风机常识和测量方法
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常用类型
• 风管型
进气风管 出气风管 进出气风管 • 风室型 进气气室 出气气室
Page 30
装置外形
进出口管道
出气管道
出气风室
Page 31
测试对象
• • • • • • •
马达效率 传动效率(资料获取) 环境大气参数 马达参数 背景噪声 运转噪声 转速 振动 集流器静压 风室静压 进口管道静压 风室气体温度
Avoid • Outlet Dampers • Inlet Dampers Apply carefully • VIV • Inlet boxes Use if possible • Diffuser 防止采用 • 出口调节风门 • 进口调节风门 小心使用 • VIV • 进口气室 如果可能，尽量使用 • 扩散体
Page 5
Axial Fans with guide vane 带导叶轴流风机
Used where large quantities of air
are needed at modest pressures 用于在中压区域存在大量空气的场合
– Tunnel ventilation – Large building ventilation – Process Air – 隧道通风 – 大型建筑通风 – 工艺需要的空气
• 能够产生相对高的压力 - 5000 Pa及 更高 • 单进口或双进口 • 可以配置各种轴承和电动机 • 存在各种压力等级
Page 7
二、常用名词
• • • • • • • 大气参数 P; ; 流量 压力 推力 功率 效率 转速 无因次参数 压缩性系数 马赫数 雷诺数 运动黏度 动力粘度
Page 8
Page 32
注意事项
• • •
•
• •
非专业人员，不得进入测试区域。 测试区域必须保持清洁无异物。 注意用电安全，拆、接电线时必须切断电源，并且挂 上警示牌。 风机运转时，任何人不得靠近或垂直于进出风口。并 且测试区域悬挂警戒线和警示牌。 进入测试区域，必须保持衣物整齐，不许开襟。 技术人员或客户，必须在经得同意后，在指定区域内 进行检查。
Page 20
风机功率与效率表达式
N
Qs P K p 1000
Qs P K p 1000N
Qs ~ 流量 (M3/S)； P ~ 压力(Pa)； N~ 功率 (Kw)
Kp = 1(P < 3000Pa)
响度级
• 响度:人对声音强弱的主观量,把声压级和频率有 机统一起来. • 响度级:采用1000Hz下纯音的声压级作为该频率 下的响度级.单位为方(pohn) • A声级:人耳对40方纯音的响度级 • B声级: 对70方纯音的响度级 • C声级: 对100方纯音的响度级 • D声级: 对飞机的感觉噪声级
措施：防失速（喘振）装置
“风机系统优化”项目调研提 纲
1. 工艺负荷信息：工艺稳定 ，负荷变化 ，启动负荷 ,常用负荷 , 偶尔负荷 ； 2. 工艺升级计划：计划改造或升级的系统或工艺； 3. 驱动类型：直联 ，皮带变速 ，可变速驱动 ； 4. 排气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 5. 进气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 6. 可调进口叶片开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 7. 影响生产或维护保养的问题： 系统运行的稳定性、可靠性、动平衡、风机容量与系统适应状况、噪声、 有无定期性故障; 8. 叶轮类型（径向，前弯，后弯，机翼型）； 9. 耗能状况 装机容量[Kw]，年运行时间[h]，风机系统年耗电量[Kwh]；占全厂能耗的 百分比[%]
Page 18
效率
• 全压内效率 • 静压内效率
Qs P K p 1000Nin
Qs P K p 1000N sh
• 全压效率 • 静压效率
Page 19
风机系数
1 2 ρU 2 2 QS 流量系数 QS m 3 /S D m π 2 D2 U2 4 1000N 功率系数 N Kw π 2 3 ρD 2 U 2 8 U 2 D2 n / 60 压力系数 P P Pa ρ Kg/m 3 U 2 m/s
堵
塞
污染物积聚在系统某一部位，干扰气流分布， 产生较大压力降；
翅片热交换器和过滤器，导致系统气量不足；
堵塞又会干扰入口导叶的操作或变节距叶片叶 角的调节；影响预期节能效果和性能； 建议用调速驱动
Page 42
气流噪声高
风机选择不妥或风机在比必 要转速偏高的转速下运行
Page 43
出 力 不 够
Page 25
b(dB) 0.790 0.870 0.930 0.974 1.000 1.015 1.025 1.030
三、测试装置的原理
• • • • •
根本上讲测试装置是一个特殊的系统 无非系统在结构上具有一些特殊性，符合标准. 风机特性曲线通过调整系统管网阻力获得 风机的最大流量和喘振点采用调节手段获得 装置测量时需最大程度符合风机实际运行情况
流量
• • • • 单位时间内流过通风机入口的气体体积 若忽略压缩性,通风机内任一处或管道截面流量是相同的 体积流量 Qs Qm Qh
• 质量流量 • Ms Mm Mh
Page 11
压力
• 静压(Ps) 气体对平行于气流的物体表面作用的压力
• 动压(Pd)
1 Pd V 2 , 其中 : 为密度,V为流速 2
• 全压(Pt) Ｐt=Ps+Pd
Page 12
通风机压力
• 风机全压 风机对给定气体的全压增加量，即风机的出口与进 口之间的全压差
