高溫行車空調(diào)熱工性能實驗室中空氣測量裝置設(shè)計

高溫行車空調(diào)熱工性能實驗室中空氣測量裝置設(shè)計摘要：根據(jù)高溫行車空調(diào)器熱工性能測試的特殊要求，提出了一套適用于空氣焓值法實驗系統(tǒng)的空氣取樣及測量裝置設(shè)計方法，著重討論了取樣風機、溫濕度測量箱、空氣接收混合箱和循環(huán)風量測量箱的設(shè)計問題。該方法在提高特種空調(diào)熱工性能測試精度方面作了一些嘗試。關(guān)鍵字：行車空調(diào)空氣焓值法取樣風機空氣混合箱流量箱0前言在冶金企業(yè)的煉鋼、焦化、初軋、煉鐵等工廠中，通常采用高溫行車空調(diào)對高溫車間行車操縱室進行局部空氣調(diào)節(jié)，以改善操作人員的工作條件，提高勞動效率。高溫行車空調(diào)的工作環(huán)境比較惡劣，具有環(huán)境溫度高、空氣污染較為嚴重、行車運行時振動大等特點。環(huán)境溫度可達45℃，甚至達到60℃以上，這些都對空調(diào)器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高溫行車空調(diào)專用的熱工性能實驗室，根據(jù)相關(guān)標準的要求對其各項性能指標進行嚴格測試，以達到優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力的目的[1～3]?？諝忪手捣▽嶒炑b置主要由絕熱庫房，空氣再處理裝置，空氣取樣裝置，空氣接受混合裝置，風量測量裝置及電氣控制等部分組成。高溫行車空調(diào)作為特種空調(diào)的一種，目前我國尚無專門的測試規(guī)范。根據(jù)一些生產(chǎn)廠家的技術(shù)資料，行車室內(nèi)的空氣干球溫度一般取28～30℃。且根據(jù)文獻[4]，本文采用空氣焓值法測定高溫行車空調(diào)的制冷量，著重探討空氣取樣測量裝置的設(shè)計方法，通過對取樣風機、溫濕度測量箱、空氣接收混合箱和循環(huán)風量測量箱的合理設(shè)計，達到盡可能高的測試精度。用空氣焓值法測量空調(diào)器性能，需要測量空調(diào)器室內(nèi)側(cè)進出口處空氣焓值及空調(diào)器的循環(huán)風量。因為目前無直接測量焓值的設(shè)備，只能靠間接測量獲得，即需通過測量當?shù)氐拇髿鈮毫Α⒖諝飧汕驕囟群蜐袂驕囟惹蟮?。空調(diào)器循環(huán)風量測試采用差壓法，即通過測量空氣經(jīng)過噴嘴的壓力降及噴嘴前的空氣參數(shù)間接計算出空氣流量[4，5]。1空氣取樣及測量裝置設(shè)計1.1總體設(shè)計空氣取樣及測量裝置主要由取樣風機、取樣笛管及溫濕度測量箱組成。利用取樣風機及取樣笛管引入空調(diào)器進出口的典型樣本空氣，將其送入溫濕度測量箱測量。要求如下：（1）取樣風機與取樣笛管相互獨立，兩者間用鋁箔軟管連接，無需保溫；（2）溫濕度測量箱采用有機玻璃膠合而成，主要由風道、水盒（用于測量濕球溫度）、補水杯組成。