吸油煙機風量檢測中可靠性分析

黃宇斌，武 政，李炳峰，藍春浩

（廣東出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，廣州 510623）

前言

風量是吸油煙機的一項重要性能指標，目前適用的國家標準為GB/T 17713-2011《吸油煙機》。其空氣性能測試方法等同采用IEC 60665:1980 中的附錄D，測量裝置如圖1 所示。

被測試吸油煙機出風口經(jīng)連接器與測量裝置口相接，排出的氣流通過小角度擴散到達裝有氣流調(diào)節(jié)器（整流柵）的減壓筒，經(jīng)過孔板節(jié)流孔口排出。對于給定的減壓筒內(nèi)徑D6 和節(jié)流孔徑d，通過測量截面的靜壓、環(huán)境溫度和大氣壓等參數(shù)可以計算出風量，改變不同節(jié)流孔徑d，可以得到相對應(yīng)的風量值，從而等到相應(yīng)的性能曲線。測試裝置的具有結(jié)構(gòu)簡單、便于計量的特點。

考慮到標準規(guī)定（測試時間不能超過半小時）和實際加工孔板的要求，測量裝置的孔板個數(shù)有限，實際的測試，不能測量特定的工作點。只能通過最靠近特定點的實際工作點的數(shù)值，進行擬合計算出風壓和全壓效率。

圖1 外排式吸油煙機的測試裝置

1 工況點的計算

標準GB/T 17713-2011 給出了對于吸油煙機空氣性能試驗方法和測量裝置的計算公式：

吸油煙機的靜壓計算公式為：

式中：ρa為環(huán)境空氣密度；

Ph為環(huán)境氣壓；

θa為環(huán)境溫度；

qv為試驗工況下的風量；

α 為孔板系數(shù)，由GB/T 17713-2011 表c.1 查取；

d 為孔板開孔直徑，單位為米；

ps6為減壓筒內(nèi)計示靜壓；

pfb為試驗工況下的全壓；

k 為試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)常數(shù)，由GB/T 17713-2011 表c.2查取；

d4為試驗裝置擴散段上游直徑；

ps2n為空氣標準狀態(tài)下的靜壓；

pfbn為空氣標準狀態(tài)下的全壓；

ρn為空氣標準狀態(tài)下的空氣密度，取值1.2kg/m3；

ηb為對應(yīng)工況點的全壓效率；

p 為對應(yīng)工況點的主電機輸入功率。

各量均采用國際單位。由式（1）-（6）可以推導(dǎo)出以下的公式（7）：

從式（7）可以看出，各工況點的節(jié)流孔直徑d 的計算，和d4、d6、ps2n、qv有關(guān)。

根據(jù)標準的定義，當吸油煙機的靜壓（ps2n）為0 時，吸油煙機單位時間內(nèi)輸送的氣體體積為其風量值。即可以得出公式（8）。

1.1 零靜壓工作點

令式（8）的左邊為0，對d 求解，得到與零靜壓工況的風量。表達式為

從上式，可以看出d 與α、d4、d6和k 相關(guān)，α 和k 也與d4、d6有關(guān)，即得出d 與d4、d6相關(guān)。

考慮到目前的外排式吸油煙機的主要接口直徑為160mm、170mm和180mm三種。為減少計算量，取試驗裝置的接口直徑與外排式吸油煙機的直徑相同。計算出三種不同直徑下，吸油煙機的風量值對應(yīng)的孔板直徑d。詳見表1。

通過某型號（排氣管直徑為160mm）的吸油煙機進行測試，吸油煙機全部的風量由板孔處完全排出。

1.2 非零靜壓工作點

GB/T 17713-2011 中規(guī)定，全壓效率是指吸油煙機的規(guī)定風量（7m3/min）和規(guī)定風量時空氣標準狀態(tài)下的全壓值的乘積，與規(guī)定風量時主電機輸入功率的比值。全壓效率的最低要求為（大于等于）15%。

表1 零靜壓時，孔板直徑

表2 規(guī)定風量時的板孔直徑

圖2 具有卡位的接風口

圖3 最大風量時，遮擋物之間的夾角

圖4 拆除遮擋物的過渡罩

將標準風量換算成標準單位，即為0.1167m3/s，空氣標準壓力為101Pa，帶入式（7），計算得出相應(yīng)的板孔直徑，見表2。

為了得到較為準確的全壓效率，和加工的工藝特點，選取直徑為120mm 和140mm 的板孔直徑。測量出電機的功率、風量、標準全壓和工況靜壓。通過擬合計算出風量為規(guī)定風量的全壓值。

2 數(shù)據(jù)分析

本文通過對風量的相關(guān)公式進行分析，在合理的假設(shè)條件（零靜壓和非零靜壓）下，得出了風量和板塊之間較為理想的函數(shù)關(guān)系。簡化了吸油煙機風量的測試過程，以120mm 和140mm 孔板為工作點，通過測量吸油煙機的風量、效率（包括功率、標準全壓和工況靜壓參數(shù)），通過插值法，計算出吸油煙機的全壓效率。

通過對某型號吸油煙機的測量，通過2 點法計算出的全壓效率為20.9%，耗時5 分鐘。而使用標準規(guī)定的10 孔板法測試時間為15 分鐘，計算的全壓效率為20.8%。

3 測試中注意事項

如果在測試時，沒有去除遮蓋件，就會使得測試的風量值可靠性不高。

在測試某品牌吸油煙機時，產(chǎn)品的排風接口處，有約10mm 卡位，如圖2 所示。

沒有除去兩邊的除遮擋物，當打開風機時，風道不是完全打開。如圖3 所示，吸油煙機最大檔位時，由于有卡位阻擋，兩個遮擋物之間還有30°的夾角，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)偏差較大。

如果在測試時，沒有去除遮擋物，就會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)存在偏差。某品牌吸油煙機在沒有去除遮擋物時，全壓效率為13%。去除遮擋物后按照圖4 進行測量時，全壓效率為21%。

在進行吸油煙機風量測試時，必須首先測量吸油煙機的接口直徑，如果超出了上述的分析限值，會導(dǎo)致測量的誤差較大。同時保持測試設(shè)備和吸油煙機煙道順暢，才能得到較為滿意的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

本文提出了一種簡單的吸油煙機風量計算方法，通過與傳統(tǒng)的多板孔測試方法相比較，大大地減少了測試時間和工作強度。但在實際的檢測中，由于排風口的直徑相差較大，使得風量的計算值與傳統(tǒng)的測試方法相差較大。因此，對相關(guān)參數(shù)研究還需要再深入的研究。

[1]GB/T 17713-2011,吸油煙機[S].

[2]GB/T 13380-2007,交流電風扇和調(diào)速器[S].