用B型、C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)的比對(duì)分析

楊亮

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用B型、C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)的比對(duì)分析

楊亮1,2

（1.中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶 400037；2.國(guó)家煤礦防塵通風(fēng)安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，重慶 400037）

為研究不同試驗(yàn)方法對(duì)通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響，利用B型、C型兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道測(cè)試同一臺(tái)壓入式通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能，并對(duì)兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性、定量的比對(duì)分析。實(shí)際比對(duì)分析結(jié)果表明：采用最接近通風(fēng)機(jī)使用情況的試驗(yàn)裝置，能有效降低通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的測(cè)試誤差。壓入式通風(fēng)機(jī)空載或負(fù)載較小時(shí)通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)效率的偏差較大，采用B型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道；隨著壓入式通風(fēng)機(jī)負(fù)載逐漸增大，通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)效率的偏差逐漸減小，直至近乎相同。

標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道；通風(fēng)機(jī)壓力；通風(fēng)機(jī)效率

按照GB/T 1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)》[1]規(guī)定，通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)適用的裝置類型有四種：A型，自由進(jìn)口和自由出口；B型，自由進(jìn)口和管道出口；C型，管道進(jìn)口和自由出口；D型：管道進(jìn)口和管道出口。其中，自由進(jìn)口或自由出口表示無(wú)障礙的自由大氣直接進(jìn)入通風(fēng)機(jī)或離開通風(fēng)機(jī)的空氣直接通向無(wú)障礙的自由大氣，管道進(jìn)口或管道出口表示空氣進(jìn)入或離開通風(fēng)機(jī)是經(jīng)過(guò)連接到通風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口的管道。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)規(guī)定：適用于一個(gè)以上裝置類型的通風(fēng)機(jī)將具有一個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)化性能特征，用戶應(yīng)選擇最接近其應(yīng)用的裝置類型。

通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，選擇最接近其應(yīng)用的裝置類型與其他裝置類型分別進(jìn)行試驗(yàn)，通風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣動(dòng)力性能參數(shù)是否存在差異；如果存在差異，其差異到底有多大。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一組比對(duì)試驗(yàn)，研究分析用兩種不同的裝置類型進(jìn)行通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)差異性。

1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試

1.1 試驗(yàn)方案確定

試驗(yàn)采用同一樣品、同一試驗(yàn)儀器、同一試驗(yàn)人員，在不同標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道情況下，對(duì)樣品進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)[1]；裝置選擇試驗(yàn)室常用的B型、C型，配套試驗(yàn)風(fēng)道為B型、C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道；被測(cè)樣品型號(hào)FBDNo6.3/2×30礦用隔爆型壓入式對(duì)旋軸流局部通風(fēng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱通風(fēng)機(jī)）；依據(jù)被測(cè)通風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口尺寸與試驗(yàn)風(fēng)道匹配的原則，B型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道規(guī)格尺寸選擇為620 mm，C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道規(guī)格尺寸選擇800 mm；性能試驗(yàn)的測(cè)試設(shè)備選擇空氣動(dòng)力性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其配套的壓力測(cè)量?jī)x器為精度±0.075%的微壓差變送器、電參數(shù)測(cè)量?jī)x器為精度±0.5%的功率測(cè)試儀。

1.2 數(shù)據(jù)測(cè)試

首先將通風(fēng)機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道水平安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，并保證足夠試驗(yàn)空間，然后機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)30 min，若通風(fēng)機(jī)無(wú)異常振動(dòng)和聲響，按照文獻(xiàn)[1]試驗(yàn)方法，利用空氣動(dòng)力性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)完成測(cè)試工作。通風(fēng)機(jī)分別配套B型、C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道，測(cè)試通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性能。

B型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道采用ISO文丘里管來(lái)測(cè)量通風(fēng)機(jī)流量，壁測(cè)孔法測(cè)量管道測(cè)壓斷面的靜壓平均值。測(cè)試采集的主要參數(shù)包括：出口壓力、流量計(jì)上游壓力、流量計(jì)差壓、大氣壓力、通風(fēng)機(jī)進(jìn)口附近干溫度及濕度、葉輪轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)輸出功率。

C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道采用錐形進(jìn)口來(lái)測(cè)試通風(fēng)機(jī)的流量，壁測(cè)孔法測(cè)量管道測(cè)壓斷面的靜壓平均值。試驗(yàn)采集的主要參數(shù)包括：進(jìn)口管道壓力、流量計(jì)差壓、大氣壓力、通風(fēng)機(jī)進(jìn)口附近干溫度及濕度、葉輪轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)輸出功率。

測(cè)試過(guò)程中，每一個(gè)工況點(diǎn)均需要測(cè)量壓入式通風(fēng)機(jī)的相應(yīng)參數(shù)，完成測(cè)試后，調(diào)節(jié)試驗(yàn)風(fēng)道的通風(fēng)阻力，待達(dá)到合適的工況點(diǎn)后，重復(fù)上述操作。完成一條完整的通風(fēng)機(jī)性能曲線，至少測(cè)量7個(gè)不同的工況點(diǎn)。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（即空氣密度ρ＝1.2 kg/m3）下，用B型、C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)分析