其標準流通截面尺寸為100mm×100mm，長250mm；（3）取樣笛管采用不銹鋼管焊接而成，包括匯合管和笛管。每根笛管開有吸風口，兩邊等量交錯開孔。1.2取樣風機的選擇（1）風量計算取樣風機的風量V可按公式（1）計算：（1）式中：vt為溫濕度測量箱內(nèi)垂直于溫度傳感器方向的風速，取5m/s；At為測量箱內(nèi)流通截面積，取0.01m2。計算結(jié)果為0.05m3/s（180m3/h）。（2）風壓計算空氣取樣裝置的風阻包括取樣笛管到風機進口的沿程阻力及局部阻力。可用圖1的模型表示。為計算簡便，對空氣取樣系統(tǒng)的各段風管作如下簡化：襪A很．譽1-2巧甚為取樣笛杜管段棗：往1-娃2勵的阻力由企三部分組交成：笛管的吸風阻力返，笛管合墻流阻力及酷匯合管合晨流阻力；勸B區(qū)．墓2-3革兼為連接軟州管段：在獨此按最不辰利管路情染況模擬：貧有四掃個足90蜻°浙的彎頭，筋中心彎曲逼半徑腥為宮ф宜10銹0喝，同時管巡長按拉伸定計算哄。舍2-鞠3餃的阻力由晝兩部分組扛成：風管裹沿程阻力腹和四個彎角頭阻力；容C臥．蛙3-4箭液為溫濕度珍測量箱段僵：綢3-譽4籌阻力由兩舞部分組成炕：風管到先測量箱的公突然擴大屢與測量箱砍到風機入書口的突然瀉縮小阻力屯；秩D裹．槍4-抬5長為風機段鍵：空氣從府風機出口劍排出時存吸在阻力，視因風機尚真未選定，帳故暫不做吹考慮。賓根據(jù)以上著分析，計父算結(jié)果匯舊總于旺表郊1揭。風機所早需的風壓股為：（2）僚式中尺：格P上逗為風機所蠟需全壓補，得P鈴a斬；袍v儲為出風口僑的風速憂，震m/速s滅；邊△血P甚為總風阻蝶，聚P臂a甚；短ρ葛為空氣密陣度，議取絮1.2志kg/m替3蜓。計算結(jié)捏果健為抗P=24呢7P躁a郵。島（電3腔）風機選稠擇該由于整個尖裝置的風億阻較大，嶺且希望風怎機出口具鵲有較大的撞全壓，以術(shù)減小對被癥測空調(diào)器耀回風口的燭影響，同沖時也使安濕裝方便，仆根據(jù)所需輪風爽量哨180合m蜜3歐/咬h款及風鄙壓再247冬P潮a割（全壓）由，可按相艙關(guān)風機樣布本的風量瞧和全壓參腐數(shù)選擇風樓機型號。幅取樣風機宅選用意大條利策NICO場TR秘A定公司的離存心風機，宿型號噸為疑DD14油6/19沿0危，其主要誘參數(shù)為風都量斃300動m垮3河/拖h杯，全氧壓宜410釋P缸a它。牲2燕空氣混合今箱和流量蕩箱的一體哄化設(shè)棟計濁凍2.1綱買空氣混合距箱設(shè)計獵空氣混合考箱用于接康收并精確虹測量被測燃空調(diào)器室匠內(nèi)側(cè)出風姥溫濕度。春因為空調(diào)糠器出風溫悶度與環(huán)境探溫度相差懂較大，為因了減少出鍛風溫濕度邊測量裝置閣的漏熱量掙，將溫濕映度測量裝硬置置于混肝合箱內(nèi)。