QUẠT CÔNG NGHIỆP - THỬ ĐẶC TÍNH TẠI HIỆN TRƯỜNG Industrial fans - Performance testing in situ

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9440:2013 ISO 5802:2001 QUẠT CÔNG NGHIỆP - THỬ ĐẶC TÍNH TẠI HIỆN TRƯỜNG Industrial fans - Performance testing in situ Lời nói đầu TCVN 9440:2013 hồn tồn tương đương với ISO 5802:2001 TCVN 9440:2013 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC 117 Quạt công nghiệp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Nhu cầu soát xét phương pháp thử trường có trở nên rõ ràng vào lúc Nên nhớ phạm vi sốt xét triển khai cách thích hợp phương pháp thử trường thành tài liệu "riêng biệt" Yêu cầu làm cho phương pháp vùng tốc độ chi tiết hóa đầy đủ cho tất mặt cắt ngang đường thơng gió thơng thường thường gặp Nổ cho phép bổ sung phụ lục trạm đo thích hợp hiệu chuẩn dụng cụ đo Theo thỏa thuận quốc tế gần cần lưu ý áp suất quạt xác định hiệu số áp suất cố định đầu vào đầu quạt Áp suất cố định áp suất tuyệt đối đo điểm dịng khí dịng khí đưa trạng thái tĩnh đẳng entropy Đối với số Mach nhỏ 0,2 áp suất cố định theo áp kế khoảng 0,6 % áp suất tổng Ít quan trọng việc sử dụng "áp suất tĩnh quạt" đại lượng qui ước Có thể dự báo việc sử dụng áp suất dừng lại theo thời gian Tất tổn thất lưu chất chủ yếu tổn thất áp suất cố định vấn đề phản ánh định nghĩa quy định Cần thừa nhận đặc tính quạt đo điều kiện trường không cần thiết phải giống đặc tính xác định từ thử nghiệm sử dụng đường thơng gió tiêu chuẩn Lý khác biệt khơng độ xác thấp vốn có thử nghiệm trường mà gọi "yếu tố ảnh hưởng hệ thống" "ảnh hưởng lắp đặt" mối nối ống dẫn đầu vào và/hoặc đầu quạt làm cho đặc tính quạt bị biến đổi Nhu cầu mối nối tốt khơng thể nói giảm Tiêu chuẩn quy định sử dụng "các chi tiết thông thường" nối trực tiếp với quạt để xác định áp suất cách thích hợp để bảo đảm khơng khí/khí đưa đến quạt với phân bổ tốc độ đối xứng khơng có dịng xốy biến dạng mức Chỉ điều kiện đáp ứng đặc tính điều kiện trường ngang với đặc tính đo đường thơng gió tiêu chuẩn Cũng cần lưu ý tiêu chuẩn quy định xác định vị trí điểm đo vùng có tốc độ theo qui tắc log-Tchebycheff log-linear Khoảng cách số học dẫn đến sai số đáng kể trừ lấy số lượng điểm đọc lớn (Các điểm đọc phải vẽ thành biểu đồ thực diện tích đường cong phương pháp đo diện tích Tốc độ thực tế trung bình thương số diện tích chia cho kích thước tung độ) Trêu chuẩn khơng đánh giá độ không đảm bảo phụ thêm chiều dài ống dẫn thẳng mơi phía trạm đo nhỏ chiều dài quy định Phụ lục C Tuy nhiên hướng dẫn cho ISO/TR 5168 ISO 7194 quy định xuất thành phần hướng tâm lớn độ khơng đảm bảo đo vượt q cách đáng kể giá trị % thường dự kiến trước mức độ tin cậy 95 % QUẠT CƠNG NGHIỆP - THỬ ĐẶC TÍNH TẠI HIỆN TRƯỜNG Industrial fans - Performance testing in situ Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phép thử để xác định nhiều đặc tính quạt lắp đặt mạng thiết bị làm việc vận chuyển lưu chất pha Tài liệu viện dẫn LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn có ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên bao gồm bổ sung, sửa đổi: TCVN 6627-1 (IEC 60034-1), Máy điện quay Phần 1: Thơng số đặc trưng tính TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:1991), Đo dòng lưu chất dụng cụ đo chênh áp - Phần 1: Các có lỗ định cỡ, vòi phun ống Venturl lắp đặt vào đường ống có mặt cắt ngang trịn chứa đầy lưu chất ISO 5801:1997, Industrial fans - Performance testing using standardized airways - Thử đặc tính sử dụng đường thơng gió tiêu chuẩn) 1) (Quạt cơng nghiệp IEC 60051-8, Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories - Part 8: Special requirements for accessories (Dụng cụ đo điện tác động trực tiếp, thị analog phụ tùng chúng - Phần 8: Yêu cầu đặc biệt cho phụ tùng) Thuật ngữ, định nghĩa ký hiệu 3.1 Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau Các đại lượng đề cập tiêu chuẩn giá trị trung bình theo thời gian Có thể tính đến dao động ảnh hưởng đến đại lượng đo cách lặp lại phép đo khoảng thời gian thích hợp Các giá trị trung bình coi giá trị trạng thái ổn định 3.1.1 Khơng khí (air) Khơng khí khác trừ nói riêng khơng khí khí 3.1.2 Khơng khí tiêu chuẩn (Standard air) Khơng khí khí có mật độ xác 1,2 kg.m -3 CHÚ THÍCH: Khơng khí khí nhiệt độ 16 °C, áp suất 100.000 Pa độ ẩm tương đối 65 % có mật độ 1,2 kg.m-3, điều kiện phần định nghĩa 3.1.3 Quạt (fan) Máy quay trì dịng khơng khí liên tục tỷ số nén thường không vượt 1,3 3.1.4 Bộ cánh quạt (impeller) Phần quay quạt truyền lượng cho khơng khí cánh 3.1.5 Vỏ (thân) quạt (casing) Các phần tĩnh quạt dẫn hướng dịng khơng khí từ đầu vào quạt sang đầu quạt 3.1.6 Ống dẫn (duct) Đường thông gió tốc độ khơng khí so sánh với tốc độ đầu vào đầu quạt 3.1.7 Buồng (chamber) Đường thơng gió tốc độ khơng khí nhỏ so với tốc độ đầu vào đầu quạt 3.1.8 Chi tiết chuyển tiếp (transition piece) Đoạn chuyển tiếp (section) Đường thơng gió có thay đổi dần theo chiều dọc diện tích mặt cắt ngang và/hoặc hình dạng 3.1.9 Hàng rào thử (test enclosure) Buồng khơng gian khác bảo vệ tránh gió lùa có lắp đặt quạt đường thơng gió thử 3.1.10 Diện tích tiết diện ống dẫn (area of the conduit section) Ax Diện tích ống dẫn tiết diện X 1) Hiện có TCVN 5301: 2013 chấp nhận hoàn toàn tiêu chuẩn ISO 5801:2007 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 3.1.11 Diện tích đầu vào quạt (fan inlet area), A1 Theo qui ước, tổng diện tích mặt phẳng đầu vào bên vỏ quạt CHÚ THÍCH: Mặt phẳng đầu vào quạt bề giới hạn đầu mút phía đầu dịng cấu di chuyển khơng khí Trong tiêu chuẩn mặt phẳng đầu vào quạt dẫn mặt phẳng (xem Hình 1) 3.1.12 Diện tích đầu quạt (fan outlet area) A2 Theo qui ước, tổng diện tích mặt phẳng đầu bên vỏ quạt mà không trừ diện tích cho động cơ, chóp rẽ dịng vật cản khác CHÚ THÍCH: Mặt phẳng đầu quạt bề mặt giới hạn đầu mút phía cuối dịng cấu di chuyển khơng khí Trong tiêu chuẩn mặt phẳng đầu quạt dẫn mặt phẳng (xem Hình 1) 3.1.13 Nhiệt độ (temperature) t Nhiệt độ không khí lưu chất đo cảm biến nhiệt độ a) Quạt hướng trục b) Quạt ly tâm CHÚ DẪN: Mặt phẳng Đoạn chuyển tiếp Mặt phẳng Miệng loe LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Mặt phẳng Đoạn chuyển tiếp Hộp đầu vào Đoạn chuyển tiếp Ống dẫn đầu vào Ống dẫn đầu Hình - Vị trí mặt phẳng đo áp suất cho thử nghiệm trường 3.1.14 Nhiệt độ tuyệt đối (absolute temperature)  Nhiệt độ nhiệt động lực học đo phía nhiệt độ "khơng" tuyệt đối  = t + 273,15 3.1.15 Nhiệt độ cố định điểm (stagnation temperature at a point) sg Nhiệt độ tuyệt đối xuất điểm cố định đẳng entropy dịng khí lý tưởng mà khơng có bổ sung