Tiêu chuẩn TCVN 9074:2011 Thử đặc tính của quạt phụt công nghiệp

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9074:2011

ISO 13350:1999

QUẠT CÔNG NGHIỆP – THỬ ĐẶC TÍNH CỦA QUẠT PHỤT

Industrial fans – Performance testing of jet fans

Lời nói đầu

TCVN 9074:2011 hoàn toàn tương đương với ISO 13350:1999.

TCVN 9074:2011 do 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 và Công nghệ công bố.

QUẠT CÔNG NGHIỆP – THỬ ĐẶC TÍNH CỦA QUẠT PHỤT

Industrial fans – Performance testing of jet fans

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đề cập đến việc xác định các đặc tính kỹ thuật cần thiết để mô tả tất cả các khía cạnh của chất lượng sử dụng của các quạt phụt như đã quy định trong TCVN 9073:2011 (ISO 13349). Tiêu chuẩn này không bao hàm các quạt được thiết kế cho các ứng dụng trong đường ống dẫn hoặc các quạt được thiết kế duy nhất cho tuần hoàn không khí, ví dụ, quạt trần và quạt bàn.

Các quy trình thử được mô tả trong tiêu chuẩn này có liên quan đến các điều kiện trong phòng thử nghiệm. Phép đo đặc tính trong các điều kiện ở hiện trường cũng không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả các sửa đổi).

TCVN 9073:2011 (ISO 13349:2010), Quạt công nghiệp – Từ vựng và định nghĩa của các loại quạt;

TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003), Quạt công nghiệp – Phương pháp đo rung của quạt;

ISO 1940-1:1986, Mechanical vibration – Balance quality requirements of rigid rotors – Part 1: Determination of permissible residual ubalance (Rung cơ học – Yêu cầu về chất lượng cân bằng của các rôto cứng – Phần 1: Xác định lượng mất cân bằng còn dư cho phép);

ISO 5801:1997, Industrial fans – Performance testing standardized airways (Quạt công nghiệp – Thử đặc tính khi sử dụng các đường thông gió tiêu chuẩn);

ISO 13347:-1), Industrial fans – Determination of fan sound power level under standardized laboratory conditions (Quạt công nghiệp – Xác định mức công suất âm thanh trong các điều kiện phòng thử nghiệm tiêu chuẩn);

IEC 60034-2:1972, Rotating electrical machines – Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicules) (Máy điện quay – Phần 2: Các phương pháp để xác định tổn thất và hiệu suất của các máy điện quay từ thử nghiệm (trừ các máy dùng cho xe kéo);

IEC 60034-14:1996, Rotating electrical machines – Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of the vibration severity (Máy điện quay – Phần 14: Rung cơ học của một số máy có chiều cao trục 56 mm và lớn hơn – Đo, đánh giá và các giới hạn của tính khốc liệt của rung).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 9073:2011 (ISO 13349:2010), ISO 5801 và các thuật ngữ định nghĩa sau.

3.1. Áp suất động hiệu dụng của quạt (effective fan dynamic pressure)

p_d

Đại lượng quy ước đại diện cho thành phần động lực học của công suất quạt được tính toán, trong trường hợp đặc biệt của quạt phụt, từ tốc độ hiệu dụng ở cửa ra của quạt và mật độ không khí ở cửa vào.

CHÚ THÍCH: Áp suất động hiệu dụng của quạt không giống như giá trị trung bình của các áp suất động ngang qua tiết diện vì nó không xem xét đến phần thông lượng của động năng chỉ do các sai lệch so với sự phân bố tốc độ đồng đều theo chiều trục.

3.2. Diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt (effective fan outlet area)

A_eff

Trong trường hợp đặc biệt của quạt phụt, diện tích của cửa ra đã khấu trừ đi diện tích cản của động cơ, chóp rẽ dòng hoặc các vật cản khác.

CHÚ THÍCH 1: Nếu thân giữa của hộp hoặc ống giảm thanh vươn tới mặt phẳng cửa ra của quạt thì diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt được xác định là diện tích hình vành khăn tại mặt phẳng cửa ra của quạt như đã chỉ ra trên Hình 1a).

CHÚ THÍCH 2: Nếu quạt có hộp hoặc ống giảm thanh không có thân giữa [xem Hình 1b] thì diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt sẽ gần với diện tích mặt cắt ngang bên trong hộp hoặc ống giảm thanh để cho phép loại bỏ bất cứ dạng miệng loe nào.

CHÚ THÍCH 3: Nếu thân giữa (động cơ hoặc lõi ống giảm thanh) không kéo dài tới mặt phẳng cửa ra thì diện tích hiệu dụng của cửa ra của quạt sẽ gần với diện tích hình vành khăn giữa vỏ (quạt) và động cơ nhưng lớn hơn một chút như đã xác định trên Hình 1c) đối với khoảng cách giữa thân giữa và cửa ra. Khi động cơ ở trên phía đầu dòng, Hình 1c) được áp dụng cho may ơ bộ cánh quạt hơn là áp dụng cho động cơ như đã minh họa.

Hình 1 – Diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt

3.3. Tốc độ hiệu dụng ở cửa ra của quạt (effective fan outlet velocity)

v_eff

Tốc độ được tính toán từ lực đẩy, mật độ không khí vào và diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt như đã chi tiết hóa trong 11.2.

3.4. Tốc độ ở cửa ra của quạt (fan outlet velocity)

Trong trường hợp đặc biệt của quạt phụt, tốc độ ở cửa ra của quạt, A_eff bằng lưu lượng thể tích ở cửa vào chia cho diện tích hiệu dụng cửa ra của quạt.

3.5. Công suất không khí của quạt (fan air power)

Công suất ra quy ước, trong trường hợp đặc biệt của quạt phụt, bằng tích số lưu lượng thể tích ở cửa vào và áp suất động hiệu dụng của quạt.

3.6. Tốc độ ở đỉnh bộ cánh râu (impller tip speed)

u

Tốc độ theo chu vi của các đỉnh cánh bộ cánh quạt.

3.7. Lực đẩy (thrust)

T_m, T_c

Lực đẩy của quạt được đo hoặc tính toán phù hợp với tiêu chuẩn này.

3.8. Tỷ số lực đẩy/công suất (thust/power ratio)

r_t

Lực đẩy chia cho công suất bộ cánh quạt.

CHÚ THÍCH: Đôi khi đã sử dụng một định nghĩa khác về tỷ số lực đẩy/công suất: lực đẩy chia cho công suất vào của động cơ. Định nghĩa này không được tán thành vì nó sẽ thay đổi theo động cơ được sử dụng của nhà sản xuất. Nó sẽ dẫn đến một giá trị thấp hơn vì bao gồm cả các tổn thất của động cơ.

3.9. Bộ phận che chắn bảo vệ quạt (fan guard)

Bộ phận che chắn bảo vệ được thiết kế để ngăn ngừa sự xâm nhập của các vật thể lạ tương đối lớn như các vỏ hộp đồ uống, và đôi khi được lắp đặt tại cửa vào và cửa ra của quạt phụt.

CHÚ THÍCH: Các bộ phận che chắn bảo vệ có thể có ảnh hưởng rõ rệt đến đặc tính của lực đẩy và mức tiếng ồn. Khi các thông số này được quy định nên thực hiện các phép đo với các bộ phận che chắn bảo vệ này tại vị trí của chúng.

3.10. Buồng (thông gió) (chamber)

Đường thông gió trong đó tốc độ không khí nhỏ so với tốc độ không khí tại cửa vào hoặc cửa ra của quạt.

3.11. Hàng rào thử (test enclosure)

Buồng hoặc không gian khác được bảo vệ tránh gió lùa trong đó có bố trí quạt và đường thông gió thử nghiệm.

3.12. Cấp cân bằng của cánh quạt (impeller balance grade)

Cấp G như đã quy định trong ISO 1940-1.

3.13. Tốc độ rung của quạt (fan vibration velocity)

Tốc độ rung r.m.s chưa lọc trên dải tần số 10 Hz đến 10 kHz được đo phù hợp với tiêu chuẩn này và TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003).

3.14. Hiệu suất của bộ cánh quạt (fan impeller efficiency)

Công suất không khí của quạt chia cho công suất bộ cánh quạt.

3.15. Hiệu suất chung (overall efficiency)

Công suất không khí của quạt chia cho công suất vào của động cơ.

3.16. Mức áp suất âm thanh (sound pressure level)

Lp

Mười lần logarit cơ số 10 của tỷ số giữa bình phương của áp suất âm thanh do nguồn âm thanh được thử phát ra và áp suất thanh chuẩn.

3.17. Mức công suất âm thanh (sound power level)

L_w

Mười lần logarit cơ số 10 của tỷ số giữa công suất âm thanh do nguồn âm thanh được thử phát ra và công suất âm thanh chuẩn.

3.18. Mức công suất âm thanh vào (inlet sound power level)

L_w1

Mức công suất âm thanh của quạt được xác định tại cửa vào của quạt.

3.19. Mức công suất âm thanh ra (outlet sound power level)

L_w2

Mức công suất âm thanh được xác định tại cửa ra của quạt.

3.20. Dải tần số được quan tâm (frequency range of interest)

Đối với các mục đích chúng, dải tần số bao gồm các dải octa có các tần số trung tâm giữa 63 Hz và 8 000 Hz và các dải một phần ba octa có các tần số trung tâm giữa 50 Hz và 10 000 Hz.

4 Kí hiệu và chữ viết tắt

Phải áp dụng các kí hiệu và đơn vị sau cho các thông số được liệt kê.

5. Các đặc tính được đo

5.1. Quy định chung

Để cho một kiểu quạt phụt được áp dụng đúng và đạt được chất lượng sử dụng và độ tin cậy trong vận hành tốt, cần thiết phải xác định một số đặc tính kỹ thuật ngoài các đặc điểm cơ học đã biết như khối lượng, các kích thước bao và các kích thước lắp đặt.

5.2. Lực đẩy

Ma sát trên các thành của đường hầm (đường ống), các tổn thất ở cửa vào và cửa ra và đôi khi là lực cản sự vận chuyển kết hợp bởi các tác động của khí hậu tại các cửa hầm đã tạo ra sự giảm áp qua đường hầm. Sự giảm áp suất được làm cho phù hợp bằng tổng các độ tăng áp suất bởi quạt phụt do truyền động lượng giữa dòng không khí xả của quạt và dòng không khí trong đường hầm. Vì không thể đo được động lượng dòng không khí của quạt và mức thay đổi động lượng bằng và đối lập với lực đẩy cho nên cần đo lực đẩy để thay thế.

5.3. Công suất vào

Để tính toán chi phí vận hành các quạt phụt trong đường hầm, và ở đó có thể có số lượng lớn quạt, cần phải biết công suất vào động cơ của quạt.