pt F ( pt 2 pt1 ) ( ps 2 pd 2 ) ( ps1 pd1 )
静压 风机的全压减去风机出口处动压
pS F ( pt 2 pt1 ) Pd 2 ( ps 2 ps1 ) pd1
Page 22
等响度曲线
Page 23
噪声评价
• 噪声评价数N 评定听觉、交换、烦恼的噪声允许标准
b ab为常数 N LA 5
N
Lp a
其中LP为每个频段允许的声压级，
Page 24
a、b数据
中心频率（Ｈz） 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 a(dB) 35.5 22.0 12.0 4.8 0 -3.5 -6.1 -8.0
– – – – – – – – Cooling tower Wall exhaust Roof exhaust Home window 冷却塔 墙壁排风 屋顶排风 房间窗户排风
Not very efficient Noisy Not able to generate much pressure
效率不是非常高 存在噪音 不能产生太高的压力
Page 13
推力
• 仅对射流风机而言 2 • 推力 Fa qm ca qv ca qv / A2
qm为质量流量，ca为轴向速度，A2为出口面积 考虑出口气流发生扭转，注意修正0.95 0.98。
pt pS pd 其中PS 值较小，Pd Pt。
Page 14
Pressure
压力
Fan curve 0.61 kg/m3 风机性能曲线 0.61 kg/m3
System Curve 0.61 kg/m3
系统性能曲线 0.61 kg/m3
Flow 流量
Page 28
四、通风机试验
• 气动性能试验 模型和产品 GB1236-2000 • 强度试验 JB/T 6445-1992 • 运转试验 GB/T 13275-1991 JB/T 8689-1998 • 噪声测定 GB/T 2888 JB/T 8690
Page 40
常见系统问题
引起原因
1. 系 统 设 计：可用系统效应因子值SEF来判断
2. 部 件 选 择：选型规格偏大或调节技术落后 3. 安 装 质 量: 包括对管网作现场修改，造成较大的SEF值 4. 维 护 保 养：轴承润滑油脂缺少，清洗不及时，导致叶 片、管道表面、过滤器、散热器积聚污染物
Page 33
流量常用测法
• 进口集流器
圆锥Pd 1 0.96 Pst1 圆弧Pd 1 0.98 Pst1 2 d5 qm 2 7 P 4 流量系数
• 孔板
膨胀系数
• 喷嘴
qm C j
n j 1
d5 j 4
2
2 7 P
Page 34
压力测量和毕托管使用
• • • •
Page 6
Can be very Efficient Can be Variable pitch 效率非常高 可变节距调整
Centrifugal Fans 离心风机
• Can develop Relatively high pressures - 5000 Pa and higher • Single or double inlet • Variety of bearing and motor configuration • Variety of pressure classes
Page 26
风机测试原理图解
Static Pressure
PS KQ
Ｋ为变量，三种方法控制流量 2 １．风阀开度 ２．辅助风机变频 ３．堵片数量
压力
Ps f (Q)
Flow 流量
Page 27
Effects of Air Density 空气密度效应
Fan curve 1.22 kg/m3 风机性能曲线 1.22 kg/m3
电表读数 3UICOS (三相) UICOS（单相） UI（直流）
N PQS
X电机效率
e
1000
输入有用 功率
轴功率
（电动机铭牌功率）
(马达特性曲线)
pQs
空气功率
Ｘ传动效率
Ｘ流动效率
内功率
Page 17
功率
• • • • •
有效功率(空气功率)Ｐe 内功率Pin 轴功率Psh △Pin（风机内部流动损失功率） △Pme（轴承和传动装置的机械损失） Pin=Pe+ △Pin Psh=Pin+ △Pme Ｐsh=Pe+ △Pin+ △Pme
风机测试分析技术及标准 (气动)
主讲人:雷会玉 学号：122400074
Industrial Electric Use
工业用电
30% Other 30%其它
40% Fans, Pumps, Blowers
风机, 泵, 鼓风机用电占40%
风机10.4%
26% Other Motors
4% Compressors
大气参数
• 气体特指湿空气，即干空气和水蒸汽的混合物．
p RT
其中 : P为绝对压力Pa，为密度m3 / Kg , T为绝对温度K
287.1 461.6 R 1
其中: R为湿空气气体常数（J / Kg K），为含湿量Kg / Kg
Page 9
标准大气状态
Page 10
静压
全压
静压
Page 35
传统的测压仪表
Page 36
风机测试常用仪表
微差压
温湿度
叶轮风速
热球式风速
噪声分析仪
1/1频谱分析仪
1/3频谱分析仪
声级计
频闪仪
电功率
Page 37
激光转速仪
测振仪
仪表精度要求
名称 大气压力传感器 湿度传感器 精度要求 0.20% 2%
温度传感器
差压传感器 激光转速传感器 噪声 振动 输入功率
由于未精确计算系统效应影响，导致：
1. 风机在低效运行 2. 系统部件高于预期压力降
通过任何一个特定部件的压力降公式是：
P
2
2
由于气流产生漩涡和涡流，造成不稳定的气流场，会使系统部件 实际产生的损失高于对应损失系数计算的损失.