thêm lượng nhiệt CHÚ THÍCH: Nhiệt độ cố định khơng thay đổi dọc theo đường thơng gió ống dẫn đầu vào nhiệt độ tuyệt đối môi trường xung quanh hàng rào thử 3.1.16 Nhiệt độ tĩnh nhiệt độ lưu chất (static or fluid temperature)  Nhiệt độ tuyệt đối cảm biến nhiệt di chuyển tốc độ lưu chất v tốc độ lưu chất (m/s) 3.1.17 Nhiệt độ bầu khơ (dry butb temperature) td Nhiệt độ khơng khí đo cảm biến nhiệt độ khô hàng rào thử gần đầu vào quạt đầu vào đường thơng gió 3.1.18 Nhiệt độ bầu ướt (Wet bulb temperature) tw Nhiệt độ khơng khí đo cảm biến nhiệt độ bao bọc bấc ẩm thấm nước đặt dịng khơng khí CHÚ THÍCH: Khi đo cách xác, nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ bão hòa đoạn nhiệt 3.1.19 Nhiệt độ cố định tiết diện (stagnation temperature at a section) sgx Giá trị trung bình theo thời gian nhiệt độ cố định lấy trung bình diện tích mặt cắt ngang quy định đường thơng gió 3.1.20 Nhiệt độ tĩnh nhiệt độ lưu chất tiết diện (static or fluid temperature at a section) x Giá trị trung bình theo thời gian nhiệt độ tĩnh nhiệt độ lưu chất lấy trung bình diện tích mặt cắt ngang quy định đường thơng gió 3.1.21 Hằng số khí riêng (specific gas constant) R Đối với khí lý tưởng, phương trình trạng thái viết: LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 3.1.22 Nhiệt độ cố định đầu vào (inlet stagnation temperature) sg1 Nhiệt độ hàng rào thử gần đầu vào quạt ống dẫn đầu vào tiết diện tốc độ lưu chất nhỏ 25 m/s CHÚ THÍCH: Trong trường hợp nhiệt độ cố định xem nhiệt độ môi trường xung quanh 3.1.23 Số mũ đẳng entropy (isentropic exponent) k Đối với khí lý tưởng trình đẳng entropy 3.1.24 Nhiệt dung riêng áp suất không đổi (specific heat at constant pressure) cp Đối với khí lý tưởng 3.1.25 Nhiệt dung riêng thể tích khơng đổi (specific heat at constant volume) cV Đối với khí lý tưởng 3.1.26 Hệ số nén (compressibility factor) Z Và Z hàm số tỷ số pc áp suất tới hạn khí; c nhiệt độ tới hạn khí CHÚ THÍCH: Đối với lý tưởng Z=1 3.1.27 Áp suất tuyệt đối điểm (absolute pressure at a point) p Áp suất đo từ áp suất tuyệt đối "không" sử dụng điểm trạng thái nghỉ so với khơng khí xung quanh điểm 3.1.28 Áp suất khí (atmospheric pressure) pa Áp suất tuyệt đối khơng khí tự độ cao trung bình quạt 3.1.29 Áp suất áp kế (gauge pressure) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn pe Giá trị áp suất áp suất cho trước áp suất khí điểm đo CHÚ THÍCH: Áp suất áp kế âm dương pe = p - pa 3.1.30 Áp suất cố định tuyệt đối điểm (absolute siagnation pressure at a point) psg Áp suất tuyệt đối đo điểm dịng khí điểm trạng thái nghỉ thơng qua q trình đẳng entropy Trong Ma số Mach điểm 3.1.31 Áp suất động lực học điểm (dynamic pressure at a point) pd Áp suất tính toán từ tốc độ v mật độ  khơng khí điểm 3.1.32 Áp suất tổng điểm (total pressure at point) pt Áp suất cố định tuyệt đối trừ áp suất khí pt = psg - pa = pe + pd CHÚ THÍCH: Khi số Mach nhỏ 0,2, hệ số Mach nhỏ 1,01 áp suất cố định tuyệt đối psg gần với áp suất tổng theo áp kế, áp suất khí áp suất động lực học psg  pe + pa + pd 3.1.33 Áp suất trung bình theo áp kế tiết diện x (average gauge pressure at a section x) pex Giá trị trung bình theo thời gian áp suất áp kế lấy trung bình diện tích mặt cắt ngang quy định đường thơng gió 3.1.34 Áp suất tuyệt đối trung bình