研究生机电综合实验
西安科技大学机械工程学院
通风机是煤矿安全生产中的重要设备，其性能关系到工作人员的人身安全和运行的经济性。该实验系统可完成空气密度ρ、风量v q 、静压st p 、轴功率sh P 、静压效率st η、转速n 等主要参数的测试和计算，并可将通风机的压力、功率和效率等随通风机的流量的不同而变化的关系绘成曲线，即通风机的性能曲，以此来评价通风机的性能。实验系统主要有通风机、变频器、压力、温度、湿度、功率、风速传感器、数据采集装置、微型计算机系统、测试分析软件等组成。 一、 实验目的 1. 通过本实验使学生了解矿井通风系统的组成，了解流量、压力、功率等各参数的关系，加强对风机运行工况的认识。
2. 学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握风机性能分析的方法。
3. 通过标准环境和实验环境的对比，了解环境因数对风机性能的影响。
刘梦露4. 学习计算机测试系统的构成方式及简单虚拟仪器的设计。 二、 实验对象
轴流风机、离心风机 。 三、 实验原理与方法
血凝试验本实验采用标准为中华人民共和国安全生产行业标准《AQ 1011—2005煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》，按本规范要求对实验室现有轴流风机、离心风机进行通风机性能测试。
1. 通风机主要性能参数
风机的基本性能参数包括流量v q 、全压p 、静压s p 、功率a P 、全压效率t η、静压效率s η、转速n 、比转速等，它们从不同的角度表示了风机的工作性质。
(1) 流量。风机流量是指单位时间内通过风机进口的气体的体积，单位为 m 3/s ，m 3/h 。
(2) 全压。风机全压指单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能，单位为Pa 。若忽略位能的变化，风机的全压可表示为：
2222
1111
()()22
p p v p v ρρ=+-+ （1）
式中：2p ，1p ——风机出口、进口截面处气体的压强，单位为Pa ；
2v ，1v ——风机出口、进口截面处气体的平均速度，单位为m/s 。
(3) 静压。风机的全压减去风机出口截面处的动压2d p （通常将风机的出口截面处的动压作为风机的动压）称为风机的静压，用s p 表示，即
2
221
112s d p p p p p v ρ=-=-- （2） (4) 功率。风机的功率通常是指输入功率，即轴功率，用a P 表示，单位为kW 。除此之外，还有内功率i P 、全压有效功率e P 、静压有效功率est P ，其计算式为：
i e P P P =+∆∑ （3） 1000
v e q p
P = （4） 1000
v s
est q p P =
（5） 式中，
P ∆∑为除轴承外风机内损失掉的各种功率。
(5) 噪声。通风机工作时的噪声，衡量通风机性能的一个重要指标
(6) 全压效率。全压效率是指通风机的全压有效功率和轴功率之比，用t η表示。 (7) 静压效率。静压效率是指通风机的静压有效功率和轴功率之比，用s η表示。 转速。风机转速是指风机轴每分钟的转数，用n 表示，单位为r/min 。
忧民哥2. 通风机的特性曲线
将通风机的压强、功率和效率等随通风机的流量的不同而变化的关系绘成曲线，称为通风机的性能曲线，如图1所示。通风机的特性曲线用来表明通风机的全压（或静压）、轴功率以及效率同通风机的
流量之间的变化关系。它是风机生产厂家在实验室对通风机模型进行空气动力性能试验后，再按照相似原理换算得到的同系列通风机的实际特性。
通风网路的全压特性方程式为：
芍倍注射液
2
H b Q = （6）
昂立口译式中：H ——通风网路所需要的全压，Pa ；
b ——通风网路比例系数，N·s 2/m 8。 通风网路静压特性方程式为：
2h R Q = （7）
式中：h ——矿井通风负压，Pa ；
R ——通风网路阻力系数，N·
s 2/m 8。 其相应的特性曲线如图1所示，它表明了通风网路的流量与通风网路所需全压或静压之间的关系。
4. 通风机的特性曲线测试与绘制
将通风机的特性曲线与相应的网路特性曲线绘在同一坐标图中，网路特性曲线与相应的通风机风压特性曲线的交点称为通风机运行工况点，如图1中的M 点。
a) 轴流式 b) 离心式
图1通风机性能曲线图
在一定转速下通风机的风压特性曲线是不变的，工况点M 的变化取决于网路特性曲线。因此可以人为地改变通风网路的阻力，从而使通风网路具有不同阻力系数R （或比例系数b ）和不同的网路特性曲线。这样，工况点变化的轨迹即为通风机的风压特性曲线。
在改变通风网路阻力的过程中，对应于每一个工况点i Q ，测出相应的通风机静压si p （或i p ）及通风机的轴功率ai P ，并由此计算出通风机的静压效率si η（或ti η）。然后在坐标纸上以Q 为横坐标，以s p （或p ）、a P 、s η （或t η）为纵坐标，依次确定i Q 对应的si p （或i p ）、ai P 以及si η （或ti η）等坐标点。将各个si p （或i p ）点用光滑曲线连接起来，即为通风机的静压（或全压）特性曲线；同理亦可得到通风机的功率及静压（或全压）效率特性曲线。
5. 通风机主要性能参数测试与计算方法 (1) 静压测量
本实验静压测量采用多点分联法测量。对圆形断面，测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点a 、b 、c 、d 处。将静压测管一端与通风机风筒上的静压测孔相连，另一端连接在一起，并与压力传感器相连。静压测定布置位置为图2所示。
纺织涂层图 2 静压测点布置位置示意图
(2) 空气密度测量
在距风压测点附近，布置压力和温湿度传感器，测量大气压、温度和湿度，并按式（8）计算空气密度：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议