5.4. Các mức âm thanh

Các mức âm thanh, thường là ở cửa vào và cửa ra, được xác lập để bảo đảm rằng quạt phụt và tổ hợp ống giảm thanh đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về mức âm thanh của đường hầm.

CHÚ THÍCH: Nhà sản xuất quạt chỉ có thể bảo hành mức công suất âm thanh của quạt. Áp suất âm thanh trong đường hầm sẽ phụ thuộc vào cỡ kích thước và đặc tính hấp thụ âm thanh của đường hầm, các yếu tố này nằm ngoài trách nhiệm của nhà sản xuất quạt.

5.5. Tốc độ rung

Vì lý do an toàn, độ tin cậy và khả năng bảo dưỡng được cần thiết phải quy định và ghi lại tốc độ rung thực tế trên các quạt của đường hầm. Các tốc độ rung này phải được đo tại các điểm của bệ (gối) đỡ phù hợp với TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003).

5.6. Lưu lượng thể tích

Lưu lượng thể tích chỉ được đo nếu có yêu cầu trong hợp đồng. Đây là tốc độ hiệu dụng ở cửa ra của quạt được sử dụng để đánh giá số lượng, cỡ kích thước tối ưu và khoảng cách giữa các quạt phụt trong đường hầm và được tính toán phù hợp với 11.2.

6. Dụng cụ đo và các phép đo

6.1. Kích thước và diện tích

Phép đo các kích thước và xác định các diện tích phải phù hợp với Điều 10 của ISO 5801:1997.

6.2. Tốc độ quay

Tốc độ quay của bộ cánh quạt phải được xác định phù hợp với Điều 8 của ISO 5801:1997.

6.3. Lực đẩy

6.3.1. Các hệ thống cân bằng lực

Bằng cách sử dụng các khối lượng hiệu chuẩn, các hệ thống cân bằng lực phải cho phép xác định lực hoặc lực đẩy với độ không ổn định đo ± 5%.

6.3.2. Bộ chuyển đổi lực

Sau khi hiệu chuẩn bằng cách sử dụng các khối lượng hiệu chuẩn, các bộ chuyển đổi lực phải cho phép xác định lực đẩy với độ không ổn định đo ± 5%.

6.4. Công suất vào

Xác định công suất vào động cơ điện hoặc bộ cánh quạt phải được thực hiện phù hợp vơi Điều 9 của ISO 5801:1997.

6.5. Mức âm thanh

Hệ thống đo mức âm thanh bao gồm micro, các tấm chắn gió, dây dẫn, các bộ khuyếch đại và bộ phận tích tần số phải phù hợp với các yêu cầu được cho trong ISO 13347.

6.6. Tốc độ rung

Phải sử dụng các dụng cụ đo tốc độ rung r.m.s để ghi lại các tốc độ rung của quạt. Các tốc độ rung này phải phù hợp với TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003).

6.7. Lưu lượng thể tích

6.7.1. Dụng cụ để đo thể tích

Các áp kế để đo áp suất chênh và khí áp kế để đo áp suất khí quyển trong hàng rào thử phải tuân theo các yêu cầu của Điều 5 của ISO 5801:1997

6.7.2. Dụng cụ để đo nhiệt độ

Các nhiệt kế phải tuân theo các yêu cầu của Điều 7 của ISO 5801:1997.

7. Xác định lực đẩy

7.1. Quy định chung

Có hai kết cấu cơ bản được chấp nhận để xác định lực đẩy: kết cấu treo và kết cấu đỡ. Ngoài nhu cầu để đo lực một cách chính xác, phương pháp thứ nhất đòi hỏi các chi tiết treo phải được giữ chính xác theo phương thẳng đứng và song song với một mặt phẳng thẳng đứng đi qua đường trục của quạt, trong khi phương pháp thứ hai yêu cầu kết cấu phải chính xác và bộ phận đỡ phải ngang bằng. Trong mỗi trường hợp, lực đẩy phải được xác định bằng cách sử dụng các khối lượng hiệu chuẩn, cân lò xo hoặc bộ chuyển đổi lực.

7.2. Kết cấu treo

Các Hình 2 và Hình 3 giới thiệu các phương án bố trí điển hình của các kết cấu treo. Quạt được treo trên một khung hoặc giàn với các chi tiết treo có chiều dài ít nhất là bằng một đường kính của quạt. Khung nên cho phép dòng không khí chuyển động tự do, đặc biệt là tại cửa vào của quạt. Bên dưới hoặc xung quanh quạt là một khung cứng phục vụ cho chức năng gồm ba nhiệm vụ:

a) cung cấp điểm chuẩn cho cụm quạt thử nghiệm trong các điều kiện tĩnh,

b) cung cấp giá đỡ cho hệ thống puli để sử dụng các khối lượng hiệu chuẩn và cân lò xo, và

c) cung cấp một điểm phản ứng cho bộ chuyển đổi lực.

Trong các điều kiện vận hành, các tải trọng của hệ thống đo được điều chỉnh để đưa quạt về các vị trí tĩnh trong phạm vi ± 2 mm và như vậy bảo đảm rằng các chi tiết treo ở vị trí thẳng đứng một cách chính xác. Lực cản sau đó có thể được đo trực tiếp.

CHÚ THÍCH: Nên lưu ý rằng các tỷ số lực đẩy/trọng lượng đặc trưng cho một quạt phụt, khó có thể đạt độ chính xác mong muốn của phép đo lực đẩy bằng các biện pháp khác như đo góc của các chi tiết treo so với phương thẳng đứng hoặc thay đổi chiều cao giữa trường hợp quạt được ngắt và vận hành và sau đó tính toán lực đẩy.

