对旋式通风机性能试验分析

1  引言

　　通风机设计制造性能的好坏通常是通过试验（即通风机的性能测试）来验证。 根据 GB/ T 1236-2000 规定， 对于在管道中使用的风机，试验方法可分为3种 ： B 型——自由进口和管道出口； C 型——管道进口和自由出口； D 型——管道进口和管道出口。 我国矿用通风机的工作方式可分为压入式和抽出式。 由于 局扇 在井下的工作方式大都为压入式，因此，此次试验采用的是 B 型试验装置，笔者分别测试了对旋式通风机一级叶轮、二级叶轮以及两级叶轮同时工作时的性能参数，然后又对得出的性能曲线进行了分析和比较。

2  性能试验的装置及测试方法
2.1 试验装置
　　对旋式通风机由 2 个叶轮组成，分别用 2 台等速和等功率的电机驱动。第一级叶轮顺时针方向旋转；第二级叶轮逆时针方向旋转。气流由集流器进入第一级叶轮，获得能量后，再经过第二级叶轮升压排出。
　　试验风机为VH404型，试验装置见图1。

2.2 测试原理
　　在管道中流动的流体，具有动压能和静压能，在一定条件下这两种能量可以互相转换，但参加转换的能量总和不变。用孔板测量流量时，流体流过孔板前后时产生压力差，且流过的流量越大，孔板前后的压差也越大，流量与压差之间存在一定的对应关系，这就是孔板法的测试原理。

2.3 测试方法
　　测试方法：按图 1 进行风机性能测试设备的安装，试验时利用 U 型管测量孔板上、下游的静压。试验的各工况点由出口处的锥形调节器调节，由全开开始逐渐闭合，均匀调节若干个工况点，直至不稳定区域时停止。
　　 测试的数据：转速、输入功率、出口压力、孔板上游压力、孔板压差、大气压力及进口环境温度。
　　 功率的测试：由 DZFC-1 型电能综合分析测试仪来测量。
　　 风机性能计算：依据 GB/T 1236-2000 。

3  测试数据的处理

　　采用matlab软件处理数据。利用相关的计算方法和公式编写计算处理程序和特性曲线绘制程序。输入原始数据后，便可直接得到各工作参数的计算结果和特性曲线图。图 2 是由程序得出的风机各级叶轮的全压与流量关系图（为了方便分析研究，将风机管网的性能曲线也画在了该图上）。

p1，p2和 p 为试验曲线 p12为计算曲线 p1 ——一级叶轮单独工作时的全压 p2 ——二级叶轮单独工作时的全压
p12 ——两级叶轮全压的叠加 p ——两级叶轮同时工作时的全压

图 2 风机各级叶轮的全压与流量关系图

4  测试结果分析

　　测试了风机的 3 种运转方式，即一级叶轮单独工作、二级叶轮单独工作和两级叶轮同时工作时的性能参数。由图 2 看出，在相同流量下（这里取流量 q_v = 1.6 m³/s ），一级叶轮单独工作时产生的全压是 590Pa ，二级叶轮单独工作时产生的全压是 292Pa ，按照传统的计算方法（将两个叶轮的全压相加），得到风机两个叶轮的计算全压之和为 882Pa （图中曲线