一、实验目的
1．了解离心通风机的工作原理；
2．观察离心通风机的运转情况；
3．测定离心通风机的性能曲线。
二、基本原理和实验装置
借助于高速回转的叶轮，将机械能传递给气体，使气体获得动能、静压能及其总和全压能（又称为全压头），它们的符号分别为，，。
本实验装置采用进排气实验法，流程如图5－1所示。风机5由吸入管4吸入空气，经排气管8排出，流量的测量由补偿式微压计或压力传感器测出压差值进行计算，压头由进口和出口管线上的压力传感器3和10分别测出其压差，然后进行计算，电动机7的转速由变频器进行调节，并由扭矩转速仪6测出。电动机的输出功率由扭矩转速仪6测出的扭矩值和转速值计算得到。
1—YZD型（-1kPa）压力传感器； 2—集流器； 3—YZD型（-1kPa）压力传感器； 4—吸入管； 5—风机；
6—JN338－30A扭矩转速仪； 7—电动机； 8—排气管； 9—调节阀； 10—YZD型（5kPa）压力传感器
图5－1 实验装置
三、实验步骤
1. 实验前作好准备工作，检查补偿式压差计是否正常，电路接点有否松动，叶轮安装是否牢固，然后用手盘车，观察风机运转有*。
2. 确认排气管线调节阀处于全闭位置。
3. 记录大气压计、湿度计的读数。
4. 接通控制柜电源（控制柜面板示意见图5－2），按下启动按扭（两个绿色的按键同时按下）。
5. 打开计算机进入风机气动性能实验控制系统，点击“相关参数”页（出现图5－3的界面），在该界面中将列举的各个试验参数按要求填好（包括调整电动机转速的设定值至值），然后切换到“实验数据”页，点击“启动”键，启动风机开始作实验。
6. 调节调节阀，从全闭到全开分为若干档，得出不同流量。在各档操作稳定后，记录转速、扭矩、补偿式微压计、进气管和排气管线上的压力传感器的数值（界面见图5－4），代入相应公式计算，得到风机的气动性能参数，同时“性能曲线”页（界面见图5－5），将把实验数据转换成风机性能曲线，可以点击“打印”将图表打印出来。然后单击主菜单“文件”项，选择“保存”，路径和文件名以后便可将实验数据以“.dat”的文件格式保存到硬盘上。如果需要查看其他组的实验数据，单击主菜单“文件”项，选择“打开”，文件名和路径后，即可打开文件。
如果需要在试验过程中调节电机的转速，则需在“相关参数”页，将电机转速改写成新的值，然后单击“调速”按钮即可。
7. 测得上述数据后，点击“停止”键（界面见图5－4），关闭调节阀，按下控制柜停止按扭（红色按扭），断开控制柜电源。
8. 完成上述各步骤后，恢复实验前状态，清扫实验现场。
1－总电源指示灯 2－电流表 3－电压表 4－温度显示仪表
5－电源关闭按钮 6－电源开启按钮 7－变频器控制面板
图5－2 控制柜面板示意
图5－3 风机气动性能实验控制系统参数设定界面
图5－4 风机气动性能实验控制系统实验数据显示界面
图5－5 风机气动性能曲线显示界面
四、实验数据测量与整理
1. 大气条件测量
（1） 温度计安放在通风机进气口前，在速度为零区域中测量大气温度；湿度计也按上述原则安放，以确定空气的相对湿度。
（2） 水蒸汽饱和压力由有关手册查得。
2. 工况测量中应注意的问题
（1） 实验前应检查通风机与测试管路的连接和测试仪器各连接处不得有泄漏，测试仪器应经校正。
（2） 离心式通风机的开启时出口应全闭，即在无流量输送下启动电动机。
（3） 每一工况的测量之前，必须有足够的时间确保压力、流量、转速稳定后，再按有关规定同时读取各仪表读数，并记录在记录纸上。
（4） 本实验中应在转速下，用流量调节器从零流量到zui大流量（即全闭到全开）均匀改变工况，测量的工况不得少于十个。然后再从zui大流量到零流量进行测量，亦不得少于十个工况。
3. 采用进口集流器测量和计算流量
（5－1）
4. 的计算
（5－2）
当时， （5－3）
其中为空气的气体常数，与相对湿度、饱和蒸汽压、大气压有关。当测试环境温度为-15～40℃时，空气常数可取 J/（kg·K）。
5. 压力测量与计算
（1）通风机进口
静压 （5－4）
（5－5）
动压 （5－6）
全压 （5－7）
（2）通风机出口
静压 （5－8）
（5－9）
动压 （5－10）
当时， （5－11）
全压 （5－12）
（3）通风机压力
静压 （5－13）
