吸油煙機集煙腔的進風面積與性能參數的分析研究

許寧輝

（廣東萬和新電氣有限公司 佛山 528305）

引言

廚房作為室內污染的重災區，每天都會產生大量對人體有害的油煙氣體，這些氣體不止對我們呼吸系統產生強烈的刺激，還會引起咽喉炎、鼻炎、氣管炎等疾病。煙氣中還含有大量的雜環胺化合物和多環芳烴化合物等致癌物，長期接觸會增加我們患癌的幾率。吸油煙機作為廚房換氣最重要的家電，其風量和最大靜壓對于吸煙效果有直接關系，風量和最大靜壓越大，表明吸油煙機能更快和更多的吸盡油煙。影響人們健康的除了煙氣外，還來自吸油煙機本身的運行噪音。實驗表明，人們長期接觸噪音，會引起聽力下降、神經性耳鳴等，從而影響著居民的健康。所以我們在考慮增大風量和最大靜壓的同時，也要考慮降低吸油煙機的運行噪音。

會寧縣是西北教育名縣，自恢復高考以來，全縣累計向全國大中專業院校輸送優秀畢業生5.1萬名，其中獲得博士學位者500多人，碩士學位者近2000多人，學士學位者近2萬人?！邦I導苦抓，教師苦教，學生苦學，家長苦供，親友苦幫”的“五苦”精神已經是我們這一區域的特有的教育文化。我們在班級文化建設中深入挖掘教育中可歌可泣的感人的事例，培育學生的核心素養。

吸油煙機的性能和許多因素有關，其中一個關鍵因素就是進風面積。目前市面上銷售的煙機，其中一個主打賣點就是進風面積，但是否進風面積越大就能得到越大的風量、更大的靜壓和更小的噪音，目前還沒有人做過相關的測試和研究。本文只通過改變吸油煙機的集煙腔上進風面積來做測試，其余的相關因素都設定為定量不變，進行研究對比。通過數據變化，設計出最佳進風面積，提高吸油煙機的風量、最大靜壓、噪音和能效參數，并為后續的產品研發提供理論基礎。

1 實驗部分

1.1 實驗樣品和方案

本文提及的吸油煙機帶有集煙腔（圖1），進風孔設置在集煙腔的進風區域內，通過改變集煙腔進風區域內的進風面積進行研究測試，其他變量均為固定不變。由于考慮到集煙腔的結構強度和可量產性，故將集煙腔條形孔設計為兩種不同類型，圖1為集煙腔樣品三維圖形，中間區域為進風區域，吸油煙機通過集煙腔進風區域中的單、雙條形孔進風。單、雙條型孔均為24個，單條形孔長寬尺寸為222*8 mm；雙條型孔長寬尺寸為107.5*8 mm。

圖1 集煙腔三維圖形

通過設計十組方案，每組都減少相同的進風面積，再通過儀器設備測試出相關數據。方案一為進風面積最大，單、雙條形孔各24個，通過計算機三維軟件可得出進風面積最大約為94 657；方案二在方案一的基礎上，左右兩邊各減少1個單、雙條形孔，減少進風面積約為8 053 ，方案二的進風面積約為86 604 。以此類推，直至方案十。

1.2 實驗設備和測試方法

P—每一個工況點主電機輸入功率。

圖2 空氣性能試驗裝置原理

圖3 空氣性能試驗裝置測試圖

相對于其他施工技術，帷幕灌漿技術操作較為方便。在開展帷幕灌漿技術的過程中，必須充分結合施工方案，在合理的位置進行鉆探和灌漿。隨著時間的延續，水泥會完成凝固，凝固的水泥和周圍的泥土形成堅硬的保護物，也就是形成了效果較好的帷幕防滲系統。帷幕灌漿技術具有以下特點：適用范圍廣、施工成本低、施工成果佳。

第四，生態文明“四梁八柱”制度逐步筑牢。中共中央和國務院加強頂層設計,先后制定《關于加快推進生態文明建設的意見》《生態文明體制改革總體方案》,國家發改委等在落實層面聯合出臺《綠色發展指標體系》《生態文明建設考核目標體系》,為生態文明建設確立了基本框架?！董h境保護法》《大氣污染防治法》《環境空氣質量標準》等完成制修訂,河長制、湖長制、灣長制相繼推出,生態環境評價和考核制度不斷完善,國家公園體制試點、低碳城市、海綿城市等試點開展得如火如荼,與生態文明建設頂層設計互為補充。