tiết diện X (average absolute pressure at a section x) px Giá trị trung bình theo thời gian áp suất tuyệt đối lấy trung bình diện tích mặt cắt ngang quy định đường thơng gió px = pex + pe 3.1.35 Áp suất động lực học qui ước tiết diện x (conventional dynamic pressure at a section x) pdx Áp suất động lực học tính tốn từ tốc độ trung bình mật độ trung bình mặt cắt ngang quy định đường thơng gió 3.1.36 Áp suất động lực học cửa quạt (fan dynamic pressure) pdF Áp suất động lực học qui ước đầu quạt tính tốn từ lưu lượng khối lượng, mật độ trung bình khơng khí đầu diện tích đầu quạt LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 3.1.37 Áp suất cố định tuyệt đối tiết diện x (absolute stagnation pressure at a section x) pscx Tổng áp suất động lực học qui ước pdx hiệu chỉnh hệ số Mach FMx tiết diện áp suất tuyệt đối trung bình px psgx = px + pdxFMx CHÚ THÍCH: Có thể tính tốn áp suất cố định tuyệt đối từ biểu thức: 3.1.38 Áp suất tổng trung bình tiết diện x (average total pressure at a section x) ptx Khi số Mach nhỏ 0,122, hệ số bị bỏ qua ptx - pex + pdx = psgx - pa 3.1.39 Áp suất quạt (fan pressure) pF Hiệu số áp suất cố định đầu quạt áp suất cố định đầu vào quạt pF = psg2 - psg1 3.1.40 Áp suất tĩnh quạt (fan static pressure) psF Đại lượng qui ước xác định áp suất quạt trừ áp suất động lực học quạt hiệu chỉnh hệ số Mach diện tích đầu quạt psF = psg2 - pdF FM2 - psg1 = p2 - psg1 3.1.41 Số Mach điểm (Mach number at a point) Ma Tỷ số tốc độ lưu chất điểm tốc độ âm lưu chất CHÚ THÍCH: Đối với lý tưởng 3.1.42 Số Mach tiết diện x (Mach number at a section x) Max Tỷ số tốc độ trung bình lưu chất tốc độ âm mặt cắt ngang quy định đường thơng gió 3.1.43 Hệ số Mach (Mach factor) FM Hệ số hiệu chỉnh áp dụng cho áp suất động lực học điểm cho biểu thức CHÚ THÍCH: Có thể tính tốn hệ số Mach theo phương trình; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn  = 1,4 3.1.44 Mật độ cố định đầu vào (stagnation inlet density) sg1 Mật độ tính tốn từ áp suất cố định đầu vào, psg1 nhiệt độ cố định đầu vào sg1 3.1.45 Mật độ trung bình tiết diện x (average density at a section x) x Mật độ lưu chất tính tốn từ áp suất tuyệt đối x nhiệt độ tĩnh x 3.1.46 Mật độ trung bình (mean density) m Giá trị trung bình cộng mật độ đầu vào đầu 3.1.47 Lưu lượng khối lượng trung bình tiết diện (mean mass flowrate at a section) qm Giá trị trung bình theo thời gian khối lượng lưu chất qua mặt cắt ngang quy định đường thơng gió đơn vị thời gian CHÚ THÍCH: Lưu lượng khối lượng tất mặt cắt ngang hệ thống đường thơng gió quạt, ngoại trừ rị rỉ Khi quạt khơng kín khí lưu lượng khối lượng lấy lưu lượng đầu vào đầu quạt thích hợp 3.1.48 Lưu lượng thể tích cố định đầu vào (inlet stagnation volume flow) qvsg1 Lưu lượng khối lượng chia cho mật độ cố định đầu vào 3.1.49 Lưu lượng thể tích cố định đầu (oulet stagnation volume flow) qvsg2 Lưu lượng khối lượng chia cho mật độ cố định đầu 3.1.50 Lưu lượng thể tích tiết diện x (volume flow at a section x) qvx Lưu lượng khối lượng mặt cắt ngang quy định đường thơng gió chia cho giá trị trung bình tương ứng theo thời gian cua mật độ trung bình tiết diện 3.1.51 Tốc độ trung bình tiết diện x (average velocity at a section x) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn vmx Lưu lượng