动压 （5－14）
全压 （5－15）
6. 转速测量
采用扭矩转速仪测量转速。
7. 轴功率测量和计算
采用扭矩转速仪测量轴的扭矩，代入下式计算出电机的轴功率。
（5－16）
8. 效率的计算
静压效率 （5－17）
全压效率 （5－18）
当时， （5－19）
9. 气动性能修正
实验时的转速约为2000r/min，吸入状态下的各参数应依据比例定律换到额定转速2900r/min下的相应数值。
（5－20）
再将额定转速下的参数换算至标准状态下的值。
（5－21）
五、绘制有因次气动性能曲线图
按规定测量和计算得到各工况的标准状态下的参数值，在方格坐标纸上，以流量为横坐标，以通风机全压、通风机静压、轴功率、全压效率、静压效率为纵坐标，得到一系列各工况测试点，经圆滑联接绘制成圆滑的曲线（见图5－6）。
风机型号：9-19No.4A
叶轮直径：=0.4m
图5－6 通风机气动性能曲线
六、测试记录汇总（见表5－1）
表5—1 测试记录汇总
| 通风机型式规格_______________ 制造号 _______________ 转速_____________r/min 电动机型号________________功率_______________ kW 转速_____________r/min 通风机进口______________m；_____________m2；出口____________ m；____________ m2； 流量测量方式 ____________________________m。 |
| 测试工况序号 | 单位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 转 速 | | | | | | | | | | | |
| 大气状态 | 压力 | | | | | | | | | | | |
| 温度 | | | | | | | | | | | |
| 湿球温度 | | | | | | | | | | | |
| 湿度 | | | | | | | | | | | |
| 进口风管 | 压力 | | | | | | | | | | | |
| 温度 | | | | | | | | | | | |
| 出口风管 | 压力 | | | | | | | | | | | |
| 温度 | | | | | | | | | | | |
| 流量 | 进口集流器 | | | | | | | | | | | |
| 扭 矩 | | | | | | | | | | | |
| 通风机全压 | | | | | | | | | | | |
| 通风机静压 | | | | | | | | | | | |
| 通风机轴功率 | | | | | | | | | | | |
| 通风机全压效率 | | | | | | | | | | | |
| 通风机静压效率 | | | | | | | | | | | |
| 通风机流量 | | | | | | | | | | | |
七、思考题
1.从流量—功率曲线看，离心风机为什么要在空气流量为零时启动？
2．如果规定风机在zui率的80～100%范围内工作，则这台风机的流量范围是多少？
八、符号说明
、——进气、出气风管截面积，m2；
、——进气、出气风管直径，；
——集流器进气口直径，；
、——进气、出气风管阻力损失，Pa；
——扭矩，N·m；
——进气管路静压测量点到风机进口间风管距离，m；
——出气管路静压测量点到风机出口间风管距离，m；
——风机转数，r/min；
——风机进气口的空气密度，kg/ m3；
——大气环境的空气密度，kg/ m3；
——风机轴功率，kW；
——通风机全压，Pa；
——实验环境大气压力，Pa；
——风机进气口气体压力，Pa；
——补偿式微压计读数，Pa；
——风机流量，m3/h；
——空气常数，288.5J/（kg·K） ；
——实验环境温度，K；
——进气管空气动压，Pa；
——出气管空气动压，Pa；
——进气管空气静压，Pa；
——出气管空气静压，Pa；
——进气管测压点静压，Pa；
——出气管测压点静压，Pa
本实验条件下：=157mm，=124mm，=150mm，=6500mm（考虑了弯头的当量长度），=580mm。