CHÚ DẪN

1 Vị trí điều chỉnh được của bộ chuyển đổi/hệ thống đo

2 Dòng không khí

CHÚ THÍCH: Quạt nên được điều chỉnh ngang bằng một cách chính xác trước khi thử.

Hình 2 – Sơ đồ bố trí đo lực đẩy (phương pháp treo 1)

CHÚ DẪN

1 Các dây treo

2 Dòng không khí

3 Cân lò xo

4 Bộ giảm chấn điều chỉnh được

5 Điểm chuẩn

CHÚ THÍCH: Quạt nên được điều chỉnh ngang bằng một cách chính xác trước khi thử.

Hình 3 – Sơ đồ bố trí đo lực đẩy (phương pháp treo 2)

7.3. Kết cấu đỡ

Các phương án bố trí kết cấu đỡ được giới thiệu trên các Hình 4, Hình 5 và Hình 6. Quạt được đỡ trong một khung cứng (vững) thông qua các ổ đỡ tiếp xúc đường có ma sát thấp. Quạt được di chuyển tự do theo một trong hai chiều trong phạm vi được giới hạn bởi các cữ chặn. Trước khi bắt đầu bất cứ thử nghiệm nào, cụm quạt phải được điều chỉnh ngang bằng một cách cẩn thận, theo mỗi chiều sao cho có thể sử dụng cùng một lực để di chuyển cụm quạt dọc theo đường trục của quạt theo mỗi chiều.

Trong các điều kiện vận hành, các tải trọng của hệ thống đo được điều chỉnh để đảm bảo cho chuyển động không bị hãm lại bởi các cữ chặn. Như vậy lực đẩy có thể được đo một cách trực tiếp. Trong trường hợp sử dụng bộ chuyển đổi lực, quạt có thể được phép tiếp xúc trực tiếp với bộ cảm biến.

CHÚ DẪN

1 Chiều chuyển động của quạt

2 Dòng không khí

3 Các ổ trục tiếp xúc đường

4 Dịch chuyển có thể có của quạt

5 Dụng cụ đo lực đẩy (số đo tính bằng Kg trên dụng cụ đo + Khối lượng của dụng cụ khi treo = lực đẩy)

CHÚ THÍCH: Quạt nên được điều chỉnh ngang bằng một cách chính xác trước khi thử.

Hình 4 – Sơ đồ bố trí đo lực đẩy (phương pháp đỡ 1)

CHÚ DẪN

1 Chiều chuyển động của quạt

2 Dòng không khí

3 Bộ chuyển đổi/hệ thống đo

4 Các ổ trục tiếp xúc đường

5 Dịch chuyển có thể có của quạt

CHÚ THÍCH: Quạt nên được điều chỉnh ngang bằng một cách chính xác trước khi thử.

Hình 5 – Sơ đồ bố trí đo lực đẩy (phương pháp đỡ 2)

CHÚ DẪN

1 Chiều chuyển động của quạt

2 Dòng không khí

3 Lò xo lá

4 Cảm biến tải trọng

CHÚ THÍCH: Quạt nên được điều chỉnh ngang bằng một cách chính xác trước khi thử.

Hình 6 – Sơ đồ bố trí đo lực đẩy (phương pháp đỡ 3)

7.4. Quy trình thử

Để đảm bảo rằng lực đẩy được đo tới độ chính xác yêu cầu, phải thực hiện các bước để giảm tới mức tối thiểu các sai số do điều chỉnh/lắp đặt thiết bị thử. Mặc dù các khối lượng hiệu chuẩn hoặc các cân lò xo được quy định, nếu sử dụng cân lò xo để ghi lại lực đẩy và nó được đỡ thông qua một puli thì khối lượng của puli phải được biết một cách chính xác và được cộng vào lực đẩy đo được.

Nếu sử dụng một bộ chuyển đổi lực để đo lực đẩy thì bộ chuyển đổi này nên được hiệu chuẩn, ví dụ bằng sử dụng một puli và hệ thống quả cân, ở các khoảng thời gian không lớn hơn 12 tháng. Khi sai lệch lớn hơn 1 % số đọc thì khoảng thời gian hiệu chuẩn phải được giảm xuống 3 tháng.

Khi sử dụng phương pháp đỡ, phải chú ý đề phòng để bảo đảm rằng lực yêu cầu để di chuyển quạt theo một trong hai chiều là tương tự nhau và cụm quạt luôn ở vị trí ngang bằng.

Phải ghi lại các số đọc đẩy khi cả số đọc lực lực đẩy và công suất vào đã ổn định hoặc ít nhất là 10 min sau khi bắt đầu.

7.5. Hàng rào thử

Hình 7 giới thiệu các khoảng ở yêu cầu trong hàng rào thử.

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng đi qua bộ cánh quạt

2 Dòng không khí

Hình 7 – Hàng rào đo lực đẩy

8. Xác định mức âm thanh

8.1. Quy định chung

Các mức âm thanh được đo bằng phương pháp nửa vang lại. Phương pháp được dùng chủ yếu trong thực tế và ngoài dụng cụ đo âm thanh, các phương tiện tối thiểu được yêu cầu: một hàng rào thích hợp và một nguồn âm thanh được hiệu chuẩn.

