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横流风机串联吸气特性的试验研究 摘要：在横流风机单机吸气性能试验的基础上，进行了横流风机串联吸气性能试验，分析了串联吸气性能与单机吸气性能的特点，以及适于串联的工况条件。关键词：横流风机串联吸气性能试验Test Study on the Suction Characteristic of Cross-Flow FanAbstract: Based on the test of the single cross-flow fan,the test of suction characteristic of cross-flow fans in series is carried out. The suction characteristics of the cross-flow fan and the work conditions for fans in series are analyzed.Key words:Cross-flow fanSeriesSuction Performance test 0　引言　　横流风机的工作原理是吸、排气处于同一纵平面内[1]，风量大，气流沿风机的宽度方向分布均匀；气流质点两次穿过叶栅，叶片具有杂物自清理功能。近年来，其应用领域不断扩展，有应用其排气性能进行仪器仪表的冷却，也有利用其吸气性能进行物料的清选。当单机不能满足使用要求时，通常将两台风机串联使用。有关横流风机串联工作特性的研究较少，因此在风机串联参数选择上存在很大的盲目性。　　由于风机内气流的特殊性和复杂性，目前，有关风机性能的研究仍然采用试验的方法。本文在按国家标准设计制造的试验台上，进行了横流风机单机吸气性能试验，然后在此基础上，将两台横流风机分9种不同转速组合进行串联吸气性能试验，绘制了风机性能曲线并进行了分析，论述了横流风机单机和串联吸气性能以及两者的关系，对风机的串联使用具有一定的指导意义。　　 1　试验装置及试验方法 　 　试验所需动力的传递和测量通过动力小车[3]完成（图2），动力小车由YTSP90L-4-1.5kW变频调速三相异步电动机、JN338A型智能数字式转矩转速传感器及动力传动系统组成。变频电动机的转速范围为0～2800r/min，通过调节变频器（VARISPEED616G5 1.5kW）的频率改变电机的转速，从而改变风机的转速。同时，通过皮带传动，将动力从电机传到风机的转轴上。传动轴转速及所消耗的轴功率由转速转矩传感器通过转矩转速测量仪输出。动力小车与试验台整体分离，装有3个地轮和3个可调支脚，移动和定位均很方便。试验用NPL型皮托管（NPL型φ8×780mm）和DP-2000型数字微压计测量压力，用DM6234P型电子转速表测量风机转轴的转速。 　　为确保数据在同一条件下的可比性，试验采用同一套测量仪器和设备。各附件的制作和安装都非常准确，以确保风机管道联接部位密封严，不漏气。测量是在工况稳定后读取各项试验数据 ，且每一工况点的数据都经多次复核，数据复现性良好。 1.2　单机吸气性能试验　　将两台横流风机分别记作横流风机Ⅰ、横流风机Ⅱ，为使试验具有可比性，每台风机做5种转速的试验，如表1所示。同一转速下，两台风机最大流量接近。 表1　单机试验安排 风机转速n/（r/min） 470 540 620 740 810 ? 风机Ⅰ 1552 1796 2091 2525 2804 风机Ⅱ 1538 1798 2101 2491 2733 ? 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　表2 串联试验安排 　 一级转速n/（r/min） 540 620 740 二级转速n/ （r/min） 470 √ - - 540 √ √ - 620 √ √ √ 740 - √ √ 810 - - √ 2　试验结果及分析　　将试验数据整理后输入计算机，利用Excel和Matlab[4]进行处理和分析，计算平均动压pd、平均静压p、流量Q、功率P及效率η，绘出横流风机单机、串联吸气性能曲线。处理试验数据所用的公式[5] : 　　式中pdi为风管进口测试截面不同测点的动压,Pa；pi为风管进口测试截面不同测点的静压,Pa；k为风管测试截面的测点数目，k=9；V为气流速度,m/s；Q为容积流量，m3/h；F为风管截面面积，F=0.09m2；P为风机轴功率，kW；η为效率，％。试验在室内进行，每组试验时间较短，温湿度变化引起的误差较小，可忽略温度、湿度、大气压和风速对试验数据的影响。2.1　单风机吸气特性　　 横流风机的全压、功率、效率曲线，如图3所示(受篇幅所限仅列横流风机Ⅰ的性能曲线)。横流风机流量－压力性能曲线比较平稳，没有明显的驼峰，压力随风机转