圖4 全球包絡法噪聲測試點簡圖

圖5 噪聲測試裝置測試圖

1.3 試驗計算方法

1.3.1 風量（qv）：每個工況點試驗氣道上游側的空氣密度公式：

“要改變自己的命運就要有不服輸的精神，敢闖敢拼才會贏”。2010年，團場出臺了一系列優惠政策，鼓勵職工發展自營養殖，他辭職下海當年養雞12000只，成活率達到90%以上，種植的100畝棉花單產走在全團前列，當年實現純收入49萬元。他在團部購買了樓房，買了臺754播種機，為了兒子上學方便，買了小汽車。當年機車僅拉棉花和打桿兩項，實現純收入7.7萬元，種植棉花和養殖雞純收入達35萬元。

式中:

ρa—試驗條件下的空氣密度；

θa—環境溫度和環境氣壓；

盡管現代社會人們的責任要求也有一定的差異性，但這種差異是基于社會角色的不同，而非基于社會等級秩序中先天的和相對固化的倫理身份或政治身份，該差異的背后蘊含著現代社會權利和責任的對等，身份角色的平等、開放與可變動性。即使家庭中血緣親情的天然倫理關系是恒常的現實，但現代社會家庭成員之間也從尊卑上下的關系轉變為平等互愛的關系、從單向性責任轉換為相互性責任。現代家庭和社會構建了新型的人際倫理關系，儒家的孝悌、仁愛等蘊含著差等秩序的概念都需經過內涵上的重新詮釋和創新轉換才能進入現代社會的道德話語系統。

在小組合作過程中，為了更大地發揮同學之間的合作效能，可采用下列競爭方法，如：表揚激勵法、小組得分制、評選最佳組員等，可采用激勵性語言，并把小組合作成果具體量化，進行評比、給予公布。

pba—計算每一個工況點的試驗工況下的風量。

式中：

在現場作業時，要安置專門的人才對鋼筋放置的地方進行監管，確保相關的安全作業，在實際的工作中進行相關的專業化培訓和安全方面的培訓，嚴格檢查施工員工踐踏鋼筋的現象，加大現場的監督力度，而且提示有關工作員工對鋼筋開展捆綁工作過程中，不要踩踏完好的鋼筋，盡量的擴大鋼筋的利用性質和接受力的大小。在結束所有的鋼筋捆扎以后，有關工作員工要開展鋼筋水泥的牢固工程，需要進行一系列的安全防范工作，使用鋼絲對與所有鐵絲開始加固，牢固工作完成以后對工作的地方開展澆灌建筑混凝土保護的工作，而且要保證混凝土保護膜的厚度的適宜程度，一定程度上保證安全操作作業，不會使得鋼筋的正常利用時間長短產生影響。

qv—試驗工況下的風量；

a—孔板系數；

d—孔板開孔直徑；

pa6—減壓筒內計示靜壓。

將平均A計權聲壓級換算成A計權聲功率級：

1.3.2 全壓效率（ηB）：

計算每個工況點的試驗工況下的全壓：

計算每一個工況點的空氣標準狀態下的全壓：

pFB—試驗工況下的全壓；

K—試驗設備結構常數；

D4—試驗裝置擴散段上游直徑。

式中：

式中：

pFBn—空氣標準狀態下的全壓。

(11) (x → y) → 1 = (x → 1)(y1), (xy)1 = (x1) → (y → 1);

式中：

ηB—試驗工況下的全壓效率；

根據標準GBT 17713-2011《吸油煙機》對樣機空氣性能進行測試。風量、靜壓和全壓效率通過空氣性能試驗裝置測試并計算得出。試驗過程為吸油煙機氣流依次通過連接器、十字整流器和擴散段后進入減壓筒。通過變換減壓筒下游孔板的開孔直接d，而測得每一個工況點的動態測試數據，并通過計算得出空氣性能試驗的結果，測試原理和測試過程見圖2和圖3。

1.3.3 噪聲

通過圖3的全球包絡法噪聲測試法，分別測得A、B、C、D四個測試點的數據后，代入下列公式可計算出A計權聲功率級結果。

計算表面平均A計權聲壓級：

式中：

計算試驗每一個工況點的試驗工況下的全壓效率：

Lpm—測量表面平均A計權聲壓級；

問卷調查采用分層整群抽樣方法，選擇工程學院電氣工程與自動化、電子信息科學與技術、生物醫學工程、建筑學和物理學5個專業共20個自然班的學生作為調研對象，于2017年4月隨機抽取樣本發放問卷進行調查。

