一、试验空间采取的测量   [P142] 图76-c

1. 在试验空间内测量

1.1 通风机平均高度的大气压p_a(Pa);

1.2 靠近进口的环境温度t_a(℃);

1.3 干球和湿球温度t_d(℃)和t_W(℃);

   大气密度ρ_a=(p_a-0.378p_v)/(287θ_a)   kg/m³            [12.1]

   式中  θ_a= t_a+273.15   (K)

          p_v=(p_sat)_tw- p_aA_W(t_d-t_W)(1+0.00115t_W)    (Pa)    [12.2]

   当t_W=0℃～150℃时    A_W=6.66×10^-4    ℃^-1

   当t_W＜0℃时           A_W=5.94×10^-4    ℃^-1

   (p_sat)_tw—在湿球温度t_W下的饱和蒸汽压力值p_sat,查表1可得。也可计算得出：

   当t_W=0℃～30℃时       (p_sat)_tw=exp[(17.438 t_W)/(239.78+ t_W)+6.4147]  (Pa)

   或当t_W=30℃～150℃时   (p_sat)_tw=610.8+44.442 t_W+1.4133 t_W²+0.02768t_W³+

                                   2.55667x10^-4t_W⁴+2.89166x10^-6t_W⁵   (Pa)

   p_v可直接测量空气相对湿度h_u求得：

          p_v= h_u(p_sat)_td    (Pa)       (p_sat)_td 按上式用t_d代替t_W计算求得。

   湿空气得气体常数R_W:

          R_W=p_a/(ρ_aθ_a)=287/(1-0.378 p_v/ p_a)   J·kg^-1·K^-1       [12.1]

   标准气体参数:  ρ_a=1.2kg/m³   θ_a=293.15K   p_a=101325Pa  

                  h_u=0.40        R_W=288      J·kg^-1·K^-1

2. 试验期间采取得测量  [34.2.2 P141]

2.1  转速N(rpm)或旋转频率n(1/s);

2.2  输入功率P_a、P_o或P_e和预测叶轮功率(kw);

2.3  流量计差压△p(Pa);            <dpn>

2.4  流量计上游压力p_e7或p_e3 (Pa);  <pn>

2.5  进口静压p_e3(Pa);              <pest1>

2.6  出口静压p_e4(Pa);              <pest2>

2.7  大气温度t_a(℃);                <t1>

3. 风室几何参数

3.1  流量计直径d₅(m);                 <dn>

3.2  进口静压测量处风管直径D₃(m);     <d1p/D3>

3.3  出口静压测量处风管直径D₄(m);     <d2p/D4>

3.4  风机进口面积A₁(m²); 

3.5  风机出口面积A₂(m²);

3.6  风机进口至进口静压测量处长度L_1-3(m);    <L₁>

3.7  风机出口至出口静压测量处长度L_2-4(m);    <L₂>

二、可压缩流体的一般方法     

   当基准马赫数Ma_2ref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  [34.2.3.1.1 P123]

   假设: p_e7=0,  p₇=p_a+p_e7= p_a, θ₇=θ_sg7=t_a+273.15,  ρ₇=p₇/(R_Wθ₇)

   质量流量  q_m=0.25αεπd²₅(2ρ₇△p)^0.5      

      式中:

     流量系数α是按下列表达式估计的雷诺数R_ed5的函数，其α值为平均值。

     R_ed5=αεd₅(2ρ₇△p)^0.5x10⁶/(17.1+0.048t_a)

     ε—膨胀系数.

     α、ε或其复合系数αε在Red5估计后按22.3.2、22.3.3、24.4、25.4、26.10a和b)、26.11及图18、22、27、28和26确定。

2. 通风机压力的计算  [35.4.3.2 P152]

2.1 通风机进口压力p₁：[35.4.3.2.1 P152]= [34.2.3.2.1 P126]

    考虑平面5和3之间无辅助风机

    p₃= p_e3 +p_a

    θ_sg3=θ_sg5=θ_sg7=θ_a=θ_sg1 =t_a+273.15

马赫数M_a3和比θ₃/θ_sg3按14.4.3.1计算

    θ₃=θ_sg3（θ₃/θ_sg3）

    ρ₃= p₃/( R_Wθ₃)

进口滞止压力 p_sg1按下式求得(见14.6.1)

p_sg1= p₃₊0.5(q_m/A₃)²F_M3/ρ₃(1+(ζ_3-1)₃)      [14.6.1和14.4.3.2]确定

p_esg1= p_e3+0.5(q_m/A₃)²F_M3/ρ₃(1+(ζ_3-1)₃)     [14.6.1和14.4.3.2]确定

p_e3通常为负值

式中(ζ_3-1)₃)≤0是按30.6.4、30.6.5和30.6.6计算的常规损失系数。

F_M3是按14.5.1确定的马赫系数

   F_M3=1+Ma₃²/4+Ma₃⁴/40+Ma₃⁶/1600+……  [14.5.1]

