家用真空洗尘器空气性能的实验研究

1、引言

　　真空吸尘器是利用电动机叶轮旋转时，在密封的壳体内产生较大的真空度形成负压，吸取尘埃、碎屑，并利用过滤装置对其进行过滤和净化的一种电动清洁工具。从整个气流通道来说，真空吸尘器主要由进气软管、滤尘装系统、电风机系统以及排气管道组成。其中电风机系统是电动机和风机的组合体，用于产生真空度和风量，是真空吸尘器的核心部件。图1为吸尘器结构原理图，图2为电风机系统结构示意图。

　　由于真空吸尘器内部流场非常复杂，采用CFD技术很难对其流场进行准确的模拟，因此实际工程上很少采用。为了弄清各部件对真空吸尘器空气性能的影响，本文采用实验分析的方法，首先分别对真空吸尘器整机和单独电风机进行空气性能测试，然后对实验结果进行对比分析，找出影响吸尘器真空度、风量和吸入效率等重要性能参数的主要因素。

2、实验方法与设备

　　本实验的主要目的是测量吸尘器的风量、真空度、输入功率，从而得出吸入功率、吸入效率。

　　测试装置示意图如图3所示。此装置按照参考真空技术网公布的相关规定设计制造，测试条件及测试方法也满足国家的相关标准。

2.1、风量的测定

　　风量的测定采用毕托管法。从空气数据测量用的压力计上读数，按以下公式计算风量值：

　　式中：Q-风量，m³/min；H_d-压力计读数，Pa。

2.2、真空度的测定

　　从连接在均压箱上的真空度测定用压力计上读取真空度值Hs，单位为Pa。

2.3、吸入功率和吸入效率的计算

　　吸入功率：P₂=H_sQ

　　式中：P₂－吸入功率，W；H_s-真空度，Pa；Q－风量，m³/min。

　　吸入效率的计算公式：

　　式中： g－吸入效率，%；P₂－吸入功率，W；P₁－输入功率，W。

3、实验结果与分析

3.1、实验结果及处理

　　以国内某款家用真空吸尘器为研究对象首先对其整机进行空气性能测试，测试结果如表1。

表1 整机实验结果

　　根据真空技术网提供的资料，在额定电压、额定功率下运转时，1000W以上功率家用真空吸尘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，该款吸尘器没有达到国家标准。为了找出问题所在，对单独电风机系统进行空气性能测试。测试结果如表2。