Lpi—第i點的A計權聲壓級；

i——為A、B、C、D四個測試點。

傳感與檢測技術課程具有實踐性強、應用性強的特點,但是其課程內容相對較為分散，缺乏系統性和連續性，學生學習有難度。

式中：

LWA—A聲功率級；

某煤炭企業位于有“黔之腹、滇之喉、蜀粵之唇齒”之稱的安順市北郊。其核定生產能力為60萬噸，可采煤炭儲量約4988萬噸。主要生產產品為無煙煤，硫分低于1.0%，煤層賦存條件和煤質均較好，其原煤質量參數情況如表1。

噪音通過全球包絡法進行噪音測試，原理圖見圖4，球面半徑SR為1.414 m，四個測試點A、B、C、D分別處于比被測吸油煙機風機葉輪中心低1 m的水平平面與球表面橡膠形成的周圍上均布的四個位置，測試過程見圖5。

S—測量表面面積；

FIFO是假定先入庫的存貨先發出(銷售或耗用)，并根據這種假定的成本流轉次序確定發出存貨成本的一種方法。這種方法可以隨時結轉存貨發出成本，但較繁瑣。如果存貨收發業務較多、且存貨單價不穩定時，工作量較大，費時費力。假定先購進的先發出，使存貨接近于購貨成本，期末資產總價值具有真實性。但在通貨膨脹情況下，銷售成本偏低，使得利潤虛增，會產生更高的稅收。

S0—1 m2；

女孩們沒一個人搭理她。說話的女孩比書娟低一年級，家在安慶鄉下，母親是個富孀，不知從哪里來的怪念頭，把女兒送到南京受洋教育。

K2—環境修正值；

K3—溫度修正值。

2 測試計算結果對比討論

1） 通過測試和計算，得出表1的數據。數據中風量、全壓效率、最大靜壓為正相關，越大越好。數據中噪音、轉速和功率為負相關，越小越好。

表1 進風面積變化與相關性能的參數的變化

通過上面測試數據可以看出，吸油煙機隨著集煙腔進風面積的不斷縮小，風量、噪音、全壓效率、最大靜壓、轉速和功率都表現出一定的規律。從方案一到方案十的數據看出，風量在方案六之前，波動比較小，能維持在17 m3/min以上，但在方案六之后，波動明顯增加，并呈現逐步下降的趨勢。在方案九以后，風量急劇下降，下降到15.846 m3/min，為測試最低值。另外從數據看到，噪音是一個上升的過程。噪音在方案六之前，波動幅度不大。在方案六到方案八是逐漸上升的階段，趨勢開始加快。方案八到方案十，參數波動劇烈，并在方案十時直接上升到69.27 dB(A)，為測試最高值。全壓效率從方案一到方案十是從逐步上升到劇烈下降的一個過程，在方案四的時候達到最高值26.42 %，在方案十的時候下降到最低25.94 %。最大靜壓從方案一到方案十也是前期逐漸升高的過程，在方案七時達到最高442.21 Pa，然后波動開始加劇。轉速隨著進風面積的減小逐漸升高，而功率正好相反，隨著面積減小而逐漸減小。

2）總結

通過測試和數據分析得出，該數據有兩個臨界點。第一個臨界點為方案九，集煙腔的進風面積為30 233，從方案九到方案十各相關數據會明顯變化，其中風量、全壓效率會明顯變小，方案九風量為16.652 m3/min，方案十風量只有15.846 m3/min，風量減少了0.806 m3/min，下降幅度為4.84 %。方案九全壓效率為26.29 %，方案十全壓效率只有25.94 %，全壓效率減少了0.35 %，下降幅度為1.33 %。同時噪音明顯增大，方案九的噪音為68.17 dB(A)，方案十的噪音為69.27 dB(A)，噪音增加了1.1 dB(A)，上升了1.72 %。

第二個臨界點為方案四、五、六，各項性能都能保持在相對高位。風量一直保持在17 m3/min以上，比較穩定。噪音維持在較低的水平。全壓效率和最大靜壓在此區間內為十組數據的最大值。

3 結論

結果表明，本文中的吸油煙機的性能并不是隨著進風面積越大而變得越好，而是存在明顯的臨界點。本文中的集煙腔進風面積要保證在30 233 才能避免性能參數的劇烈波動。最好的進風面積在方案四～方案六之間，就是進風面積54 392～70 498之間，各項測試參數都表現得比較穩定，各項性能參數都是比較好。此次研究測試對于后續的集煙腔進風口設計有很好的指導作用。