无蜗壳风机的特性研究

产品性能曲线比较 ,参见图 3 。 1. 7 轴向送风时箱体长度的影响
风机段通常是空气处理机组的最末段 ,但有时
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设备开发 暖通空调 HV&AC 2 0 0 5 年第 3 5 卷第 1 期
也处于机组的前段或中段 ,因此在研究无蜗壳风机 轴向送风时 ,有必要对箱体长度的影响进行试验 。 实测数据 (见表 5) 表明 ,无蜗壳风机轴向送风时 , 其箱体长度对性能的影响较小 。
Abstract Experiments show that the main performance of self2manufactured impellers is equal to that of foreign products. Analyses various factors affecting the unhoused fan performance , and studies the working conditions and its application to air conditioning units .
均匀 ,国外相关产品样本上对此也只笼统地描述 。
例如 ,径向送风时的箱体压力损失为
Δp = 0. 5 pv = 0. 3 v20
(2)
而轴向送风时箱体压力损失为
Δp = pv = 0. 6 v20
(3)
式 (2) , (3) 中 v0 为出口风速 ,m/ s 。
若用式 (2) , (3) 去验证实验结果 ,也只能在某
暖通空调 HV&AC 2 0 0 5 年第 3 5 卷第 1 期 设备开发
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图 7 圆盘风阀与其他方式节能效果比较
静压相差 10 %左右 ;而大流量区域内 ,最大静压相 差达 20 % 。
1. 5 送风方向对风机性能的影响
图 8 ,9 分别为无蜗壳风机径 、轴向送风示意
626. 2
633. 1 - 6. 9
98. 9
5 518
605. 6
610. 5 - 4. 9
99. 2
6 101
557. 6
569. 4 - 11. 8
97. 9
6 632
509. 6
520. 4 - 8. 8
97. 9
7 124
469. 4
470. 4 - 1. 0
99. 8
7 584
404. 7
收稿日期 :2001 12 10 修回日期 :2004 12 02
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设备开发 暖通空调 HV&AC 2 0 0 5 年第 3 5 卷第 1 期
图 2 500 叶轮性能曲线
轮的性能均能达到国外同类叶轮的性能水平。 1000的叶轮采用皮带传动的方式 , 同样置于特定
图 。送风方向不同时 , 无蜗 壳 风 机 箱 体 的 压
力损 失 会 随 之 变 化。
实测结果表明 ,轴向送
风时 箱 体 的 压 力 损 失
图 8 径向送风示意图
明显比径向送风时大 ,
即风 量 相 同 时 轴 向 送
风的 静 压 有 较 大 幅 度
的降低 , 另外 , 箱体压
力损 失 随 着 风 量 的 增
关键词 无蜗壳风机 组合式空调 风量控制
Pe rf or m a n c e of u n h o us e d f a ns
By Yu We i c h a n g ★, Ta n g Xu e b o , Bu Ti n g d o n g , Fu Zh i mi n g a n d Zh a n g Zh e n h u a
图 1 无蜗壳风机送风形式示意图
方式 ,置于特定的箱体内反复试验 , 性能曲线如图 2 所示 。由图可知 , 当径向送风时 , 后倾平板型叶
☆ 郁惟昌 ,男 ,1944 年 10 月生 ,大学 ,教授级高级工程师 200433 上海市淞沪路 518 号 (021) 65641589 E2mail : yuweichang @sinko. com. cn
图 9 轴向送风示意图
