３ 种 形 式 及 其 组 合。以 上 方 法，在 理 论 计 算 方 面 都 是 可 行 的，但 实 践表明，主风管静 压 分 布 的 不 均 匀 性、风 管 制 造 时 产 生 的 系 统 误 差 、调 节 阀 产 生 的 调 节 偏 差 均 会 对 实 现均匀送风产生障碍。
图９为均流器均匀送风主截面风压分布。从 图中可见，主截面 上 沿 程 的 全 压 和 动 压 下 降，且 两 条 线 几 乎 平 行 ，即 各 主 截 面 的 全 压 与 动 压 之 差 几 乎 相等，而全压与动 压 之 差 即 为 静 压，说 明 各 主 截 面 的静压几乎相等。
图 ９ 均 流 器 均 匀 送 风 主 截 面 风 压 分 布
在上述条件 下，将 各 均 流 器 阀 门 全 关，支 管 １ 的 风 速 升 至 ７．０８ ｍ／ｓ，支 管 １３ 的 风 速 由 ８．８２ ｍ／ｓ 下降到４．４４ ｍ／ｓ，结 果 如 图 ５ 所 示。 这 说 明 均 流 器全关对改变送风管路特性 是 极 其 显 著 的。 图 ６， ７为支管１和支管１３的现场 实 拍 图，由 图 可 见，支 管 １ 的 飘 带 比 支 管 １３ 飘 带 扬 得 高 。
实验中将所 有 风 阀、均 流 器 全 部 打 开，实 现 自 然送风。图５为该状态下测得的各支管风速。由 图５可见，各支管 风 速 相 差 很 大，最 远 端 支 管 风 速
高 达 ８．８２ ｍ／ｓ，靠 近 风 机 支 管 风 速 只 有 １．８９ ｍ／ｓ， 是最高风 速 的 ２１％。 这 是 因 为 自 然 送 风 状 态 下， 支 管 出 风 是 靠 主 风 管 中 的 静 压 。 从 上 游 到 下 游 ，主 风管中风速逐渐 下 降，静 压 逐 渐 升 高，故 最 远 端 支 管 的 风 速 最 高 ，最 靠 近 风 机 支 管 风 速 最 低 。
图 ６ 支 管 １ 现 场 实 拍 图
图 ５ 自 然 送 风 与 均 流 器 全 关 送 风 比 较
图 ７ 支 管 １３ 现 场 实 拍 图
２０１３（１０）
陈 丽 萍 ，等 ：均 流 器 均 匀 送 风 的 实 验 研 究
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均流器全关显著改变送风管路特性的原因是 主 风 管 截 面 １ 的 动 压 最 大 ，支 管 １ 处 的 均 流 器 获 得 的 动 压 转 变 而 来 的 静 压 也 最 大 ，所 以 支 管 １ 的 风 速 最 高 。 而 随 与 风 机 距 离 的 增 加 ，主 风 管 截 面 的 风 速 下 降 ，均 流 器 获 得 的 动 压 转 变 而 来 的 静 压 减 小 。 由 此可见，均流器送 风 系 统 中，风 口 风 量 由 两 个 因 素 决定：一是主风管 截 面 静 压，二 是 均 流 器 获 得 的 动 压 转 变 而 来 的 静 压 。 而 传 统 的 送 风 系 统 中 ，没 有 装 置将动压转变为静压。 ２．２ 均 流 器 均 匀 送 风
２．３ 均 流 器 调 节 与 风 阀 调 节 及 自 然 送 风 比 较 为 了 与 均 流 器 均 匀 送 风 比 较 ，在 均 流 器 阀 门
全 开 不 起 作 用 的 情 况 下 ，支 管 送 风 速 度 也 按 ５．１１
ｍ／ｓ调 节 ，从 下 游 向 上 游 不 同 程 度 地 关 闭 支 管 风 阀 。 结 果 ，为 了 将 上 游 支 管 风 速 提 高 ，后 ７ 个 支 管 上 的 风 阀 全 部 关 闭 ，才 能 使 前 ６ 个 支 管 风 速 明 显 提 高 ，但 仍 未 达 ５．１１ ｍ／ｓ，如 图 １０ 所 示 。 说 明
① ☆ 陈丽萍，女，１９７１年６月生，博士，副教授 ２１０００９ 江苏省南京市中山北路２００号南京工业大学７６信箱 （０２５）８３２３９９６４ Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｌｐｊｏｙ＠ｎｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
收 稿 日 期 ：２０１２－０９－１０ 修 回 日 期 ：２０１２－１１－０５
１ ２４ 图 １ 测 压 管
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ，ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｐｉｐｅ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
★ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ
针 对 以 上 不 足 ，国 内 外 学 者 对 送 风 均 匀 性 进 行 了研究。杨晚生等人对送风管道的送风形式进行 了研究［１－３］，依据静压箱原理，通过改变送风 管 结 构 实 现 均 匀 送 风 ，但 是 架 设 多 孔 挡 板 会 使 风 管 阻 力 增 加 。 钟 星 灿 等 人 对 送 风 口 形 式 进 行 了 研 究 ，应 用 测
由测 压 管 工 作 原 理 可 知，图 １ 中 测 压 管 的 ｐｃ 值与β有关。β为 ０°时，ｐｃ 最 小，其 值 为 静 压；随β 的增加，获得部 分 动 压，并 转 为 静 压，ｐｃ 增 大；β 为 ９０°时，获 得 测 点 全 部 动 压，并 转 为 静 压，ｐｃ 达 最 大。根 据 此 原 理，改 变 图 ２ 中 均 流 器 阀 门 的 角 度， 获得主风管中动 压，调 整 风 口 流 量，可 以 实 现 均 匀 送风。图３为 均 流 器 结 构 图，由 图 可 见，均 流 器 调
图 ８ 为 调 节 完 毕 后 支 管 风 速 分 布 ，风 速 距 平 均 风速偏差最 大 的 支 管 为 支 管 １３，其 风 速 比 平 均 风 速高８．８１％，其余１２个支管 风 速 与 平 均 风 速 相 差 不 超 过 ５％ ，均 匀 送 风 效 果 良 好 。
图 ８ 均 流 器 均 匀 送 风 风 速 分 布