Page 44
不 稳 定 运 行
原因：
1. 在低流量工况下运行 2. 并联运行风机相互影响，交替地移动负荷
其它电动机用电占26%
Page 3
压缩机用电占4%
一、风机类型及应用
Fan Types and Applications
Page 4
Propeller Fans 单叶轮风机
Commonly used in Low pressure, Low volume applications 通常用于低压,低容量应用场合
转速
• 叶轮每分钟的旋转速度，一般指角速度． • 单位：r/min
Page 15
马达电源类型
• 交流 三相 380V/50HZ 480V/60HZ 单相 220V/50HZ ２２０/６０ＨＺ １１０V/50HZ 110V/60HZ • 直流 12V 24V 36V
Page 16
电动机能量输入输出示意图
0.5℃
1%或1.5Pa 0.50%
2.00%
电流
电压
Page 38
1.0百度文库%
1.00%
气流损失
沿程阻力损失 直管段损失
L P 0.05 Pd D
1 2 P V 2 其中为阻力系数
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局部损失 弯管损失 突扩损失 渐缩和扩损失
Fan Accessories 风机附件
常用类型
• 风管型
进气风管 出气风管 进出气风管 • 风室型 进气气室 出气气室
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装置外形
进出口管道
出气管道
出气风室
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测试对象
• • • • • • •
马达效率 传动效率(资料获取) 环境大气参数 马达参数 背景噪声 运转噪声 转速 振动 集流器静压 风室静压 进口管道静压 风室气体温度
Avoid • Outlet Dampers • Inlet Dampers Apply carefully • VIV • Inlet boxes Use if possible • Diffuser 防止采用 • 出口调节风门 • 进口调节风门 小心使用 • VIV • 进口气室 如果可能，尽量使用 • 扩散体
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Axial Fans with guide vane 带导叶轴流风机
Used where large quantities of air
are needed at modest pressures 用于在中压区域存在大量空气的场合
– Tunnel ventilation – Large building ventilation – Process Air – 隧道通风 – 大型建筑通风 – 工艺需要的空气
• 能够产生相对高的压力 - 5000 Pa及 更高 • 单进口或双进口 • 可以配置各种轴承和电动机 • 存在各种压力等级
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二、常用名词
• • • • • • • 大气参数 P; ; 流量 压力 推力 功率 效率 转速 无因次参数 压缩性系数 马赫数 雷诺数 运动黏度 动力粘度
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注意事项
• • •
•
• •
非专业人员，不得进入测试区域。 测试区域必须保持清洁无异物。 注意用电安全，拆、接电线时必须切断电源，并且挂 上警示牌。 风机运转时，任何人不得靠近或垂直于进出风口。并 且测试区域悬挂警戒线和警示牌。 进入测试区域，必须保持衣物整齐，不许开襟。 技术人员或客户，必须在经得同意后，在指定区域内 进行检查。
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风机功率与效率表达式
N
Qs P K p 1000
Qs P K p 1000N
Qs ~ 流量 (M3/S)； P ~ 压力(Pa)； N~ 功率 (Kw)
Kp = 1(P < 3000Pa)
响度级
• 响度:人对声音强弱的主观量,把声压级和频率有 机统一起来. • 响度级:采用1000Hz下纯音的声压级作为该频率 下的响度级.单位为方(pohn) • A声级:人耳对40方纯音的响度级 • B声级: 对70方纯音的响度级 • C声级: 对100方纯音的响度级 • D声级: 对飞机的感觉噪声级
措施：防失速（喘振）装置
“风机系统优化”项目调研提 纲
1. 工艺负荷信息：工艺稳定 ，负荷变化 ，启动负荷 ,常用负荷 , 偶尔负荷 ； 2. 工艺升级计划：计划改造或升级的系统或工艺； 3. 驱动类型：直联 ，皮带变速 ，可变速驱动 ； 4. 排气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 5. 进气调节阀门开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 6. 可调进口叶片开启度及调节方式（自控、手动、常用工况开启度）； 7. 影响生产或维护保养的问题： 系统运行的稳定性、可靠性、动平衡、风机容量与系统适应状况、噪声、 有无定期性故障; 8. 叶轮类型（径向，前弯，后弯，机翼型）； 9. 耗能状况 装机容量[Kw]，年运行时间[h]，风机系统年耗电量[Kwh]；占全厂能耗的 百分比[%]
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效率
• 全压内效率 • 静压内效率
Qs P K p 1000Nin
Qs P K p 1000N sh
• 全压效率 • 静压效率