thể tích mặt cắt ngang quy định đường thơng gió chia cho diện tích mặt cắt ngang A CHÚ THÍCH: Đây giá trị trung bình theo thời gian thành phần trung bình tốc độ lưu chất vng góc với tiết diện 3.1.52 Cơng quạt đơn vị khối lượng (fan work per unit mass) y Độ tăng đơn vị khối lượng lưu chất qua quạt CHÚ THÍCH: Có thể tính tốn y 3.1.57 3.1.53 Công tĩnh quẹt đơn vị khối lượng (fan static work per unit mass) ys 3.1.54 Tỷ số nén quạt (fan pressure ratio) rFp Tỷ số áp suất cố định tuyệt đối trung bình tiết diện đầu quạt áp suất cố định tuyệt đối trung bình tiết diện đầu vào quạt 3.1.55 Tỷ số mật độ đầu vào mật độ trung bình (density ratio of inlet density to mean density) kρ Mật độ lưu chất đầu vào quạt chia cho mật độ trung bình quạt 3.1.56 Hệ số nén (compressibility coefficient) k Tỷ số công học quạt tạo khơng khí cơng tạo lưu chất khơng nén có lưu lượng khối lượng, mật độ đầu vào tỷ số nén CHÚ THÍCH 1: Cơng tạo thu từ công suất cánh quạt với giả thiết có giãn nở đẳng entropy khơng có truyền nhiệt qua vỏ quạt CHÚ THÍCH 2: k cho biểu thức 3.1.57 Công suất thông gió quạt (fan air power) Pu LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Kh www.luatminhkhue.vn Cơng suất qui ước tích số lưu lượng khối lượng công quạt đơn vị khối lượng tích số lưu lượng thể tích đầu vào, hệ số nén k áp suất quạt Pu =qmy = qVsg1pFk 3.1.58 Cơng suất thơng gió tĩnh quạt (fan static air power) Pus Cơng suất qui ước tích số lưu lượng khối lượng qm công tĩnh quạt đơn vi khối lượng tích số lưu lượng thể tích đầu vào, hệ số nén k áp suất tĩnh quạt p sF Pus = qmys  qVsg1kpsF 3.1.59 Công suất cánh quạt (impeller power) Pt Cơ cung cấp cho cánh quạt 3.1.60 Công suất trục quạt (fan shaft power) Pa Cơ cung cấp cho trục quạt 3.1.61 Công suất động (motor outtput power) P0 Công suất trục động động khác 3.1.62 Cơng suất vào động (motor input power) Pe Công suất điện cung cấp đầu cuối truyền động điện cho động CHÚ THÍCH: Với dạng truyền động khác thường không biểu thị công suất vào động dạng cơng suất 3.1.63 Tốc độ quay (rotational speed) N Số vòng quay cánh quạt phút 3.1.64 Tần số quay (rotational frequency) n Số vòng quay cánh quạt giây 3.1.65 Tốc độ đầu mút cách quạt (tip speed) u Tốc độ biên đỉnh cánh quạt 3.1.66 Số Mach biên (peripheral Mach number) Mau Thông số không thứ nguyên tỷ số tốc độ đầu mút cánh quạt tốc độ âm điều kiện cố định đầu vào quạt 3.1.67 Số Mach quạt (fan Mach number) Maf Đại lượng qui ước sử dụng tham số tỷ lệ CHÚ THÍCH: số Mach quạt tốc độ đầu mút cách quạt chia cho tốc độ âm khơng khí tiêu chuẩn LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê a www.luatminhkhue.vn Chế độ làm việc cho 36,08 m3s 628 kW Hình 33 - Ví dụ điển hình áp suất quạt ứng với đặc tính lưu lượng PHỤ LỤC A (Quy định) VỊ TRÍ CỦA CÁC ĐƯỜNG VẬN HÀNH ĐỐI VỚI PROFIN THÀNH BIÊN THÍCH HỢP VỚI LUẬT CƠNG SUẤT CHUNG A.1 Quy định chung Nếu vùng biên tiết diện, profin thành bảo đảm cho chiều dài đoạn thẳng giao với thành theo đường vng góc với đáy thay đổi theo luật (xem Hình A.1) đó: lx chiều dài hoành độ chạy x; l0 chiều dài hoành độ x = 0; l0 chiều dài hoành độ x = a ( Vị trí tương m1 = số lượng đường ngang) đường vận hành profin thành biên tính tốn từ phương trình siêu việt: Với số mũ luật đặc tính phát triển tốc độ thành (0