Vì quạt chỉ có một điểm vận hành với lực cản bằng không, không có sự phức tạp xuất hiện từ tiếng ồn được phát sinh bởi “phương tiện chất tải”. Một cách tương tự, vì chỉ yêu cầu các mức âm thanh ở cửa vào hở hoặc cửa ra hở cho nên các thiết bị đầu cuối không dội lại âm thanh là không cần thiết. Nên nhận ra rằng phương pháp đo tiếng ồn phát ra bởi quạt hoặc từ cửa vào hoặc cửa ra của quạt hoặc từ vỏ quạt đều thể hiện cùng một tình trạng như khi quạt được lắp đặt trong một đường hầm.

8.2. Bố trí thử nghiệm

Sự định vị quạt, nguồn âm thanh chuẩn đã hiệu chuẩn và các đường micrô được giới thiệu trên Hình 8.

CHÚ DẪN

1 Nguồn âm thanh chuẩn

2 Đường micrô thứ cấp

3 Đường micrô sơ cấp

4 Tất cả các bề mặt cứng, được gia công tinh

CHÚ THÍCH:

1 Mặt phẳng đi qua micrô nên tạo thành góc lớn hơn 10^o so với vị trí song song với bất cứ bề mặt nào.

2 Tốc độ lớn nhất của không khí qua micro 1m/s.

3 Micro nguồn âm thanh chuẩn, RSS, và các nguồn âm thanh của quạt không được nằm trong phạm vi 0,3 m kể từ đường tâm của buồng.

4 Sự bố trí thiết bị và cánh quạt không bị hạn chế bởi tiêu chuẩn này miễn là các điều kiện ở trên được áp ứng.

5 Tiêu chuẩn này không quy định hình dạng của buồng, nhưng buồng có sự cân xứng sẽ cho kết quả thử tốt hơn (6).

6 Không quy định thể tích của buồng nhưng buồng nên có thể tích đủ lớn sao cho thể tích của quạt được thử và các đường ống gắn liền không vượt quá 1% thể tích của buồng.

Hình 8 – Hàng rào nửa vang lại âm thanh

8.3. Sự thích hợp của hàng rào

Buồng nửa vang lại (âm thanh) phải đáp ứng các yêu cầu của ISO 13347. Đườn micro sơ cấp (cơ bản) phải được định vị trên một cung hoặc đường thẳng có chiều dài từ 1,5 m đến 3 m và cách bất cứ bề mặt phản xạ chủ yếu nào không nhỏ hơn 2 m. Không có điểm nào trên đường này phải ở trong góc 45^o so với đường tâm của nguồn âm thanh của quạt, và bản thân đường micro này phải tạo thành một góc lớn hơn 10^o so với bất cứ bề mặt nào của buồng và phải được định vị về phía một góc của buồng. Đường micro phải được bố trí sao cho micro không chịu tác động của tốc độ không khí vượt quá 2 m/s (xem Hình 8).

Nguồn âm thanh chuẩn phải được định vị sao cho tâm âm thanh của nó có cùng khoảng cách đến điểm giữa của đường micro như tâm âm thanh của quạt nhưng không cách tâm âm thanh của quạt hoặc bất cứ bề mặt phản chiếu chủ yếu nào nhỏ hơn 1 mm. Nguồn âm thanh phải đáp ứng các yêu cầu của ISO 13347. Nguồn âm thanh phải được vận hành ở tốc độ tại đó nó đã được hiệu chuẩn với sai số 2%.

Với nguồn âm thanh được vận hành nhưng với bộ cánh quạt của quạt thử đứng yên, lấy các số đọc mức áp suất âm thanh ở mỗi dải octa dọc theo đường micro sơ cấp và đánh giá giá trị trung bình của mức áp suất âm thanh dọc theo đường micro này. Phải xác lập một đường micro thứ cấp, tương tự như đường micrô sơ cấp và có cùng một chiều dài, ở giữa khoảng cách giữa nguồn âm thanh chuẩn và đường micro sơ vấp và vuông góc với đường nối tạo ra khoảng cách này. Mức áp suất âm thanh trung bình dọc theo đường này ở mỗi dải octa không được lớn hơn 3 dB so với mức áp suất âm thanh trung bình của đường micro sơ cấp, cả hai giá trị này đều được hiệu chỉnh đối với tiếng ồn nền như đã nêu trong Phụ lục B.

8.4. Quy trình đo

Trước khi tiến hành các phép đo thực tế, và với quạt thử nghiệm và nguồn âm thanh chuẩn không hoạt động, phải xác định mức áp suất âm thanh trung bình trong mỗi dải octa dọc theo đường micro sơ cấp. Mức áp suất âm thanh này trong mỗi dải octa ít nhất phải thấp hơn mức áp suất âm thanh trung bình đo được từ nguồn âm thanh của quạt hoặc nguồn âm thanh chuẩn 6 dB. Nên hiệu chỉnh đối với tiếng ồn nền như đã nêu trong Phụ lục B. Với nguồn âm thanh chuẩn được vận hành, nhưng với bộ cánh quạt của quạt thử nghiệm đứng yên phải lấy các số đọc của áp suất âm thanh trong mỗi dải octa dọc theo đường mocro sơ cấp và xác định mức áp suất âm thanh trung bình L_p(r). Với nguồn âm thanh chuẩn được tháo ra và quạt thử nghiệm được vận hành, phải lấy các số đọc của mức áp suất âm thanh và xác định mức áp suất âm thanh trung bình L_p(m) trong mỗi dải octa. Các giá trị L_p(r) và L_p(m) được hiệu chỉnh khi cần thiết, như đã nêu trong Phụ lục B và mức công suất âm thanh ở cửa vào hở hoặc cửa ra hở được tính toán trong mỗi dải octa từ:

L_w = L_p(m) + L_p(r) + L_w(r)

Trong đó

L_w(r) là mức công suất âm thanh của nguồn âm thanh chuẩn.