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风机系数
1 2 ρU 2 2 QS 流量系数 QS m 3 /S D m π 2 D2 U2 4 1000N 功率系数 N Kw π 2 3 ρD 2 U 2 8 U 2 D2 n / 60 压力系数 P P Pa ρ Kg/m 3 U 2 m/s
堵
塞
污染物积聚在系统某一部位，干扰气流分布， 产生较大压力降；
翅片热交换器和过滤器，导致系统气量不足；
堵塞又会干扰入口导叶的操作或变节距叶片叶 角的调节；影响预期节能效果和性能； 建议用调速驱动
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气流噪声高
风机选择不妥或风机在比必 要转速偏高的转速下运行
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出 力 不 够
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b(dB) 0.790 0.870 0.930 0.974 1.000 1.015 1.025 1.030
三、测试装置的原理
• • • • •
根本上讲测试装置是一个特殊的系统 无非系统在结构上具有一些特殊性，符合标准. 风机特性曲线通过调整系统管网阻力获得 风机的最大流量和喘振点采用调节手段获得 装置测量时需最大程度符合风机实际运行情况
流量
• • • • 单位时间内流过通风机入口的气体体积 若忽略压缩性,通风机内任一处或管道截面流量是相同的 体积流量 Qs Qm Qh
• 质量流量 • Ms Mm Mh
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压力
• 静压(Ps) 气体对平行于气流的物体表面作用的压力
• 动压(Pd)
1 Pd V 2 , 其中 : 为密度,V为流速 2
• 全压(Pt) Ｐt=Ps+Pd
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通风机压力
• 风机全压 风机对给定气体的全压增加量，即风机的出口与进 口之间的全压差
pt F ( pt 2 pt1 ) ( ps 2 pd 2 ) ( ps1 pd1 )
静压 风机的全压减去风机出口处动压
pS F ( pt 2 pt1 ) Pd 2 ( ps 2 ps1 ) pd1
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等响度曲线
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噪声评价
• 噪声评价数N 评定听觉、交换、烦恼的噪声允许标准
b ab为常数 N LA 5
N
Lp a
其中LP为每个频段允许的声压级，
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a、b数据
中心频率（Ｈz） 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 a(dB) 35.5 22.0 12.0 4.8 0 -3.5 -6.1 -8.0
– – – – – – – – Cooling tower Wall exhaust Roof exhaust Home window 冷却塔 墙壁排风 屋顶排风 房间窗户排风
Not very efficient Noisy Not able to generate much pressure
效率不是非常高 存在噪音 不能产生太高的压力
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推力
• 仅对射流风机而言 2 • 推力 Fa qm ca qv ca qv / A2
qm为质量流量，ca为轴向速度，A2为出口面积 考虑出口气流发生扭转，注意修正0.95 0.98。
pt pS pd 其中PS 值较小，Pd Pt。
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Pressure
压力
Fan curve 0.61 kg/m3 风机性能曲线 0.61 kg/m3
System Curve 0.61 kg/m3
系统性能曲线 0.61 kg/m3
Flow 流量
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四、通风机试验
• 气动性能试验 模型和产品 GB1236-2000 • 强度试验 JB/T 6445-1992 • 运转试验 GB/T 13275-1991 JB/T 8689-1998 • 噪声测定 GB/T 2888 JB/T 8690
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常见系统问题
引起原因
1. 系 统 设 计：可用系统效应因子值SEF来判断
2. 部 件 选 择：选型规格偏大或调节技术落后 3. 安 装 质 量: 包括对管网作现场修改，造成较大的SEF值 4. 维 护 保 养：轴承润滑油脂缺少，清洗不及时，导致叶 片、管道表面、过滤器、散热器积聚污染物
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流量常用测法
• 进口集流器
圆锥Pd 1 0.96 Pst1 圆弧Pd 1 0.98 Pst1 2 d5 qm 2 7 P 4 流量系数
• 孔板
膨胀系数
• 喷嘴
qm C j
n j 1
d5 j 4
2
2 7 P
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压力测量和毕托管使用
• • • •
