楊亮

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用B型、C型標準化風(fēng)道進行性能試驗的比對分析

楊亮1,2

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

為研究不同試驗方法對通風(fēng)機氣動性能的影響，利用B型、C型兩種不同的標準化風(fēng)道測試同一臺壓入式通風(fēng)機的氣動性能，并對兩組試驗數(shù)據(jù)進行定性、定量的比對分析。實際比對分析結(jié)果表明：采用最接近通風(fēng)機使用情況的試驗裝置，能有效降低通風(fēng)機氣動性能的測試誤差。壓入式通風(fēng)機空載或負載較小時通風(fēng)機壓力和通風(fēng)機效率的偏差較大，采用B型標準化風(fēng)道測試的試驗數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于C型標準化風(fēng)道；隨著壓入式通風(fēng)機負載逐漸增大，通風(fēng)機壓力和通風(fēng)機效率的偏差逐漸減小，直至近乎相同。

標準化風(fēng)道；通風(fēng)機壓力；通風(fēng)機效率

按照GB/T 1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機用標準化風(fēng)道進行性能試驗》[1]規(guī)定，通風(fēng)機空氣動力性能試驗適用的裝置類型有四種：A型，自由進口和自由出口；B型，自由進口和管道出口；C型，管道進口和自由出口；D型：管道進口和管道出口。其中，自由進口或自由出口表示無障礙的自由大氣直接進入通風(fēng)機或離開通風(fēng)機的空氣直接通向無障礙的自由大氣，管道進口或管道出口表示空氣進入或離開通風(fēng)機是經(jīng)過連接到通風(fēng)機進口或出口的管道。標準同時規(guī)定：適用于一個以上裝置類型的通風(fēng)機將具有一個以上的標準化性能特征，用戶應(yīng)選擇最接近其應(yīng)用的裝置類型。

通風(fēng)機用標準化風(fēng)道進行性能試驗時，選擇最接近其應(yīng)用的裝置類型與其他裝置類型分別進行試驗，通風(fēng)機在標準狀態(tài)下的空氣動力性能參數(shù)是否存在差異；如果存在差異，其差異到底有多大。針對這個問題，設(shè)計了一組比對試驗，研究分析用兩種不同的裝置類型進行通風(fēng)機空氣動力性能試驗時的數(shù)據(jù)差異性。

1 試驗數(shù)據(jù)測試

1.1 試驗方案確定

試驗采用同一樣品、同一試驗儀器、同一試驗人員，在不同標準化風(fēng)道情況下，對樣品進行比對試驗[1]；裝置選擇試驗室常用的B型、C型，配套試驗風(fēng)道為B型、C型標準化風(fēng)道；被測樣品型號FBDNo6.3/2×30礦用隔爆型壓入式對旋軸流局部通風(fēng)機（以下簡稱通風(fēng)機）；依據(jù)被測通風(fēng)機進口或出口尺寸與試驗風(fēng)道匹配的原則，B型標準化風(fēng)道規(guī)格尺寸選擇為620 mm，C型標準化風(fēng)道規(guī)格尺寸選擇800 mm；性能試驗的測試設(shè)備選擇空氣動力性能自動測試系統(tǒng)，其配套的壓力測量儀器為精度±0.075%的微壓差變送器、電參數(shù)測量儀器為精度±0.5%的功率測試儀。

1.2 數(shù)據(jù)測試

首先將通風(fēng)機與標準化風(fēng)道水平安裝在試驗臺上，并保證足夠試驗空間，然后機械運轉(zhuǎn)30 min，若通風(fēng)機無異常振動和聲響，按照文獻[1]試驗方法，利用空氣動力性能自動測試系統(tǒng)完成測試工作。通風(fēng)機分別配套B型、C型標準化風(fēng)道，測試通風(fēng)機的空氣動力性能。

B型標準化風(fēng)道采用ISO文丘里管來測量通風(fēng)機流量，壁測孔法測量管道測壓斷面的靜壓平均值。測試采集的主要參數(shù)包括：出口壓力、流量計上游壓力、流量計差壓、大氣壓力、通風(fēng)機進口附近干溫度及濕度、葉輪轉(zhuǎn)速和電動機輸出功率。