2.1 比對(duì)分析方案

樣品為壓入式局部通風(fēng)機(jī)，按照文獻(xiàn)[1]的規(guī)定，B型裝置為最接近其應(yīng)用的裝置類型。比對(duì)過(guò)程中，在忽略環(huán)境影響、人員操作誤差和試驗(yàn)儀器測(cè)量誤差的情況下，以B型裝置測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)C型裝置測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和定量?jī)煞矫娴谋葘?duì)分析。

2.2 定性分析

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，利用表1數(shù)據(jù)，分別作出通風(fēng)機(jī)壓力－容積流量、通風(fēng)機(jī)效率－容積流量曲線對(duì)比圖（圖1、圖2），可以看出，通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)效率兩項(xiàng)指標(biāo)，在相對(duì)大風(fēng)量、小壓力、低效率的情況下，C型裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)低于B型裝置，偏差值較大；在相對(duì)小風(fēng)量、大壓力、高效率的情況下，C型裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)接近B型裝置，偏差值很小。

圖1 通風(fēng)機(jī)壓力比對(duì)曲線

圖2 通風(fēng)機(jī)效率比對(duì)曲線

2.3 定量分析

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，利用表1數(shù)據(jù)，通過(guò)插值法，分別選取容積流量為570 m3/min、550 m3/min、530 m3/min、510 m3/min、490 m3/min五個(gè)工況點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)定量分析。通風(fēng)機(jī)壓力相對(duì)偏差、效率絕對(duì)偏差如表2、表3所示?？梢钥闯?，容積流量為570 m3/min時(shí)，通風(fēng)機(jī)壓力相對(duì)偏差大于10%，通風(fēng)機(jī)效率絕對(duì)偏差大于5%；隨著容積流量值的降低，通風(fēng)機(jī)壓力相對(duì)偏差和通風(fēng)機(jī)效率絕對(duì)偏差均逐漸減?。蝗莘e流量降低至490 m3/min時(shí)，通風(fēng)機(jī)壓力相對(duì)偏差和通風(fēng)機(jī)效率絕對(duì)偏均低于0.5%。

表2 通風(fēng)機(jī)壓力偏差

表3 通風(fēng)機(jī)效率偏差

本次比對(duì)試驗(yàn)后，又針對(duì)不同型號(hào)的壓入式局部通風(fēng)機(jī)多次進(jìn)行了相同試驗(yàn)方案的比對(duì)試驗(yàn)，比對(duì)分析結(jié)果趨勢(shì)一致。

3 結(jié)語(yǔ)

依據(jù)兩組性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，定性、定量分析后所得：利用相同的通風(fēng)機(jī)、不同的裝置類型進(jìn)行性能試驗(yàn)，所測(cè)定的通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能存在一定偏差。壓入式通風(fēng)機(jī)空載或負(fù)載較小時(shí)，即在相對(duì)大風(fēng)量、小壓力、低效率的情況下，比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)效率的偏差較大，采用B型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于C型標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道；隨著壓入式通風(fēng)機(jī)負(fù)載逐漸增大，比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)效率的偏差逐漸減小，直至近乎相同。

[1]GB/T 1236－2000工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)[S].

Comparison Analysis of Performance Testing Using Type B&C Standardized Airways

YANG Liang1,2

(1.China Coal Technology and Engineering GroupChongqing Research Institute, Chongqing 400037,China; 2.National Supervision and Test Center of Coal Mine Dust Control,Ventilation and Safety Products, Chongqing 400037,China)

In order to study the influence of the fan aerodynamic performance, used the different test method, test aerodynamic performance of the same forced fan, using type B&C standardized airways, get two sets of test data, and comparison analysis two groups of test data by qualitative and quantitative methods. The analysis on the actual results showed that the test equipment can effectively reduce the test error of fan aerodynamic performance, if it’s the closest fan usage. If the forced fan is no-load or low-load, the deviation of the fan pressure and fan efficiency is larger, the test data what used type B standardized airways test, obviously it is better than type C standardized airways. The fan load gradually increase, and the deviation of the fan pressure and fan efficiency gradually decrease.Finally it is almost identical with another.

standardized airways；fan pressure；fan efficiency

TH43

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.12.005

1006－0316 (2018) 12－0016－03

2018－01－25

國(guó)家級(jí)專業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目——礦用通風(fēng)及隔抑爆設(shè)備安全準(zhǔn)入分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室可行性研究（發(fā)改投資(2012)611號(hào)，發(fā)改投資（2014）744號(hào)批復(fù)）

楊亮（1981－），男，重慶人，本科，工程師，主要從事礦用通風(fēng)機(jī)等安全裝備檢測(cè)技術(shù)研究工作。