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Can be very Efficient Can be Variable pitch 效率非常高 可变节距调整
Centrifugal Fans 离心风机
• Can develop Relatively high pressures - 5000 Pa and higher • Single or double inlet • Variety of bearing and motor configuration • Variety of pressure classes
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风机测试原理图解
Static Pressure
PS KQ
Ｋ为变量，三种方法控制流量 2 １．风阀开度 ２．辅助风机变频 ３．堵片数量
压力
Ps f (Q)
Flow 流量
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Effects of Air Density 空气密度效应
Fan curve 1.22 kg/m3 风机性能曲线 1.22 kg/m3
电表读数 3UICOS (三相) UICOS（单相） UI（直流）
N PQS
X电机效率
e
1000
输入有用 功率
轴功率
（电动机铭牌功率）
(马达特性曲线)
pQs
空气功率
Ｘ传动效率
Ｘ流动效率
内功率
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功率
• • • • •
有效功率(空气功率)Ｐe 内功率Pin 轴功率Psh △Pin（风机内部流动损失功率） △Pme（轴承和传动装置的机械损失） Pin=Pe+ △Pin Psh=Pin+ △Pme Ｐsh=Pe+ △Pin+ △Pme
风机测试分析技术及标准 (气动)
主讲人:雷会玉 学号：122400074
Industrial Electric Use
工业用电
30% Other 30%其它
40% Fans, Pumps, Blowers
风机, 泵, 鼓风机用电占40%
风机10.4%
26% Other Motors
4% Compressors
大气参数
• 气体特指湿空气，即干空气和水蒸汽的混合物．
p RT
其中 : P为绝对压力Pa，为密度m3 / Kg , T为绝对温度K
287.1 461.6 R 1
其中: R为湿空气气体常数（J / Kg K），为含湿量Kg / Kg
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标准大气状态
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静压
全压
静压
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传统的测压仪表
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风机测试常用仪表
微差压
温湿度
叶轮风速
热球式风速
噪声分析仪
1/1频谱分析仪
1/3频谱分析仪
声级计
频闪仪
电功率
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激光转速仪
测振仪
仪表精度要求
名称 大气压力传感器 湿度传感器 精度要求 0.20% 2%
温度传感器
差压传感器 激光转速传感器 噪声 振动 输入功率
由于未精确计算系统效应影响，导致：
1. 风机在低效运行 2. 系统部件高于预期压力降
通过任何一个特定部件的压力降公式是：
P
2
2
由于气流产生漩涡和涡流，造成不稳定的气流场，会使系统部件 实际产生的损失高于对应损失系数计算的损失.
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不 稳 定 运 行
原因：
1. 在低流量工况下运行 2. 并联运行风机相互影响，交替地移动负荷
其它电动机用电占26%
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压缩机用电占4%
一、风机类型及应用
Fan Types and Applications
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Propeller Fans 单叶轮风机
Commonly used in Low pressure, Low volume applications 通常用于低压,低容量应用场合
转速
• 叶轮每分钟的旋转速度，一般指角速度． • 单位：r/min
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马达电源类型
• 交流 三相 380V/50HZ 480V/60HZ 单相 220V/50HZ ２２０/６０ＨＺ １１０V/50HZ 110V/60HZ • 直流 12V 24V 36V
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电动机能量输入输出示意图
0.5℃
1%或1.5Pa 0.50%
2.00%
电流
电压
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1.00%
气流损失
沿程阻力损失 直管段损失
L P 0.05 Pd D
1 2 P V 2 其中为阻力系数
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局部损失 弯管损失 突扩损失 渐缩和扩损失
Fan Accessories 风机附件