Quạt phải được quay đi 180^o và lặp lại phép đo. Các mức cao nhất trong mỗi trường hợp phải được báo cáo.

Phương pháp bề mặt bảo giác được quy định trong ISO 3744 cũng có thể là sự lựa chọn cho sử dụng với điều kiện là phương pháp này được trình bày rõ ràng và lưu ý rằng các điểm đo có thể ở trong trường âm thanh gần và có thể cần đến các số đọc bổ sung.

9. Xác định tốc độ rung

9.1. Quy định chung

Đối với các mục đích sử dụng trong thực tế, vì quạt phụt chỉ có điểm vận hành đối với các thử nghiệm trong phòng thử nghiệm tiêu chuẩn cho nên thiết bị cho thử nghiệm tốc độ rung có thể được đơn giản hóa khi so sánh với thiết bị quy định trong TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003).

9.2. Thiết bị thử

Hình 9 minh họa thiết bị phải sử dụng để đo tốc độ rung. Các thử nghiệm phải được thực hiện với cùng một kết cấu quạt phụt như sẽ cung cấp cho khách hàng. Nói cách khác, nên lắp các ống giảm thanh ở đầu dòng và/hoặc cuối dòng khi thích hợp. Khi quy định các bộ cánh rung và yêu cầu phải đo các mức rung thì phải sử dụng độ võng tĩnh nhỏ nhất được cho trong Bảng 1 cho mục đích của phép đo.

Trừ khi có thỏa thuận khác giữa khách hàng và nhà cung cấp, bộ cánh quạt của thiết bị quạt phải được cân bằng tới cấp G 6,3 của ISO 1940-1 và động cơ điện phải được cung cấp có mức rung bình thường đối với cỡ thân động cơ phù hợp với IEC 60034-14.

Bảng 1

CHÚ THÍCH: Vì lý do thực tế, các độ võng tĩnh nhỏ nhất trong Bảng 1 được giảm đi rất nhiều trong các điều kiện vận hành thực.

CHÚ THÍCH: Các mức rung được lấy ở các liên kết cho kết cấu treo/đỡ được chỉ thị “V”.

Hình 9 – Các vị trí đo rung của quạt phụt

9.3. Quy trình thử

Trừ khi có quy định khác giữa khách hàng và nhà cung cấp, các tốc độ rung phải được đo phù hợp với Phụ lục B của TCVN 9076:2011 (ISO 14695:2003). Do sự đối xứng theo chiều trục của quạt phụt và cụm hai ổ trục đơn giản cho nên chỉ cần ghi lại rung theo chiều thẳng đứng.

Phải ghi lại số đọc về rung, một ở phía đầu dòng và một ở phía cuối dòng của giá trị lắp đặt. Các mức rung đo được phải là: tốc độ rung theo chiều thẳng đứng tính bằng r.m.s mm/s được lọc đối với tốc độ bộ cánh quạt tính bằng r/min.

9.4. Tốc độ rung chấp nhận được

Các tốc độ rung lớn nhất chấp nhận được cho trong Bảng 2.

Bảng 2

10. Xác định lưu lượng

10.1. Quy định chung

Nên lưu ý rằng lưu lượng đi qua quạt phụt không có quan hệ trực tiếp với lưu lượng đi qua đường hầm và đây không phải là yêu cầu chủ yếu trong điều kiện kỹ thuật của quạt phụt.

Có ba phương pháp để xác định lưu lượng:

a) phương pháp thứ nhất sử dụng một cấu hình buồng thử ở đầu dòng. Trong trường hợp này một quạt trợ lực tạo thành một phần của lắp đặt thử nghiệm để có thể mô phỏng đúng điểm vận hành của quạt;

b) phương pháp thứ hai sử dụng trong một ống Pitot ngang tại cửa vào của quạt phụt;

c) phương pháp thứ ba là phương pháp thuận tiện nhất nhưng có thể là kém chính xác nhất sử dụng một vòi phun Venturi hoặc cửa vào hình côn được nối với phía đầu dòng của quạt phụt như là một dụng cụ đo lưu lượng.

10.2. Phương pháp buồng thử ở đầu dòng

Lắp đặt quạt trong buồng như minh họa trên Hình 10. Phương án bố trí mô phỏng loại thiết bị A. Các tiết diện ở đầu dòng của cụm thiết bị thử phải phù hợp với 31.2 của ISO 5801:1997

Có thể sử dụng vòi phun Venturi hoặc cửa vào hình côn để xác định lưu lượng phù hợp với Điều 22 hoặc 24 của ISO 5801:1997.

Để xác lập điểm vận hành đúng của quạt khi không có áp suất ngược ngang qua quạt, quạt trợ lực của hệ thống thử phải được điều chỉnh sao cho

P_e3 = p_e2 = 0

Trong đó

p_e2 là áp suất theo áp kế trong buồng thử quạt;

p_e3 là áp suất theo áp kế tại cửa ra của quạt.

Nếu không thể điều khiển được quạt trợ lực một cách chính xác thì có thể đo lưu lượng ở nhiều hơn một điểm vận hành.

CHÚ DẪN

1 Dòng không khí

2 Màn chắn

Hình 10 – Thiết bị đo lưu lượng (buồng thử đầu dòng)

10.3. Phương pháp ống Pitot ngang ở đầu dòng

Đối với phương pháp này, nên xác định lưu lượng phù hợp với Điều 26 của ISO 5801:1997 (tốt hơn là ở đầu dòng của bộ cánh quạt) (xem Hình 11).