咽具體要求引如下：蒜表象1架笨空氣取樣背系統(tǒng)風阻微匯橫總奇碼管段號閣構(gòu)件名稱悉重要參數(shù)滾局部阻力冊系暫數(shù)姥ξ服壓力損藥失亦P輝=撕ξ邁ρ本v蜻2糧/2責1-2漫側(cè)孔吸風猴支沙面積比像：釣0.10墓6擱秩風量比馳：們0.12造5屢載支風速纖：許4.8m伐/s拿設(shè)支風速厲：族4m/s女0.05基0.69腹主附0.9犧8.64糊總山9.33協(xié)笛管合流捏（選取最悄不利管衰路誼a溜）刊支雜通道面積類比賴：曾0.25灶認風量比前：樣1帖珠主風速煎：歲1m/s追華支風速晚：豈4m/s稀11.8腐2蘭113.頑47詞主瘦0.32員5終0.2研總俱113.卻67親匯合管合兵流捕支攻匯合管風國速犧：障5m/s斗不出口風速雖：條6.4m摧/s鞭1.3售19.5流主蘭0.8吵19.6嶺6攔2-3尖風管內(nèi)沿奪程阻力代空氣流量灰：米0.05趕m同3剖/s命逝管徑頓：壺100m絡m俱鵝查黑得鑄Rm=8森.5Pa笑也管長窩：勁4m狀賺中心彎曲片半徑等于豬管直徑裁的滾90搭°區(qū)彎丈疏風速輛：保6.4m僑/s趴34鍵四個彎頭無0.22擊21.6碗4鄰3-4繭突然擴大性面積比犁：究0.79青錫計算風速而：年6.4m伶/s篩0.05叼1.23滲突然縮小耍0.14姿3.44蘋總計謎222.范5宅（博1統(tǒng)）箱體采猶用扮δ韻=100富m介m受雙面彩鋼延聚氨酯保喝溫板，以乒使漏熱量滴不大例于碎5胳%莖；贈（寄2庫）取樣管烏采撇用御φ枕100筒m扒m肢不銹鋼開毅孔圓管，猛開孔率小為滿4坦%奪，均勻開披孔，引風遷管逝為欲φ彩400國m房m犧不銹鋼管厘；王（造3折）混合箱牢進口處靜謹壓測量采鉆用壁面測泉壓法。取紛壓板結(jié)構(gòu)撕尺寸如崗圖庫2動所示，材朋質(zhì)為青銅厲，壓力出狠管尾部有芽螺紋，用廉于連接帶終螺帽的三監(jiān)通接頭；窮（芝4所）為了提諸高氣流均苗勻性，需潑要增加各床氣流間的聰相互擾動塊，故我們柏考慮在接回受室出口胖前設(shè)置混鄙合器，其環(huán)形式如迫圖伶3咱所示。沿根據(jù)混合癥箱內(nèi)的風臉速小鐵于提0.77甚m/s胡[4]技以及最大悅接受風量各，可計算嫌出箱體空袍氣流動方變向的最小布截面積。薯對于制冷格量范圍該為裂200吧0桃～紹2000瑞0k游W煙，風量范咱圍晝?yōu)椴?0量0沒～造4000秤m3/螞h吉的高溫行料車空調(diào)器秩[6]富，可求得三箱體最小創(chuàng)截面積仿為秘1.44呢m敏2井，絲取抗35梨%肚的安全余兵量，則挎為菠0.50煉7m經(jīng)2壽班。最后確滅定箱體截夫面尺寸蝦為臉1300敬×150敲0刊（箏寬膜×描高）。番2.2腳指流量箱總姓體設(shè)計侵流量測量毅箱主要包養(yǎng)括噴嘴、邁噴嘴前后萬的整流板擋及取壓板陰。其外圍嗽用不銹鋼暖板焊接而棒成，并與勝混合箱合事為一體，占這樣既節(jié)橡省了材料型又增強了埋系統(tǒng)的緊胡湊性，其帳結(jié)構(gòu)如恨圖零4怪所示。噴惕嘴前后箱侄壁設(shè)有取羅壓板，將聯(lián)四周的取間壓管匯合傘后接到壓冶差變送器鹽，以測量材噴嘴前后您壓遲差羞△淺P歌。繡在噴嘴后鼻正壁面上卸開設(shè)操作腿門，用來析手動開關(guān)紹噴嘴及檢陶查噴嘴開擱關(guān)狀態(tài)。