1、引言
    因軸流式風(fēng)機的耐磨性好、更新葉片成本低、性能曲線平緩、變工況性能好等優(yōu)點，軸流風(fēng)機在很多應(yīng)用場所正逐步取代離心式風(fēng)機。但由于軸流風(fēng)機和其應(yīng)用領(lǐng)域自身的特點，使得軸流風(fēng)機在使用過程中也帶來了一些影響其性能的不利一面。如：為了便于對電機的維護、降低電機的工作環(huán)境溫度以及減小風(fēng)機的軸向安裝長度等原因，很多用途的通風(fēng)機進口帶有各種形式的彎頭，導(dǎo)致風(fēng)機不能沿著軸流風(fēng)機理想的進風(fēng)方式一軸向迸風(fēng)方式進風(fēng)，而經(jīng)過垂直于風(fēng)機軸方向的進氣箱進風(fēng)，圖l為某通風(fēng)機進氣箱示意圖。由于風(fēng)機性能測試是在標準規(guī)定的條件下進行的，而對帶有進氣箱的風(fēng)機整體性能沒有進行測試，從而使風(fēng)機的實際工作性能和標準風(fēng)機性能產(chǎn)生很大的差異，給風(fēng)機的選型和運行帶來一些困難。為了改善這一不利的因素，有很多資料進行相關(guān)的介紹和研究，但如果把風(fēng)機的進氣箱作為風(fēng)機的一個不可分割的組成部分并對其進行性能測試，那么這種工況下的性能數(shù)據(jù)和風(fēng)機的標準性能數(shù)據(jù)之間的差距有多大還不了解。本文在試驗的基礎(chǔ)上，把進氣箱和風(fēng)機作為一個整體測試的軸流風(fēng)機性能和按照GB/T1236- 2000標準測試的性能做一些對比分析。
    在生產(chǎn)和科研過程中已經(jīng)注意到這一現(xiàn)象，同時也有很多資料進行相關(guān)的介紹和研究，但是對于產(chǎn)生的影響到底有多大以及如何測試出這種差異，并沒有作具體的、合理的說明。這種差異不僅給風(fēng)機的選型和運行帶來一些困難，而且會給風(fēng)機的經(jīng)濟性運行產(chǎn)生重大的影響。由于風(fēng)機性能測試是在相關(guān)標準規(guī)定的條件下進行的，而對帶有進氣箱的風(fēng)機整體性能沒有進行測試，從而使風(fēng)機的實際工作性能和標準風(fēng)機性能產(chǎn)生很大的差異。為了了解這一差異給風(fēng)機性能產(chǎn)生多大的影響，本文在試驗的基礎(chǔ)上，采用在實驗室模擬實際工況的前提下對風(fēng)機性能進行測試。
2、試驗裝置和試驗過程
    為了準確地測試軸流風(fēng)機軸向進風(fēng)時的標準風(fēng)機性能和帶有垂直于風(fēng)機軸方向的進氣箱進風(fēng)的軸流風(fēng)機實際工作性能，試驗裝置選用符合GB/T1236- 2000標準的進氣風(fēng)室，試驗風(fēng)機選用上海某風(fēng)機廠生產(chǎn)的N04軸流通風(fēng)機（額定轉(zhuǎn)速為1450r/min）。為了便于進行性能的對比分析，我們把測出的標準風(fēng)機性能和帶有各種形式的進氣箱的風(fēng)機的性能分別進行測試。
    帶有進氣箱的風(fēng)機的性能測試裝置如圖2所示，而按照GB/T1236- 2000標準的進氣風(fēng)室試驗裝置請參照標準和有關(guān)資料。為了測出合理的風(fēng)機性能數(shù)據(jù)，本文作如下假設(shè)，即：
    1)把風(fēng)機的進氣箱作為風(fēng)機的一個不可分割的組成部分。
    2)采用各種合理的附件分別替代不同形式的進氣箱，安裝在風(fēng)機的進口代表風(fēng)機的不同工況。本實驗采用的附件分別為各種型式的彎頭：直角彎頭、圓弧形彎頭、帶有導(dǎo)流板的圓弧彎頭。
    3)把各附件看作風(fēng)機的一個部件，作為一個整體風(fēng)機進行性能試驗和性能數(shù)據(jù)測試；
    4)無任何附件的軸流風(fēng)機性能等同于按GB/T1236-2000標準測試的風(fēng)機性能，本文為區(qū)別起見，稱作標準風(fēng)機性能。
    根據(jù)假設(shè)，把風(fēng)機的進口附件分為如圖3所示的5種，表示相應(yīng)的5種工況：
    A.90°直角彎頭；
    B.90°圓弧彎頭無導(dǎo)流板；
    C.90°圓弧彎頭l塊導(dǎo)流板；
    D．90°圓弧彎頭2塊導(dǎo)流板；