详见表 3 、图 10 。
大而 增 大 。测 试 结 果
表 3 送风方向不同时无蜗壳风机箱体压力损失的测试结果
风量/ 径向送风压力 轴向送风压力 Δp/ Pa 轴向压力损失/
(m3/ h) 损失/ Pa
损失/ Pa
径向压力损失/ %
4 113
686. 0
672. 3
13. 7
无蜗壳风机通常采用后倾平板型叶轮或者后 倾机翼型叶轮 。为了便于将笔者研制的叶轮与国 外同规格叶轮作比较 ,设计制作的叶轮直径为 500 mm 和 1 000 mm 两种 ,国外某同类产品 PF 系列中 相对应的叶轮直径分别为 508 mm 和 1 022. 4 mm [1 ] 。笔者对 500 三种型式 (A ,B , C , 见表 1) 及
401. 8
2. 9
100. 7
8 123
321. 4
323. 4 - 2. 0
99. 4
8 628
230. 3
237. 2 - 6. 9
97. 1
9 105
138. 2
138. 2
0
100
2 无蜗壳风机与有蜗壳风机的比较 为研究无蜗壳风机配置蜗壳后的性能变化 ,笔
的箱体内进行实验 ,由图 3 可知其性能也达到了国 外同类产品的水平 。
图 3 1000 叶轮性能曲线
1 . 3 圆盘调节风阀对风机的影响 为了实现对风量及静压的控制 ,笔者所在公司
的前向双进风有蜗壳风机中通常配置蜗型风阀调 节装置 ,其结构如图 4 所示 , 作用是将机组的运行
图 5 无蜗壳风机配置圆盘风阀示意图 表 2 风机径向出风圆盘开启度为 0 时的实测结果
出风速度时适用 ,而不能泛指所有状态 。
1. 6 箱体空间对无蜗壳风机性能的影响 箱体空间的大小是影响无蜗壳风机性能的重
要因素 。笔者针对 1000 的无蜗壳风机 ,先后设计
制作了 3 种规格的箱体 ,具体尺寸见表 4 中的方案
1 ,2 ,3 。
表 4 不同规格箱体的尺寸
mm
高 度 宽 度 长 度
592. 9
577. 2
7 584 8 123 8 628 9 105
551. 7 495. 9 415. 5 330. 3
539. 0 479. 2 390. 0 278. 3
配置圆盘调节风阀时基本一致 ,说明圆盘风阀对风 机性能的影响极小 。图 6 为圆盘调节风阀不同开
图 4 前向多翼型风机配置蜗型风阀示意图
图 6 风阀开度与风量压力关系图
启度下风机静压与风量的关系图 。图 7 为圆盘调节 风阀不同开启度时的调节性能以及其节能效果与 其他几种调节方式节能效果的比较 。 1 . 4 出风口面积对风机性能的影响
要获得理想的风机性能 ,必须选择合适的出风 口面积 。即使风机被置放于同一个箱体内 ,送风口 面积不同 ,测试的结果也会有较大差距 。本试验叶 轮直径 500 mm , 出风口面积为 0 . 26 m2 和 0 . 378 m2 两种 。实测数据表明 ,小流量区域内 , 机组出风 口面积不同时 ,静压相差 5 %左右 ;中流量区域内 ,
函数式描绘成
Δp = C pv
(1)
式中 pv 为出口动压 ,Pa ; C 为损失系数 ,是经实测
图来自百度文库10 不同送风方向的无蜗壳风机风量 压力关系图
后求得的平均值 。但该文献作者认为实验结果随风
机出风口尺寸 、设计位置和风速的不同而不同 ,其中 损失系数 C 随风机出风口设计位置和风速的不同 在很大范围内变化 ,原因归咎于箱体内气流速度不
方案 1 1 920 2 240 1 600
方案 2 1 600 1 920 1 600
方案 3 1 600 1 600 1 170
方案 1 的尺寸基本是按有蜗壳风机相似变换 的原理确定的 ,其性能测试结果低于国外同类产 品 ,此时若参照文献 [ 1 ] ,应增大箱体宽度及长度 。 而笔者根据经验 ,通过缩小箱体体积 ,达到了增加 静压的目的 。方案 2 与方案 1 相比 ,静压有所提 高 ,但仍稍低于国外同类产品 。最后选择方案 3 , 测试结果表明 ,以此方案确定风机段箱体尺寸时 , 性能已基本达到预期目的 。实测结果与国外同类
表 5 轴向送风时箱体长度对性能影响的实测数据
风量/ 箱长增加后 原箱长静 差值/ Pa 箱长增加后的静压/
