Измерение параметров вентилятора в сети

К вентилятору, поставляемому для вентиляционной системы, обычно при­лагается паспорт с аэродинамической характеристикой, из которой можно опре­делить) какие полное и статическое давления должен давать вентилятор при заданной производительности.

Как в реальных условиях (на месте эксплуатации) можно измерить производительность вентилятора в реальной сети?

Полное давление вентилятора: р_V = р₂₀ — р₁₀

р₂₀ — полное давление на вы­ходе из вентилятора;

р₁₀ — полное давление на входе вентилятора.

Статическое давление вентилятора: р_SV = р₂ — р₁₀

р₂ — статическое давле­ние на выходе из вентилятора.

Эти формулы внешне очень простые, и в большинстве случаев в лаборатор­ных условиях не возникает проблем с измерением аэродинамических характери­стик вентиляторов, если имеется четкая договоренность о содержании этих тер­минов и методах измерения указанных величин. Для этого существуют отечественные, зарубежные и международные стандарты методов измерений аэродинамических характеристик вентиляторов. Они в некоторых деталях мнут отличаться друг от друга, поэтому при рассмотрении аэродинамических характеристик зарубежных вентиляторов необходимо выяснять из данных каталога условия и методику измерений, чтобы исключить возможные ошибки трактовки результатов. Так, например, в отечественных установках наиболее часто реализованы испытаний А или С, когда скоростной напор на выходе определяется пересчетом из производительности вентилятора. В зарубежных установках встречается также, например, схема В, когда производится непосредственное измерение полного давления за вентилятором. С учетом неравномерных полей скоростей на выходе из вентилятора метод схемы В может дать несколько отли­чающиеся результаты по полному давлению вентилятора. Еще один пример. При испытаниях осевых вентиляторов площадь выхода может определяться по диаметру рабочего колеса или по диаметру рабочего колеса за вычетом пло­шали втулки. При этом получаются разные площади выхода и, соответственно, разные полные давления вентилятора.

Если вентилятор уже установлен и присоединен к сети, то измерение его аэродинамических параметров (давления и производительности) может вызвать некоторые трудности. Рассмотрим ряд особенностей таких измерений.

Для определения давления вентилятора, во-первых, надо измерить полное дав­ление в воздуховоде перед вентилятором. Измерительное сечение формально должно находиться на расстоянии не менее 2D от входа вентилятора (D — диаметр или гидравлический диаметр воздуховода). Кроме того, перед измерительным се­чением должен быть отрезок прямого воздуховода с невозмущенным течением длиной не менее 4D). Как правило, такие условия входа встречаются редко. Если перед входом в вентилятор расположено поворотное колено или кап либо другое устройство, нарушающее однородную структуру течения в измери­тельном сечении, то необходимо перед измерительным сечением устанавливать выравнивающий поток решетку (хонейкомб). Если измерительное сечение удовлетворяет требованиям измерений, то их можно выполнять в соответствии с описанной выше процедурой. С помощью вводимого в воздуховод приемника полного давления измеряются полные давления в ряде точек поперечного сече­ния, определяется соответствующее среднее значение полного давления в сечении. Если одновременно измерять скоростной напор, то можно определить производительность вентилятора, проинтегрировав полученные локальные рас­ходные скорости по площади измерительного сечения. Если вентилятор имеет свободный вход, то полное давление на входе р₁₀ равно давлению окружающей среды (т. е. избыточное давление равно нулю).

Для измерения полного давления за вентилятором важно наиболее правильно выбрать положение измерительного сечения, поскольку структура потока на выходе из вентилятора неоднородна по сечению и зависит от типа вентилятора и режима его работы. Поле скоростей в поперечном сечении на выходе из вен­тилятора в ряде случаев может иметь зоны возвратных токов и, как правило, не­стационарно во времени. Если в воздуховоде нет спрямляющих поток решеток, то неоднородности течения могут распространяться довольно далеко вниз по по­току (до 7—10 калибров). Если за вентилятором есть диффузор с большим углом раскрытия (отрывной диффузор) или поворотное колено, то течение после них также может быть очень неоднородно по сечению. Поэтому можно предложить следующую методику измерений. Одно измерительное сечение выбрать непо­средственно за вентилятором и подробно просканировать его зондом, измеряя полное давление и скоростной напор, и определить среднее полное давление и производительность вентилятора. Производительность сравнить с соответ­ствующей величиной, полученной по измерениям во входном измерительном сечении вентилятора. Дополнительное измерительное сечение выбрать на бли­жайшем после выхода прямолинейном участке воздуховода на расстоянии 4—6 калибров от начала этого участка (на максимально возможном расстоянии от начала участка, если длина его меньше). С помощью зонда измерить распре­деления по сечению полного давления и скоростного напора и определить сред­нее полное давление и производительность вентилятора. Из полученного полно­го давления вычесть расчетную величину потерь на отрезке воздуховода от выхода из вентилятора до измерительного сечения, это и будет полное давле­ние на выходе из вентилятора. Сравнить производительность вентилятора со значениями, полученными для входа в вентилятор и непосредственно на вы­ходе. Обычно удовлетворительные для измерения производительности вентиля­тора условия проще обеспечить на входе, поэтому надо выбрать сечение на выходе, которое более соответствует по производительности входному сечению. В случае крышного вентилятора напорная сеть отсутствует, и измерения прово­дятся только на входе вентилятора. При этом скоростной напор на выходе из вен­тилятора полностью теряется, и для него измеряется характеристика только по статическому давлению.

Измерение аэродинамических параметров вентилятора сопряжено еще с одной трудностью — не стационарностью параметров потока. При пневмометрических измерениях для получения достоверных данных используют различ­ного рода демпферы — устройства, сглаживающие пульсации давления. На рынке измерительной техники существуют электронные манометры с математическим временным осреднением давления.