2.2 通风机出口压力p₂   [35.4.3.2.2 P152]=[33.2.3.2.1 P113]

p₄=p_e4+p_a   θ_sg2=θ_sg4=θ_sg1+(Pr或Pe)/(q_mC_p)=θ_sg6 = t₆+273.15

M²=(q_m/A₄)²[(k-1)/(2k)](R_Wθ_sg4)/ p₄²  [14.4.3.1P25]

θ_sg4/θ₄=[1+(1+4M²)^0.5]/2    [14.4.3.1]图5

Ma₄=[2(θ_sg4/θ₄-1)/(k-1)]^0.5 

θ₄=θ_sg4θ₄/θ_sg4

ρ₄=p₄/(R_Wθ₄)

p_sg2= p₄+0.5(q_m/A₄)²F_M4(1+ξ_2-4)/ρ₄

    或p_esg2=p_e4+0.5(q_m/A₄)²F_M4(1+ξ_2-4)/ρ₄

其中 F_M4=1+Ma₄²/4+Ma₄⁴/40+Ma₄⁶/1600+……   [14.5.1]

截面2和4之间的常规损失系数ξ_2-4是按照30.6和图65确定

 注: 按30.6.2(30.2d1)出口管道带有整流器来计算 P82

     Λ=0.14R_edh4 ^–0.17                        

      L_e/D_h=15.04/(1-26.65(e/ D_h)+184.6(e/ D_h)²)^1.83

ξ_2-4=Λ(L_2-4/D_h4+L_e/D_h4)

  静态密度ρ₂和压力p₂按14.5.2计算，Ma2根据14.4.3.2和图6确定

  ρ₂=ρ_sg2/(1+(k-1)M_a2²/2)^(1/(k-1))= ρ_sg2/(ρ/ρ_sg2)

p₂= p_sg2-0.5(q_m/A₂)²F_M2/ρ₂

  F_m2根据14.5.1和图4确定

p_e2= p_esg2-0.5(q_m/A₂)²F_M2/ρ₂

2.3 通风机压力p_SFA,p_FA

p_SFA=p₂-p_sg1

p_FA=p_sg2-p_sg1

ρ_m=(ρ₁+ρ₂)/2   k_ρ=ρ₁/ρ_m

3.容积流量的计算

 q_vsg1=q_m/ρ_sg1  

4  通风机空气功率的计算

4.1通风机空气功率的计算    [34.2.3.4.1]

⑴ 通风机单位质量静功y_SA=(p₂-p₁)/ρ_m-v_m1²/2=(p₂-p₁)/ρ_m-[q_m/(A₁ρ₁)]²/2

⑵ 通风机单位质量功   y_A=(p₂-p₁)/ρ_m+v_m2²/2-v_m1²/2 =(p₂-p₁)/ρ_m+[q_m/(A₂ρ₂)]²/2-[q_m/(A₁ρ₁)]²/2

⑶ 通风机静空气功率P_uSA= q_my_SA

⑷ 通风机空气功率  P_uA= q_my_A

4.2通风机空气功率和压缩性系数的计算   [34.2.3.4.2]

⑴ 通风机静空气功率P_uSA=q_vsg1p_SFAk_ps 

⑵ 通风机空气功率P_uA= q_vsg1p_FAk_p 

其中k_ps，k_p  有二种计算方法：

   第一种方法：k_ps，k_p=Z_klog₁₀r/log₁₀[1+Z_k(r-1)]     [采用]

对于k_ps   r=1+p_SFA/ p_sg1   Z_k=[(k-1)/k][P_r/(q_vsg1p_SFA)] 

对于k_p   r=1+p_FA/ p_sg1   Z_k=[(k-1)/k][P_r/(q_vsg1p_FA)] 

   第二种方法：k_ps，k_p=[ln(1+x)/x][Z_p/ln(1+Z_p)]

对于k_ps   x=r-1=p_SFA/ p_sg1

对于k_p    x=r-1=p_FA/ p_sg1

Z_p=[(k-1)/k][P_r/(q_vsg1p_sg1)]

5. 效率的计算

⑴ 通风机静效率η_SrA=P_uSA/P_r

⑵ 通风机效率  η_rA=P_uA/P_r

⑶ 通风机静轴效率η_SaA=P_uSA/P_a

⑷ 通风机轴效率  η_aA=P_uA/P_a

图76c) D型进出气试验(C型)(P142)