C型標準化風(fēng)道采用錐形進口來測試通風(fēng)機的流量，壁測孔法測量管道測壓斷面的靜壓平均值。試驗采集的主要參數(shù)包括：進口管道壓力、流量計差壓、大氣壓力、通風(fēng)機進口附近干溫度及濕度、葉輪轉(zhuǎn)速和電動機輸出功率。

測試過程中，每一個工況點均需要測量壓入式通風(fēng)機的相應(yīng)參數(shù)，完成測試后，調(diào)節(jié)試驗風(fēng)道的通風(fēng)阻力，待達到合適的工況點后，重復(fù)上述操作。完成一條完整的通風(fēng)機性能曲線，至少測量7個不同的工況點。

1.3 試驗數(shù)據(jù)

標準狀態(tài)（即空氣密度ρ＝1.2 kg/m3）下，用B型、C型標準化風(fēng)道進行性能試驗的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同標準化風(fēng)道進行性能試驗的數(shù)據(jù)

2 試驗數(shù)據(jù)比對分析

2.1 比對分析方案

樣品為壓入式局部通風(fēng)機，按照文獻[1]的規(guī)定，B型裝置為最接近其應(yīng)用的裝置類型。比對過程中，在忽略環(huán)境影響、人員操作誤差和試驗儀器測量誤差的情況下，以B型裝置測得的試驗數(shù)據(jù)為比對標準，對C型裝置測得的試驗數(shù)據(jù)進行定性和定量兩方面的比對分析。

2.2 定性分析

標準狀態(tài)下，利用表1數(shù)據(jù)，分別作出通風(fēng)機壓力－容積流量、通風(fēng)機效率－容積流量曲線對比圖（圖1、圖2），可以看出，通風(fēng)機壓力和通風(fēng)機效率兩項指標，在相對大風(fēng)量、小壓力、低效率的情況下，C型裝置的試驗數(shù)據(jù)低于B型裝置，偏差值較大；在相對小風(fēng)量、大壓力、高效率的情況下，C型裝置的試驗數(shù)據(jù)接近B型裝置，偏差值很小。

圖1 通風(fēng)機壓力比對曲線

圖2 通風(fēng)機效率比對曲線

2.3 定量分析

標準狀態(tài)下，利用表1數(shù)據(jù)，通過插值法，分別選取容積流量為570 m3/min、550 m3/min、530 m3/min、510 m3/min、490 m3/min五個工況點進行數(shù)據(jù)定量分析。通風(fēng)機壓力相對偏差、效率絕對偏差如表2、表3所示?？梢钥闯?，容積流量為570 m3/min時，通風(fēng)機壓力相對偏差大于10%，通風(fēng)機效率絕對偏差大于5%；隨著容積流量值的降低，通風(fēng)機壓力相對偏差和通風(fēng)機效率絕對偏差均逐漸減小；容積流量降低至490 m3/min時，通風(fēng)機壓力相對偏差和通風(fēng)機效率絕對偏均低于0.5%。

表2 通風(fēng)機壓力偏差

表3 通風(fēng)機效率偏差

本次比對試驗后，又針對不同型號的壓入式局部通風(fēng)機多次進行了相同試驗方案的比對試驗，比對分析結(jié)果趨勢一致。

3 結(jié)語

依據(jù)兩組性能試驗數(shù)據(jù)，定性、定量分析后所得：利用相同的通風(fēng)機、不同的裝置類型進行性能試驗，所測定的通風(fēng)機氣動性能存在一定偏差。壓入式通風(fēng)機空載或負載較小時，即在相對大風(fēng)量、小壓力、低效率的情況下，比對試驗數(shù)據(jù)中通風(fēng)機壓力和通風(fēng)機效率的偏差較大，采用B型標準化風(fēng)道測試的試驗數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于C型標準化風(fēng)道；隨著壓入式通風(fēng)機負載逐漸增大，比對試驗數(shù)據(jù)中通風(fēng)機壓力和通風(fēng)機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)機用標準化風(fēng)道進行性能試驗[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

國家級專業(yè)中心實驗室建設(shè)項目——礦用通風(fēng)及隔抑爆設(shè)備安全準入分析驗證實驗室可行性研究（發(fā)改投資(2012)611號，發(fā)改投資（2014）744號批復(fù)）

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