(m3/ h) 的静压/ Pa 压/ Pa
原箱长静压/ %
4 113
665. 4
672. 3 - 6. 9
99. 0
4 506
648. 8
660. 5 - 11. 7
98. 2
5 037
98. 0
4 506
729. 1
660. 5
68. 6
90. 6
5 037
717. 4
633. 1
84. 3
88. 3
5 518
694. 8
610. 5
84. 3
87. 9
6 101
655. 6
569. 4
86. 2
86. 8
6 632
617. 4
520. 4
97. 0
84. 3
7 124
577. 2
暖通空调 HV&AC 2 0 0 5 年第 3 5 卷第 1 期 设备开发
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无蜗壳风机的特性研究
上海新晃空调设备有限公司 郁惟昌 ☆ 唐学波 卜庭栋 傅智明 张振华
摘要 实验表明 ,自制叶轮的性能已达国外同类产品的性能水平 。分析了影响无蜗壳风 机性能的多种因素 ,探索了无蜗壳风机的使用条件及其应用于空调箱的可行性 。
风量/ ( m3/ h)
静压/ Pa 无风阀 有风阀
4 113
688. 0
686. 0
4 506 5 037
723. 2 708. 5
729. 1 717. 4
5 518
688. 9
694. 8
6 101 6 632
662. 5 630. 1
655. 6 617. 4
7 124
Keyw ords unhoused fan , air handling unit , air volume control
★ Sha nghai Sinko Air Conditioning Equip me nt Co . , Lt d . , Sha nghai , China
无蜗壳风机在国外已应用多年 ,不仅用于烘箱 及纺织行业的干燥机内 , 也应用于空调行业 , 常见 于空气过滤机组与四面出风卡式风机盘管机组 。 无蜗壳风机的主要优点在于改善了机组整体结构 , 且机组各向出风均匀 , 风机段的体积可以缩小 , 当 配置在箱体内时 , 只需考虑进风口的方向 , 所以可 按空调机组的实际需要 ,在风机段上任意开设出风 口 ,应用较方便 。叶轮进风口采用圆盘式调节风 阀 ,以调节风量 、风压 ,达到节能效果 。但关于大风 量 (通常大于 45 000 m3/ h) 空气处理机组是否适合 采用无蜗壳风机尚有不同意见 。笔者研制了无蜗 壳风机的叶轮 ,通过实验分析了影响无蜗壳风机性 能的各种因素 , 旨在了解无蜗壳风机的特性 , 探索 使用无蜗壳风机的条件以及将其应用于空气处理 机组的可行性 。 1 无蜗壳风机的性能特点 1 . 1 实验风机叶轮参数的确定
控制在设定风量和压力的工况点 ,在某种程度上也 可调节送风量与压力 , 有一定的节能效果 。同样 , 为配合使用无蜗壳风机 , 笔者研制了圆盘调节风 阀 ,其工作原理是改变风阀与叶轮进风口的距离 , 来实现风量与压力的调节 ,其结构如图 5 所示 。
研究时 ,当无蜗壳风机采用圆盘调节风阀后 , 既要考虑叶轮进风状态受到的影响 ,又要考虑风阀 开度不同时 ,风量与压力的关系 。表 2 为当风机径 向出风圆盘开启度为 0 时的实测结果 ,从中可以看 出 ,无蜗壳风机采用圆盘调节风阀后的静压值与不
1000 (A 型) 的叶轮分别进行了实验 。
表 1 实验风机的叶轮参数
叶轮型式
A 型 B 型 C 型
后倾平板型 后倾平板型 后倾机翼型
片数
14
12
12
1 . 2 自制叶轮与国外叶轮的性能比较
无蜗壳风机的送风有轴向送风与径向送风两
种 ,如图 1 所示 。 500 的叶轮采用电机直联传动
470. 4
106. 8
81. 5
7 584
539. 0
401. 8
137. 2
74. 5
8 123
479. 2
323. 4
155. 8
67. 5
8 628
390. 0
237. 2
153. 9
60. 8
9 105
278. 3
138. 2
140. 1
49. 6
据文献[ 2 ]介绍 ,曾有学者将箱体压力损失的