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风机性能测试系统的设计与研究

周海燕  
【摘要】: 风机在植保机械上的应用非常广泛,风机的性能直接影响到风送式植保机械的射程、药液雾化性能、雾滴穿透能力及防飘移性能,由于风机的性能很难从理论上推导出,主要通过试验来确定,因此风机性能测试系统对于风送式植保机械的研究和开发非常重要。本论文研制出植保机械用离心风机、轴流风机的出气性能测试系统,为植保机械专用风机的设计和选用提供了必要手段。 1、本文按照GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》研制了植保机械用风机性能测试系统,分别用于测试离心风机和轴流风机,实现试验过程自动化,自动调节工况、采集、处理试验数据,生成试验报告,绘制风机有因次和无因次性能曲线。轴流风机测试装置采用三相异步电动机驱动,0-3000r/min变频调速,功率18.5kW;离心风机测试装置采用永磁电动机驱动,功率3kW,0-8000r/min无级调速;测控系统硬件主要由微型计算机、PLC、传感器、二次仪表等组成;其中PLC、步进电机、行程开关、位移传感器实现了风门开度的闭环控制;测控系统软件采用VB开发,全面支持Windows XP、图形界面、操作简单、使用方便。经实际测试结果表明该系统精度高、重复性好、性能稳定、自动化程度高,大大缩短了试验时间。 2、本文在对孔板、文丘里管和V型锥三种节流装置理论分析的基础上,首次应用二维轴对称模型对三种节流装置的永久性压力损失、可靠性、来流适应能力等进行数值模拟分析,缩短了研究周期,节省研究费用,最终确定本测试系统采用V型锥节流装置测量流量。 3、本文在理论分析的基础上,依据实测数据,在国内首次应用CFD对植保机械风机不同工况进行模拟分析,探讨了试验过程中管道内静压、湍流强度以及气流速度的变化规律:逐渐关闭风门过程中,静压增大,节流装置前后的压差减少;节流装置前气体的湍流强度增大,节流装置后的湍流强度减小;管道内同一位置处气流速度逐渐减少。为风机性能测试系统差压信号采集位置提供理论依据。 4、本文在风机性能测试系统中,国内首次采用理论分析与实测数据拟合相结合的方法,最终确定应用最小二乘法拟合风机性能曲线,根据不同测试数据,性能曲线拟合次数3、4、5、6次可选,使拟合曲线接近风机的真实性能曲线。


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