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    吸油煙機空氣性能的孔板流量計與噴嘴節流兩種測試方法

    作者: 來源: 發布時間:2017-12-06 09:57:02
    摘要:本文對吸油煙機空氣性能的孔板流量計與噴嘴節流兩種測試方法的原理進行簡要介紹,並對兩種測試方法得到的結果進行對比分析。
     
    1引言
            空氣性能是吸油煙機的主要性能指標之一。對普通消費者而言,一台吸油煙機吸油煙效果的好壞,很大程度上取決於吸油煙機空氣性能的高低。空氣性能指標是在吸油煙機生產廠商在設計開發和製造過程中關注的重點。對於外排式吸油煙機的空氣性能,國際上通常有兩種測試方法,一種是GB/T7713-2011附錄C:外排式吸油煙機空氣性能試驗方法,業內稱之為孔板流量計式測試方法;一種是IEC61591:1997+ Al :2005中Volumetric airllc、部分,業內稱之為噴嘴式測試厲法。這兩種測試方法的測試原理及評價指標均有所不同。本文旨在對兩種測試方法的環境、設備及原理進行簡要介紹,並對兩種測試方法得到的結果進行對比分析。
     
    2測試環境及原理
            2.1孔板流量計式測試方法
            GB/T 17713-2011附錄C:外排式吸油煙機空氣性能試驗方法參考了GB/T 14806-2003《家用和類似用途的交流換氣扇及其調速器》附錄A中A.3的內容,測試環境如圖1所示:
    外排式油煙機空氣性能試驗裝置
            本試驗應在環境溫度為20℃士50C,相對濕度不大於85%,無外界氣流和熱輻射的實驗室內進行。其測試原理及主要步驟為:
            a)測量環境溫度及氣壓,並將空氣密度換算為標準空氣狀態(環境溫度0。二200C,大氣壓力NO=  101315p.,,相對濕度h = 400C,密度p  =1 .205一81 cg/n13;
            1) )根據減壓桶內計示靜壓及空氣密度(標準空氣狀態下),計算該工況點下的風量和全壓;
            (:)將測得的靜壓值及全壓值換算為空氣標準狀態,並計算各工況點的全壓效率。
            2.2噴嘴式測試方法
            IEC61591:1997+Al:2005中Volumetric: airflow部分參考了ISO 5167一1中的內容。其測試環境如圖2所示:
    噴嘴式空氣性能測試設備
            本試驗要求的環境溫度為20℃士5 0C,與孔板流量計式測試環境相同,對大氣壓和濕度等並無要求。在實際測試中,可以參照上文孔板流量計式測試環境。其測試原理及主要步驟為:
            a)測量環境溫度及氣壓,並將空氣密度換算為標準空氣狀態(環境溫度00 = 20 0C,大氣壓力pt10 = 101315pa,相對濕度hu = 40%,密度pn1 .20518k擴m3ni);
            1))通過壓力補償室內的靜壓計和差壓計讀取靜壓值及差壓值,並根據差壓值和該工況下噴嘴出口直徑計算此時的風量;
            (:)將測得的靜壓值換算為空氣標準狀態,並計算各工況點的氣動效率(Fluid Dynamic Efficiency) o
            
            2.3兩種測試方法的異同
            2.3.1測試原理
            孔板流量計式和噴嘴式兩種吸油煙機空氣性能測試方法,都利用了流體力學中伯努利方程這一基本理論。理想流體的伯努利方程為:
                                                                    n 2
                                                              f刃n
                      z+Pg+了=L其中:。gz代表單位重力流體的位能,或簡稱位置水頭;代表單位重力流體的壓能代表單位重力流體的動能,也簡稱速度水頭。根據這一方程,可以推導出在管道中安裝一個過流斷麵略小些的節流元件,使流體流過時,速度增大、壓強降低。利用節流元件前後的壓強差來測定流量的儀器叫做節流式流量計。工程上常用的有孔板流量計流量計、噴嘴流量計及文丘裏流量計。GB 17713和IEC 61591中分別利用了孔板流量計式流量計和噴嘴式流量計的測試方法,孔板流量計式和噴嘴式測試設備因此而得名。
     
            2. 3. 2評價指標
            兩種測試方法的評價指標有較大區別。GB 17713中對空氣性能的指標如表1所示:
     
            需要指出的是,根據測試原理與IEC標準中的定義,上文中提到的氣動效率均是按照靜壓值進行計算。而國標中效率值是按照氣體的全壓值進行計算,這也是兩種測試方法之間的不同之處。
     
    3數據對比分析
            通過上文的論述可以知道,IEC和GB在測試方法和評價指標上均有一定的差異,測試結果互相之間沒有很強的關聯性,也無法進行互相轉換。但是,噴嘴式測試設備在測量靜壓值的同時在測試報表上也會給出各測量點的全壓值。因此,通過對IEC噴嘴式測試數據進行處理分析,可以得到被測油煙機的全壓效率等國標中要求的指標。本章將這一其過程做簡要介紹,並將換算得到的值與在孔板流量計式設備上測得的值進行對比。
    孔板流量計在油煙機zui佳效率點下氣動效率
            3. 1  P一Q曲線擬合
            在GB中,靜壓和全壓效率兩個指標均為風量7 rn3/niin下的對應值,因此需要將各測試點下的數據進行擬合並給出函數關係式。為保證精度,對風量、靜壓、效率進行zui高次數為4次的zui小二乘擬合,得到靜壓、效率與風量的關係函數。擬合結果如圖4、圖5所示。
            可以看到,所有實測點均在擬合曲線附近,表明擬合數據比較準確。
     
    4結束語
            本文對吸油煙機空氣性能兩種測試方法的環境、設備及原理進行簡要介紹,並對兩種測試方法得到的結果進行對比分析。給出了兩種設備在相同測試條件下的結果相對值及不確定度。這種差異是由兩種測試方法的原理決定的,與被測設備性能和測試環境無關。因此,在測試設備使用過程中,需要定期校準,以保證測試結果的精度及可靠 o

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