10.4. Dụng cụ đo lưu lượng được nối trực tiếp

Dụng cụ đo lưu lượng phải được nối bằng phương tiện thích hợp với cửa vào của quạt như đã minh họa trên Hình 12. Các chi tiết của vòi phun Venturi phải phù hợp với Hình 11 của ISO 5801:1997, trong khi cửa vào hình côn phải tuân theo Hình 16 của ISO 5801:1997. Đối với mục đích xác định lưu lượng khi cửa vào hình côn phải tuân theo Hình 16 của ISO 5801:1997. Đối với mục đích xác định lưu lượng phù hợp với tiêu chuẩn này, không yêu cầu phải dùng cơ cấu chống xoáy. Lưu lượng đối với vòi phun Venturi được tính toán phù hợp với Điều 22 và lưu lượng đối với cửa vào hình côn phù hợp với Điều 24 của ISO 5801:1997

CHÚ DẪN

1 Dòng không khí

Hình 11 – Thiết bị đo lưu lượng (ống Pitot ngang ở đầu dòng)

CHÚ DẪN

1 Cửa vào hình côn

2 Dòng không khí

3 Vòi phun Venturi

4 Các lỗ tháo bên cạnh

Hình 12 – Thiết bị đo lưu lượng (mối nối trực tiếp)

11. Trình bày các kết quả

11.1. Mô tả sản phẩm

Mô tả sản phẩm phải bao gồm ít nhất là các thông tin sau:

a) Mẫu (model) tham chiếu;

b) Cỡ kích thước của quạt;

c) Tốc độ quay;

d) Công suất danh định của động cơ và cỡ thân;

e) Dữ liệu của nguồn cấp điện;

f) Khả năng vận hành ở nhiệt độ cao;

g) Các kích thước bao;

h) Các kích thước lắp đặt;

i) Khối lượng của cụm quạt;

j) Các phụ tùng, ví dụ bộ phận che chắn bảo vệ, các bộ cánh rung

k) Thiết bị giám sát tình trạng.

11.2. Đặc tính của sản phẩm

Đặc tính của sản phẩm được mô tả trong 11.1, các đặc tính này có thể được cho như một bản danh sách bao gồm ít nhất là các thông tin sau:

a) lực đẩy;

b) tốc độ hiệu dụng ở cửa ra của quạt (xem chú thích 1 bên dưới);

c) công suất vào của động cơ;

d) các mức công suất âm thanh lớn nhất ở cửa vào hở hoặc cửa ra hở (xem chú thích 2 bên dưới);

e) các tốc độ rung lớn nhất ở phía đầu dòng và cuối dòng

Theo thỏa thuận với khách hàng, có thể cung cấp các dữ liệu cho các vận hành “thuận chiều” và “ngược chiều”.

Luôn luôn phải trình bày rõ các phụ tùng nào đã được lắp khi tiến hành các thử nghiệm đặc tính.

CHÚ THÍCH 1: Tốc độ hiệu dụng ở cửa ra của quạt v_eff được sử dụng để tính toán hệ số điều chỉnh k cho lực đẩy do tốc độ của dòng chính trong đường hầm v_t, trong đó:

v_eff có thể được xác định một cách tốt nhất là:

Vẽ định nghĩa của diện tích cửa ra của quạt A_eff, xem 3.2.

CHÚ THÍCH 2: Theo thỏa thuận với khách hàng, có thể giới thiệu các dữ liệu vẽ mức âm thanh theo một dạng lựa chọn khác. Ví dụ như các áp suất âm thanh cầu thang A ở 10 m hoặc 3 m, 45^o trong trường tự do.

Cũng theo thỏa thuận với khách hàng phải quyết định lựa chọn giữa mức âm thanh được cho dưới dạng chỉ một trong số hoặc trong mỗi dải octa.

CHÚ THÍCH 3: Nếu có yêu cầu của hợp đồng, có thể xác định lưu lượng bằng một trong các phương pháp cho trong Điều 10.

12. Dung sai và quy tắc chuyển đổi

12.1. Dung sai

Đặc tính được dẫn ra là đặc tính có khả năng xảy ra lớn nhất, không phải là giá trị nhỏ nhất hoặc giá trị lớn nhất. Các giá trị dung sai áp dụng cho các quạt phụt vận hành không có lực cản bên ngoài và được thử nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn này.

Như đã chỉ dẫn trong Bảng 3, các dung sai được dự định sử dụng có tính đến độ ổn định đo và các thay đổi trong chế tạo. Khi không có các kết quả thử trực tiếp, xem Phụ lục C.

Các ảnh hưởng được mô tả trong các chú thích cho Bảng 3 có liên quan đến các dung sai lớn trong Bảng 3, để tránh các quy trình hiệu chỉnh phức tạp. Phần thêm vào của các độ không ổn định đo này, trong một số trường hợp có thể làm tăng dung sai chung về công suất hấp thu lớn hơn 5% so với công bố.

12.1. Quy tắc chuyển đổi

Các quy tắc chuyển đổi được giới thiệu trong Phụ lục C được áp suất cho các cụm quạt có sự tương tự với nhau về hình học. Trong trường hợp quạt phụt đó là sự tương tự của các đặc trưng sau:

a) chiều dài ống giảm thanh;

b) dạng hình học của ống giảm thanh;

c) hình dạng miệng ống giảm thanh;

d) tỷ số may ơ của bộ cánh quạt;

e) prophin đầu nhọn của bộ cánh quạt;

f) hình dạng của cánh và độ cứng vững;

g) góc đặt cánh;

h) kết cấu độ (giá) đỡ của động cơ;

i) cỡ động cơ;

j) khe hở đầu cánh (kết cấu thông khói).