E.90°圓弧彎頭3塊導(dǎo)流板。
    按照風(fēng)機性能測試標準分別把帶附件的軸流風(fēng)機安裝到試驗裝置上，也就是用圖3中的附加替代圖2中的彎頭，并分別測試出帶不同附件的軸流風(fēng)機的性能數(shù)據(jù)。然后把各種工況下的性能數(shù)據(jù)與按照GB/T1236- 2000標準所測試的標準性能數(shù)據(jù)進行對比分析。
    首先在進氣風(fēng)室上對試驗風(fēng)機進行性能測試和性能計算；然后按照圖3中所示的5種工況分別進行性能測試，對每一個工況分別進行性能測試，記錄下各工況的下的流量壓差、壓力、溫度等性能數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的性能計算，進行數(shù)據(jù)處理和對比分析。
    為盡量減小由于測試裝置的局部阻力的不同而引起的負面影響，在彎頭的進口安裝了圓弧型喇叭口，且圓弧半徑不應(yīng)小于風(fēng)機進氣口直徑的1/5，風(fēng)機的出口的無障礙空間大于風(fēng)機出口直徑的5倍。在以上兩種工況下分別進行性能試驗，記錄下相應(yīng)的性能數(shù)據(jù)。試驗中測流量和靜壓采用傾斜微壓計，一級精度；功率測量采用數(shù)字三相功率表，0.5級精度。在同等條件下對風(fēng)機的性能也進行測試，便于對比分析。為確保數(shù)據(jù)在同一條件下的可比性，試驗采用同一軸流通風(fēng)機和同一套流量測量裝置，采用同一套測量儀器和設(shè)備；在實驗過程中對每種工況測試兩次，待工況穩(wěn)定后統(tǒng)一讀取各項試驗數(shù)據(jù)，且每一工況點的數(shù)據(jù)都經(jīng)多次復(fù)核，以保證復(fù)現(xiàn)性良好。
3、實驗數(shù)據(jù)處理
    把各工況下測試所記錄的各項性能數(shù)據(jù)進行集中處理，根據(jù)風(fēng)機性能計算標準公式分別進行性能計算和處理。為了使數(shù)據(jù)便于對比，易于分析，把5種工況以及標準風(fēng)機性能數(shù)據(jù)分別進行曲線擬合后畫在同一張圖上，如圖4所示的流量一效率圖。圖4中橫坐標代表流量Q (m3／min)，縱坐標代表效率n(%)。
4、數(shù)據(jù)分析
    由圖4所示的風(fēng)機性能曲線可以看出，安裝圖3所示的各種工況的風(fēng)機性能和標準風(fēng)機性能的差別很大：無進氣箱的風(fēng)機的效率最高，工況A風(fēng)機效率最低，它們之間的效率差距達到20%。對于帶有90。圓弧彎頭的4種工況（B、C、D、E工況）而言，裝有2塊導(dǎo)流板的工況D的效率最高，其他3種工況的效率相差不大，差異約5%多，但是比工況A所對應(yīng)的風(fēng)機效率高達15%，比標準風(fēng)機性能所對應(yīng)的效率低約8%左右。對于帶有導(dǎo)流板的工況來講，帶2塊導(dǎo)流板的風(fēng)機（工況D）效率最高，帶1塊導(dǎo)流板（工況C）和3塊導(dǎo)流板（工況E）的風(fēng)機效率相差不大，差異約5%。
5、結(jié)論
    經(jīng)過以上分析可以得出以下幾個結(jié)論：
5.1對于軸流風(fēng)機而言，盡量采用氣流直進一直出的方式；
5.2帶有90°直角彎頭進氣箱的軸流風(fēng)機的性能最差，在設(shè)計和選型時盡量避免這一工況出現(xiàn)，在任何狀況下不建議采用；
5.3帶有90°圓弧彎頭進氣箱的風(fēng)機性能有很大改善，但對風(fēng)機性能的影響還是不能忽略的，在某些特定情況下可以采用；
5.4導(dǎo)流板可以提高風(fēng)機的效率，選擇合適的導(dǎo)流板是解決問題的關(guān)鍵，太多或太少對風(fēng)機效率都會產(chǎn)生較大影響。
6、應(yīng)用
    影響風(fēng)機性能的因素很多，如果能抓住其中的主要影響因素，對于正確解決實際應(yīng)用中遇到的問題具有重要意義。由于結(jié)構(gòu)和條件的限制而使用垂直于風(fēng)機軸方向進風(fēng)的軸流風(fēng)機，應(yīng)該對它的性能進行準確的估計，尤其是對于90。直角彎頭垂直進風(fēng)方式應(yīng)該仔細考慮。如果風(fēng)機的實際工作性能嚴重偏離風(fēng)機的標準性能，應(yīng)該對風(fēng)機的進口裝置進行必要的技術(shù)改造。