淺析微型風(fēng)機(jī)氣流特性的測(cè)試技術(shù)

1、淺析微型風(fēng)機(jī)氣流特性的測(cè)試技術(shù)    摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了微型風(fēng)機(jī)氣流特性的概念及影響因素，結(jié)合風(fēng)機(jī)氣流特性測(cè)試裝置，著重闡述了微型風(fēng)機(jī)氣流特性測(cè)試的方法，為今后微型風(fēng)機(jī)測(cè)試提供借鑒和參考。    關(guān)鍵詞：微型風(fēng)機(jī) 氣流特性 測(cè)試技術(shù)研究     一、引言近些年來(lái),隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，微型風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越成熟，它具有單位功率體積小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率高、控制靈活能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、成套電子設(shè)備、空調(diào)凈化設(shè)備、家用自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域?？?/p>

2、以說(shuō)，在電子技術(shù)涉及的眾多地方，就會(huì)用到微型風(fēng)機(jī)，是一種極有生命力和前途的微電機(jī)產(chǎn)品。因而該類風(fēng)機(jī)的測(cè)試與問(wèn)題措施就顯得非常重要。二、概述1.概念微型風(fēng)機(jī)一般指葉輪直徑小于500毫米，輸入功率小于750W ，最大出風(fēng)量為70m3/min，最大靜壓為900Pa的風(fēng)機(jī)。對(duì)電機(jī)的負(fù)荷、扇葉的大小、能量轉(zhuǎn)換均作出了限定，是一種高效能的通風(fēng)散熱設(shè)備。微型風(fēng)機(jī)的氣流特性是最主要的性能指標(biāo)之一，它是指在額定電壓和頻率下，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)量（Q）和靜壓（Pst）之間的變化關(guān)系，可用非線性關(guān)系曲線表示。2.氣流特性曲線以軸流微型風(fēng)機(jī)為例，其氣流特性曲線如圖1所示。該曲線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)即為風(fēng)機(jī)的最大靜壓Ps

3、t(max)，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量Qmax。一般情況下，在制造廠家的產(chǎn)品樣本說(shuō)明書(shū)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均會(huì)規(guī)定了上述二個(gè)數(shù)值的額定值，Pst(max)、Qmax是風(fēng)機(jī)氣流特性的二個(gè)重要指標(biāo)。圖1：軸流風(fēng)機(jī)氣流特性曲線3.性能影響二因素實(shí)際上，微型風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)處于不同的系統(tǒng)，不同系統(tǒng)中阻抗不同，因而最終的性能由系統(tǒng)的阻抗曲線和氣流特性曲線一起決定。如圖1中，軸流微型風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)A中運(yùn)行，其時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量為QN(m3/min)，產(chǎn)生的靜壓為Pstn(Pa)，二者共同決定微型風(fēng)機(jī)的性能。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的阻抗越大，相同的氣流特性下，風(fēng)量就越小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，微型風(fēng)機(jī)最佳運(yùn)行點(diǎn)在60%75%Qma

4、x附近，可得到最大效率和最小噪聲。因此準(zhǔn)確地測(cè)試出微型風(fēng)機(jī)的氣流特性曲線對(duì)制造廠和用戶都很重要，它不僅反應(yīng)了風(fēng)機(jī)的技術(shù)水平，也為用戶提供了參考。三、出風(fēng)量測(cè)試方法根據(jù)美國(guó)空氣動(dòng)力和調(diào)節(jié)協(xié)會(huì)（AMCA）標(biāo)準(zhǔn)21074規(guī)定，利用“風(fēng)室中裝有多噴咀的出氣風(fēng)室裝置”，對(duì)微型軸流風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、后彎離心風(fēng)機(jī)和貫流風(fēng)機(jī)的氣流特性進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到更優(yōu)異的氣流特性。一是優(yōu)化測(cè)試裝置。采用截面積較大的風(fēng)室，減少內(nèi)部阻力，設(shè)有六層通流面積不等的整流網(wǎng)，配置15個(gè)大噴咀和3個(gè)小噴咀，參照表1規(guī)定的不同組合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同風(fēng)量的微型風(fēng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。其風(fēng)量測(cè)試的范圍為0.6-70m3/min，靜壓的測(cè)試

5、范圍為20-900Pa，被測(cè)試風(fēng)機(jī)的葉輪直徑不超過(guò)500mm。表1：各種噴嘴組合的風(fēng)量測(cè)試范圍 序號(hào)類別123456789101112131415161718開(kāi)啟噴嘴數(shù)小噴嘴333333333333333321大噴嘴151413121110987654321000最大風(fēng)量Qmaxm3/min55.855.848.64541.437.834.230.627.023.419.816.212.69.085.41.81.20.6二是進(jìn)行氣流特性測(cè)試前，先參考被測(cè)微型風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量值Qmax(m3/min),然后根據(jù)表1規(guī)定的噴咀組合進(jìn)行測(cè)試。目的是在測(cè)試不同風(fēng)量范圍時(shí)，其小噴咀的雷諾數(shù)不小于12000

6、，平均風(fēng)速小于16m/s，從而提高了測(cè)試精度。三是采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)工況點(diǎn)，完成整個(gè)氣流特性所需要的十多個(gè)工況點(diǎn)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)人工智能控制。四是增加輔助系統(tǒng)，在測(cè)試風(fēng)機(jī)最大風(fēng)量Qmax時(shí)，依靠輔助系統(tǒng)克服風(fēng)室中殘余的阻力，測(cè)試到靜壓為零時(shí)的最大風(fēng)量Qmax。五是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，通過(guò)AMCA.FOR進(jìn)行自動(dòng)處理計(jì)算，用GRAPHER繪圖軟件自動(dòng)繪制成風(fēng)機(jī)的氣流特性曲線。四、結(jié) 論微型風(fēng)機(jī)氣流特性測(cè)試技術(shù)是一種比較邊緣技術(shù)，其中涉及到空氣動(dòng)力、葉輪設(shè)計(jì)、電機(jī)配套、噪聲干擾等，知識(shí)面廣，專業(yè)性強(qiáng)，需要廣大技術(shù)專家多研究、多實(shí)踐，結(jié)合風(fēng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備描繪出氣流特性曲線圖，真實(shí)反應(yīng)出微型風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，不斷提高風(fēng)機(jī)的性能，為生產(chǎn)出高品質(zhì)、高效能的產(chǎn)品