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通风机A型风室出气试验 |
一、试验空间采取的测量
1. 在试验空间内测量
⑴ 通风机平均高度的大气压pa(Pa);
⑵ 靠近进口的环境温度ta(℃);
⑶ 干球和湿球温度td(℃)和tW(℃);
大气密度ρa=(pa-0.378pv)/(287θa) kg/m3
式中 θa= ta+273.15 (K)
pv=(psat)tw- paAW(td-tW)(1+0.00115tW) (Pa)
当tW=0℃～150℃时 AW=6.66×10-4 ℃-1
当tW＜0℃时 AW=5.94×10-4 ℃-1
(psat)tw—在湿球温度tW下的饱和蒸汽压力值psat,查表1可得。也可计算得出：
当tW=0℃～30℃时 (psat)tw=exp[(17.438 tW)/(239.78+ tW)+6.4147] (Pa)
或当tW=30℃～150℃时 (psat)tw=610.8+44.442 tW+1.4133 tW2+0.02768tW3+
2.55667x10-4tW4+2.89166x10-6tW5 (Pa)
pv可直接测量空气相对湿度hu求得：
pv= hu(psat)td (Pa) (psat)td 按上式用td代替tW计算求得。
湿空气得气体常数RW:
RW=pa/(ρaθa)=287/(1-0.378 pv/ pa) J·kg-1·K-1
标准气体参数: ρa=1.2kg/m3 θa=293.15K pa=101325Pa
hu=0.40 RW=288 J·kg-1·K-1
2. 试验期间采取得测量 [32.3.2 P101]
2.1 转速N(rpm)或旋转频率n(1/s);
2.2 输入功率Pa、Po或Pe和预测叶轮功率(Kw);
2.3 流量计差压△p(Pa); <dpn>
2.4 上游段压力pe6(Pa); <pn>
2.5 风室压力pe4(Pa); <pest2>
2.6 风室温度t6(℃); <t2>
3. 风室几何参数
3.1 喷嘴出口直径d8j(m); <dn>
3.2 风室当量直径D6(m); <d1p/D4>
3.3 风机进口面积A1(m2);
3.4 风机出口面积A2(m2);
二、可压缩流体的一般方法
当基准马赫数Ma2ref大于0.15和压比大于1.02时，应采用此算法。
1. 质量流量的计算：[32.3.3.1][P102]
假设: p6=pa+pe6 θ6=ta+273.15=θsg6 d8j/D6=β≈0 ρ6=p6/(RWθ6)
质量流量 qm=επ∑[Cjd28j/4](2ρ6△p)0.5
式中: ε—膨胀系数.按23.4.3和表6中规定
也可按下式计算:
ε={[krd2/k (1-rd(k-1)/k)]/[(k-1)(1-rd)]}0.5 [23.4.3][P51]
rd=(pu-△p)/pu=1-△p/pu
pu—流量计上游平均绝对压力.
Cj—第j喷嘴的排出系数; β=0 Cj=α Cj=αj
αj=0.9986-7.006/Red8j0.5+134.6/Red8j [23.4.2]
Red8j=[εCjd8j(2ρ6△p)0.5]/(17.1+0.048t6)×106 [p115]
取Cj=0.95, 计算Red8j→αj→Cj‘；采用叠代法计算,
叠代精度| (Cj- Cj‘)/ Cj|≤0.001。
2. 通风机压力的计算 [32.3.3.2 P103]
2.1 通风机出口压力p2
p2=p4=pe4+pa, θsg2=θsg4=t4+273.15=θsg6
马赫数Ma2和温度θ2按14.4.3.1和图5确定
M2=(qm/A2)2[(k-1)/k](RWθsg2)/ p22 [14.4.3.1]
θsg2/θ2=[1+(1+4M2)0.5]/2
Ma2=[2(θsg2/θ2-1)/(k-1)]0.5
θ2=θsg2θ2/θsg2
ρ2=p2/(RWθ2)= p4/(RWθ4)
psg2= p2+0.5(qm/A2)2FM2/ρ2
或pesg2=pe2+0.5(qm/A2)2FM2/ρ2
其中 FM2=1+Ma22/4+Ma24/40+Ma26/1600+…… [14.5.1]
2.2 通风机进口压力p1
psg1=pa, pesg1=0,
θsg1=ta+273.15, ρsg1= psg1/( RWθsg1)
马赫数Ma1和ρsg1/ρ1按14.4.3.2、14.4.4和14.5.1计算
Masg12=qm2/(A12ρsg12kRWθsg1)= qm2/(A12 kpsg1ρsg1) [14.4.3.2]
Ma1= Masg1(1+1.217Masg12+1.369Masg14+10 Masg16)0.5 [14.4.3.2]
对于k=1.4和Masg1≤0.45
θsg1/θ1=1+(k-1) Ma12/2
ρsg1/ρ1=(θsg1/θ1)1/(k-1)
ρ1=ρsg1ρ1/ρsg1
p1= psg1-0.5(qm/A1)2FM1/ρ1
或pe1=-0.5(qm/A1)2FM1/ρ1
其中 FM1=1+Ma12/4+Ma14/40+Ma16/1600+…… [14.5.1]
2.3 通风机压力pSFA,pFA
pSFA=p2-psg1=pe2-pesg1
pFA=psg2-psg1=pesg2-pesg1
ρm=(ρ1+ρ2)/2 kρ=ρ1/ρm
3. 容积流量的计算
qvsg1=qm/ρsg1
4 通风机空气功率的计算 [P104]
4.1 通风机空气功率的计算 [32.3.3.4.1]
⑴ 通风机单位质量静功ySA=(p2-p1)/ρm-vm12/2=(p2-p1)/ρm-[qm/(A1ρ1)]2/2
⑵ 通风机单位质量功 yA=(p2-p1)/ρm+vm22/2-vm12/2
=(p2-p1)/ρm+[qm/(A2ρ2)]2/2-[qm/(A1ρ1)]2/2
⑶ 通风机静空气功率PuSA= qmySA
⑷ 通风机静空气功率PuA= qmyA
4.2 通风机空气功率和压缩性系数的计算 [32.3.3.4.2]
⑴ 通风机静空气功率PuSA=qvsg1pSFAkps
⑵ 通风机静空气功率PuA= qvsg1pFAkp
其中kps，kp 有二种计算方法：
4.2.1 kps，kp=Zktog10r/tog10[1+Zk(r-1)] [采用]
对于kps r=1+pSFA/ psg1 Zk=[(k-1)/k][Pr/(qvsg1pSFA)]
对于kp r=1+pFA/ psg1 Zk=[(k-1)/k][Pr/(qvsg1pFA)]
4.2.2 kps，kp=[ln(1+x)/x][Zp/ln(1+Zp)]
对于kps x=r-1=pSFA/ psg1
对于kp x=r-1=pFA/ psg1
Zp=[(k-1)/k][Pr/(qvsg1psg1)]
5. 效率的计算 [P105]
⑴ 通风机静效率ηSrA=PuSA/Pr
⑵ 通风机效率 ηrA=PuA/Pr
⑶ 通风机静轴效率ηSaA=PuSA/Pa
⑷ 通风机轴效率 ηaA=PuA/Pa
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