幸具體要求次如下：熟（貪1舌）箱體采臂用爭δ雷=50提m驢m蒜雙面不銹店鋼聚氨酯叨保溫板；恭（越2憲）為使噴更嘴前后空困氣充分混泄合均勻，愧在噴嘴前準后各設(shè)置畝一塊整流脫板，整流只板由不銹煩鋼板加工典，開孔率滴為輝50陳%撥左右；糞（損3參）為防止氧因風機震已動影響風腫量測量，錄流量箱與宰調(diào)零風機嗎分離放置磚，兩者之祖間采用鋁兩箔軟管連鄉(xiāng)接。洲2.3桂和噴嘴的選嗎擇計算濫根據(jù)高溫撫行車空調(diào)窄器的風量壯范圍、設(shè)夾計要求及崖相關(guān)標準繼[歸4子～納6]批，選用長掩徑低比值帶標準噴盆嘴旗4舌只異（叉0.20堵<B<0喉.5饑0稈，支β慘=d/責D啦，夢d煤為噴嘴喉似部直徑蔥，娃D(zhuǎn)觀為上游管鉆道內(nèi)徑）先，其烘中癢d問為特ф命8屑0瓦的噴漸嘴茶1亦只楊，盼ф買11灑0河的噴郊嘴名3倦只。噴嘴促的結(jié)構(gòu)尺輔寸見旋圖墾5騾，其技術(shù)謙數(shù)據(jù)如惑表疫2受所示。噴崇嘴的選擇禽遵循了使背設(shè)計風量鋼范按圍先40涂0升～雨4000除m季3資/交h盾處于噴嘴愧組遭合中間范劈圍內(nèi)的原致則，各噴立嘴風量范劫圍相互之舊間有一定氧的迭加，辮總的風量男測試范圍仆為煙27續(xù)1鋒～據(jù)4254東m康3糖/h天魂。胖表杜2享功噴嘴的技識術(shù)數(shù)乎據(jù)株熄dmm擴材料禍流量范擴圍料m駕3嗚/h謹D扁1觀mm承D蜓2溫mm傍Hmm帆hmm費Lmm饒n賢80罰鑄燙鋁竊L104你271-描663際196蒙226潛15童7勸131番4償110隱515-筆1197當266芒296叨18淋7篩180割6畜圖號5肉響噴嘴的結(jié)傳構(gòu)尺貸寸憤?3結(jié)論女作為一個貌完整的空搏調(diào)器熱工懷性能測試吐系統(tǒng)，每狼一部分的臘準確嚴格雞設(shè)計都十會分關(guān)鍵，錫直接關(guān)系隱到測量結(jié)治果的準確戀性和可靠繩性。本文欺僅就處于償核心地位揮的空氣取經(jīng)樣裝置、瘦溫濕度測乓量裝置及餡風量測量美裝置的設(shè)震計問題進談行了討論限。本設(shè)計蜻以常規(guī)空喝調(diào)測試標橡準為參考乳，在設(shè)計略中充分考獎慮高溫行點車空調(diào)的箏工作條件仗及特點，邪在系統(tǒng)設(shè)撈計、標準避件選擇、均運行操作四等方面均綿以可靠、呆方便、降辮低成本為穩(wěn)出發(fā)點，常在提高特此種空調(diào)器景熱工性能犬測試精度憐及可靠性巖方面做了覆一些有益蘇的嘗試。參考文獻四1兵.鄭李安慚桂嘗.佳穴特種空調(diào)積機泥.鐵帝北京：科芝學出版社積，析2001飽.泛2仆.煉陸甘華，嗎茅清希，購吳利尼瑞穩(wěn).努拖某大型鋼循鐵企業(yè)煉構(gòu)鋼車間行盆車電氣室扎空調(diào)系統(tǒng)傲現(xiàn)狀的調(diào)列查研葛究企.朽卡建筑熱能宣通風空調(diào)衰，唯200炒2藥，迫（紫6佛）揪：消12-1闊4.限3丟.屬何立江，壟鄔志敏，膽周大返漢磁.R1廉34鴿a流工質(zhì)用于楊高溫空調(diào)坡器的理