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一、實驗目的
精確測定離心風機在不同溫度循環條件下的風量、風壓變化規律,明確溫度波動對其通風能力的影響,確保在各類工況下滿足通風需求。
深入探究離心風機關鍵部件,如葉輪、軸、軸承等在反復溫度沖擊下的結構完整性,監測是否出現變形、磨損、開裂等損傷,保障長期可靠運行。
細致研究離心風機在溫度循環過程中的振動特性與噪聲變化,評估其運行穩定性,為低噪聲、低振動設計提供依據,改善工作環境。
二、實驗設備及材料
溫度循環試驗箱:具備且快速的溫度調控功能,能依據設定的溫度曲線,在寬溫度范圍(例如 -40℃ 至 +80℃)內實現高效切換,箱內溫度均勻性良好,配備高精度溫度傳感器,實時反饋環境溫度,有效模擬如戶外四季溫差、工業生產中的冷熱交替等實際場景。
離心風機樣本:選取不同型號、規格,涵蓋多種葉輪材質、葉片形狀及電機功率配置的離心風機,詳細記錄其設計參數、制造工藝等信息,確保風機初始狀態良好,無明顯裝配缺陷,每組樣本數量滿足統計分析要求。
風量風壓測量儀:高精度儀器,可精確測量離心風機的風量(測量精度達 ±[X] m3/h)與風壓(精度至 ±[X] Pa),實時反映風機通風性能,在不同溫度循環階段同步采集數據。
振動傳感器與噪聲測試儀:振動傳感器安裝在風機機殼、軸承座等關鍵部位,能敏銳捕捉振動信號,測量精度 ±[X] mm/s;噪聲測試儀用于監測風機運行噪聲,分辨率達 ±[X] dB (A),方位評估運行穩定性。
高清工業相機與顯微鏡:用于實驗前后對風機關鍵部件進行外觀拍攝與微觀結構觀察,相機具備高像素、微距拍攝功能,顯微鏡放大倍數可達 [X] 倍,輔助判斷結構損傷情況。
三、實驗步驟
實驗前準備:
將離心風機樣本牢固安裝在溫度循環試驗箱內部的專用測試平臺上,確保風機進出口連接順暢,與外部測量管路密封良好,避免氣體泄漏影響測試結果。
連接風量風壓測量儀、振動傳感器、噪聲測試儀、高清工業相機、顯微鏡與數據采集系統,調試各儀器設備,確保初始讀數準確無誤,數據傳輸穩定。
依據離心風機的應用場景和相關標準,設定溫度循環試驗箱的初始測試溫度曲線,如:先在室溫下穩定運行 30 分鐘,隨后以每分鐘 5℃ 的速率降溫至 -20℃,保溫 2 小時,再以每分鐘 3℃ 的速率升溫至 +60℃,保溫 1.5 小時,如此循環 5 次。
通風性能測試:
在溫度循環開始前,啟動離心風機,待運行穩定后,使用風量風壓測量儀測量并記錄初始風量、風壓值作為基準數據。
隨著溫度循環推進,在每個溫度階段轉換后的穩定期(如保溫開始 30 分鐘后),再次測量風量、風壓,觀察其隨溫度變化趨勢,繪制風量 - 溫度、風壓 - 溫度曲線。
結構完整性測試:
在實驗前,利用高清工業相機對風機葉輪、軸、軸承等關鍵部件進行方位拍攝,記錄初始外觀狀態。
完成全部溫度循環后,再次拍攝相同部件,對比照片,查看是否有明顯變形、磨損、開裂等跡象;同時,拆卸部分風機,使用顯微鏡觀察微觀結構,如葉輪葉片根部的疲勞裂紋、軸承表面的磨損紋理,詳細記錄結構變化情況。
振動與噪聲測試:
同步于通風性能測試全程,借助振動傳感器與噪聲測試儀持續采集風機的振動幅度、頻率以及噪聲值。
分析振動與噪聲數據隨溫度、運行時間的變化規律,繪制振動 - 溫度、噪聲 - 溫度曲線,評估運行穩定性,確定是否存在因溫度變化引發的共振或異常噪聲問題。
四、數據處理與分析
整理風量、風壓、振動、噪聲、結構變化等系列數據,構建可視化圖表,直觀呈現離心風機在溫度循環環境下各項性能的動態變化。
運用統計學方法,計算各項性能指標的變化率、平均值與標準差等參數,量化評估溫度循環對離心風機性能的影響程度。
結合實驗過程中的現象觀察與數據結果,深入剖析離心風機性能變化的內在機理,為改進設計、優化材料選擇與制造工藝提供理論依據。
五、實驗注意事項
實驗人員操作過程中務必佩戴防護手套、護目鏡等個人防護裝備,防止燙傷、凍傷以及風機運轉部件造成的意外傷害。
定期檢查溫度循環試驗箱、離心風機及各測試儀器的運行狀態,如發現風機異常振動、試驗箱溫度失控、儀器數據異常等情況,應立即停止實驗,排查原因并修復。
實驗結束后,妥善清理試驗箱內的風機樣本,對測試儀器進行校準維護,為后續實驗做好準備。
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