家用真空洗塵器空氣性能的實驗研究
1、引言
真空吸塵器是利用電動機葉輪旋轉時,在密封的殼體內產生較大的真空度形成負壓,吸取塵埃、碎屑,并利用過濾裝置對其進行過濾和凈化的一種電動清潔工具。從整個氣流通道來說,真空吸塵器主要由進氣軟管、濾塵裝系統、電風機系統以及排氣管道組成。其中電風機系統是電動機和風機的組合體,用于產生真空度和風量,是真空吸塵器的核心部件。圖1為吸塵器結構原理圖,圖2為電風機系統結構示意圖。
由于真空吸塵器內部流場非常復雜,采用CFD技術很難對其流場進行準確的模擬,因此實際工程上很少采用。為了弄清各部件對真空吸塵器空氣性能的影響,本文采用實驗分析的方法,首先分別對真空吸塵器整機和單獨電風機進行空氣性能測試,然后對實驗結果進行對比分析,找出影響吸塵器真空度、風量和吸入效率等重要性能參數的主要因素。
2、實驗方法與設備
本實驗的主要目的是測量吸塵器的風量、真空度、輸入功率,從而得出吸入功率、吸入效率。
測試裝置示意圖如圖3所示。此裝置按照參考真空技術網公布的相關規定設計制造,測試條件及測試方法也滿足國家的相關標準。
2.1、風量的測定
風量的測定采用畢托管法。從空氣數據測量用的壓力計上讀數,按以下公式計算風量值:
式中:Q-風量,m3/min;Hd-壓力計讀數,Pa。
2.2、真空度的測定
從連接在均壓箱上的真空度測定用壓力計上讀取真空度值Hs,單位為Pa。
2.3、吸入功率和吸入效率的計算
吸入功率:P2=HsQ
式中:P2-吸入功率,W;Hs-真空度,Pa;Q-風量,m3/min。
吸入效率的計算公式:
式中: g-吸入效率,%;P2-吸入功率,W;P1-輸入功率,W。
3、實驗結果與分析
3.1、實驗結果及處理
以國內某款家用真空吸塵器為研究對象首先對其整機進行空氣性能測試,測試結果如表1。
表1 整機實驗結果
根據真空技術網提供的資料,在額定電壓、額定功率下運轉時,1000W以上功率家用真空吸塵器的最大真空度值不能小于15680 ,最大吸入效率不能小于12%。因此,該款吸塵器沒有達到國家標準。為了找出問題所在,對單獨電風機系統進行空氣性能測試。測試結果如表2。