当前的世界环境

介绍

HVAC系统中使用的住宅排气风扇数量的快速增长导致该国住宅界能耗相应增加。因此，能源消耗的优化是住宅排气扇的设计和生产中的重要考虑因素。因此，用于估算这类风扇的能量性能的标准测试床的设计和构造是迫切需要的。试验床不仅为市售风扇提供了绩效评估的平台，而且还可以帮助研究新的和节能风扇的开发。

李和高河¹用于变速风扇的电机和控制器。福特等等。²研究了风扇的性能参数，具有可变频率的原动机。全球对设计和建设更节能风扇的努力导致了标准测试程序和测试设施的发展。在丹麦，风暴和佩德森^3.评估了122个居民排气扇的性能，风扇直径从600到650毫米。他们的结果，1978年至1992年期间，表明风机的能耗为5000米^3./人力资源容量减少51％，而风扇的能耗为10,000米^3./人力资源容量显示减少约43％。

福特和同事^2,4-6在伊利诺伊州大学。（美国），对直径0.91米的风扇进行测试。他们的结果表明，在1991年至2003年期间，在北美地区设计和建造的粉丝的表现，明显增加。它们表明，在25Pa（水）的平均空气流速（水）和通风效率比（Ver）中测量，表示为m^3./ h / w分别增加14％和19％。同样，粉丝的性能为1.22米的直径增加了16％，而流量效率比（VER）增加了22％。

图1：测试的示意图 腔室，显示各个部分 点击此处查看数字

图2：试验台的照片 点击此处查看数字

试验床

试验台能够测量最高7600米的流速^3./ hr（4500 cfm）。喷嘴测量方法，呈现在ANSI / AMCA210-99和ANSI / ASHRAE51-1999标准中^7-8，这是快速的，可以设计用于测量各种流速，已经进行了这个试验台的设计。另外，入口室条件，其中测试选择腔室位于被测试的风扇的吸入侧。图。图1示出了腔室的示意图。2和3显示了由作者设计和构建的同一试验台的两张照片。

图3：显示另一个照片 试验台的视图 点击此处查看数字

图4：喷嘴支撑板 点击此处查看数字

共有13个喷嘴根据ANSI / AMCA210-99和NSI / ASHRA51-1999标准设计。其中，9个喷嘴的喉部直径为87毫米，而剩余的4具有40mm的喉部直径。较小的直径喷嘴可用于测量高达68米的非常低的空气流速^3./ h（例如在低流量排气扇应用中）。图。-4示出了来自它们的支撑板的喷嘴的距离，以及彼此的距离。图5和6是照片，示出了它们支撑板中的一组喷嘴的前视图。

图5：显示前面的照片 看法的套喷嘴在测试床上 点击此处查看数字

图6：显示背部的照片 看法的套喷嘴在测试床上 点击此处查看数字

CFD分析

不锈钢屏幕放置在喷嘴组顶部和底部，已被用于在测试床上进行空气速度均匀。两组，三种不锈钢筛中的50％，50％，40％和60％，60％，40％开口区域。使用标准中的建议，^7.最后一个屏幕之后的最大空气速度，并且在其进入喷嘴之前，距离等于液压直径的0.1倍（D._H）床段，不应超过该截面的平均空气速度的1.25倍。CFD分析已被用于在屏幕存在下模拟空气流量分布。图。图7和8显示了屏幕后的空气速度分布（放置在喷嘴之前和之后）。

图7：空气速度分布后 屏幕（放置在喷嘴之前） 点击此处查看数字

图8：空气速度分布后 屏幕（放置在喷嘴之后） 点击此处查看数字

为了简化分析，已经考虑了在进入喷嘴之前的床的第一隔室。图。图9和10显示了床上的空气速度分布，两组三个屏幕为50％，50％，40％和60％，60％，40％开口区域。

图9：产生的速度轮廓 由于存在三个屏幕 40％，60％，60％开放区域 点击此处查看数字

图。如图11和12所示，空气速度分布作为三个屏幕的距离的功能。由于空气流过床的对称性，已经显示了空气速度分布的一部分。测试床的平均速度为2米/秒。这些图表明，使用具有50％，50％，40％开口区域的屏幕获得最佳的空气速度分布。在这种情况下，最大空气速度仅超过平均速度仅为13％。

图10：产生的速度轮廓 由于三个屏幕的存在 50％，50％，40％开放区域 点击此处查看数字

图11：床段中的空气速度，三个屏幕40％，60％和60％开放区域 点击此处查看数字

仪器

使用电子压力传感器测量压电计环压力，上游和扇形压力，以及风扇静压，其精度为1％的测量压力值。在测试期间，使用手法计和气压计测量环境条件。此外，使用数字转速表和交流电源分析仪测量正在测试的风扇的转速和电力消耗。

图12：床段中的空气速度，三个屏幕为50％，50％和40％开放区域 点击此处查看数字

图13：喷嘴壁泄漏测试 点击此处查看数字

泄漏测试

已经进行了两个泄漏试验，用于喷嘴支撑板和整个测试室，以检查测试床是否有任何可能的泄漏（图13和14）。用于测量喷嘴板中的泄漏，轴向风扇为7600米^3./ h和280 pa测量压力，已安装在试验台的入口处。当所有喷嘴开口被阻塞时，没有观察到压力差。为了测量整个试验床中的泄漏，除了4cm直径的喷嘴中的一个外，测试室的出口和所有喷嘴的开口被堵塞。通过喷嘴的测量流速为14.5米^3./ h，当喷嘴之前的静压为280 pa。

图14：腔室泄漏测试 点击此处查看数字

结论

用于测试风扇的床，最高可达7600米^3./人力资源部分能力设计和建造。床上的泄漏测试和空气速度分布测量显示可接受的结果。试验床使用合适的测量仪器来实现高测量精度。使用辅助风扇，其配备有频率控制，以增加测试床的所有测量范围的适用性。CFD分析的结果表明，在屏幕之间施加50％，50％，40％开口面积的三个屏幕，并考虑16厘米的距离，导致测试床上的最佳空气流量分布。

致谢

作者希望承认伊朗权力部提供的财务帮助来执行该项目。

参考