Trong thực tế phải thừa nhận rằng sẽ là không hợp lý nếu mỗi kết cấu của quạt phải trải qua một thử nghiệm trực tiếp. Cũng như vậy, sẽ tương tự hoàn toàn về hình học thường không thể đạt được. Tuy nhiên trách nhiệm của nhà sản xuất là phải xác nhận bất cứ các quy tắc chuyển đổi nào được sử dụng là đúng.

Ứng dụng của các quy tắc chuyển đổi phải được giới hạn như sau khi tính toán đặc tính của quạt khác từ thử nghiệm trực tiếp và cho phép có sai lệch nào đó về sự tương tự hình học.

Cỡ quạt: ± một bậc của R20

Tốc độ quay: tốc độ thử x 1,3 hoặc tốc độ thử /1,3.

Bảng 3

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

MINH HỌA NGUỒN ÂM THANH CHUẨN

Nếu không sẵn có trên thị trường một nguồn âm thanh chuẩn đã hiệu chuẩn thì có thể sử dụng một bộ cánh quạt được chế tạo phù hợp với Hình A.1 và được hiệu chuẩn chính xác

CHÚ DẪN

1 Quay

2 Tấm thép cacbon thấp, dày 1 mm

3 Được lắp chặt bằng đinh tán

Hình A.1 – Chi tiết cánh quạt

PHỤ LỤC B

(Tham khảo)

HIỆU CHỈNH CÁC MỨC ÁP SUẤT ÂM THANH

Khi mức áp suất âm thanh của quạt đang chạy vượt quá 10 dB hoặc lớn hơn so với tiếng ồn nền với quạt dừng lại thì không cần phải hiệu chỉnh.

Khi độ chênh lệch nhỏ hơn 10 dB nên áp dụng sự hiệu chỉnh được cho trong Bảng B.1

Bảng B.1

Khi độ tăng nhỏ hơn 3 dB thì các phép đo thường không có ý nghĩa nữa.

PHỤ LỤC C

(Tham khảo)

QUY TẮC CHUYỂN ĐỔI

C.1. Quy định chung

Theo thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng, phải sử dụng các quy tắc chuyển đổi sau khi xác định đặc tính của quạt không được thử nghiệm trực tiếp. Sự chuyển đổi chủ yếu dựa trên cơ sở sử dụng các hệ số không có thử nghiệm. Một quy trình khác được sử dụng cho các mức âm thanh.

C.2. Các hệ số đặc tính

C.2.1. Hệ số lưu lượng

Trong đó:

A_a là diện tích hình vành khăn của bộ cánh quạt;

u là tốc độ tại đỉnh bộ cánh quạt (= ).

C.2.2. Hệ số lực đẩy

 (xem chú thích 2 bên dưới)

C.2.3. Hệ số công suất

CHÚ THÍCH 1: Không nên tính toán T_C từ . Sai số lớn có thể xuất hiện do sử dụng công thức này, chủ yếu là do sự không đồng đều của tốc tại cửa ra của quạt và thiếu độ ổn định đối với diện tích hiệu dụng ở cửa ra của quạt.

CHÚ THÍCH 2: Các hệ số đặc tính nêu trên khác với các hệ số đặc tính trong ISO 5801 nhưng đã được xác định để đưa ra sự tương quan đúng của các dữ liệu thử nghiệm cho các quạt phụt hướng trục.

C.2.4. Mức công suất âm thanh

Các mức công suất âm thanh tổng phải được chuyển đổi theo quan hệ sau (xem chú thích bên dưới).

Trong đó:

N_c là tốc độ quay tính toán;

N_t là tốc độ quay thử nghiệm;

D_Rc là đường kính danh nghĩa tính toán của quạt;

D_Rt  là đường kính danh nghĩa thử nghiệm của quạt.

CHÚ THÍCH: Nếu sử dụng qua hệ trên để tính toán mức âm thanh dải octa thì nên có sự điều chỉnh thích hợp các thay đổi của tần số đi qua của cánh cho dải octa khác với dải octa dùng cho quạt thử nghiệm.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 3744:1994, Acoustics – Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure – Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane (Âm học – Xác định các mức công suất âm thanh của các nguồn tiếng ồn khi sử dụng áp suất âm thanh – Phương pháp kỹ thuật trong một trường về cơ bản là tự do trên một mặt phẳng phản xạ).

[2] TCVN 6627-1:2008 (IEC 60034-1:1996), Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance (Máy điện quay – Phần 1: Tự số danh định và đặc tính).

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Ký hiệu và chữ viết tắt

5. Các đặc tính đo được

6. Dụng cụ đo và các phép đo

7. Xác định lực đẩy

8. Xác định mức âm thanh

9. Xác định tốc độ rung

10. Xác định lưu lượng

11. Trình bày các kết quả

12. Dung sai và các quy tắc chuyển đổi

Phụ lục A (Tham khảo) Minh họa nguồn âm thanh chuẩn

Phụ lục B (Tham khảo) Hiệu chỉnh các mức áp suất âm thanh

Phụ lục C (Tham khảo) Quy tắc chuyển đổi

Thư mục tài liệu tham khảo