Подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам.
I. Расчет механической вентиляции помещения
1. Вычерчивают схему системы вентиляции. Обозначают изгибы, прямолинейные участки.
Рис. 1. Схема системы вентиляции помещения
2. Длину прямолинейных участков l Т i и диаметр труб воздуховодов d Т j считаем заданными, [м]: l Т I = 4, l Т II = 2, l Т III = 1, l Т IV = 5, l Т V = 4, l Т VI = 3, l Т VII = l Т XI = l Т XII = 15, l Т VIII = 3, l Т IX = 5, l Т X = 10; d Т I = d Т II = d Т III = d Т IV = 0,5, d Т V = d Т VIII = d Т IX = 0,3, d Т VI = d Т VII = d Т X = d Т XI = d Т XII = 0,15.
3. Определим необходимый воздухообмен, который должен быть в помещении. Для удаления из помещения избыточного количества тепла, необходимый воздухообмен рассчитывают по формуле:
, [м3/ч]
где QИЗБ – избыточное количество тепла, которое выделяется в помещении всеми источниками, [Вт]; С = 1 Дж/кг × К – теплоемкость сухого воздуха; r = 1,174 кг/м3 - плотность воздуха; ТВВ, ТВН – температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, 0С.
WT = 
=37572,5 м3/час
4. Определяют производительность вентилятора: WB = K З WT, где K З = 1,3..2,0 – коэффициент запаса.
W В =1,7*37572,5=63873,25
5. Рассчитаем потери напора на прямолинейных участках воздуховодов:
,
Y Т =1,02 – коэффициент, учитывающий сопротивление труб; v ср – средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети.
На участках, прилегающих к вентилятору v ср = 8..10 м/с, а для наиболее удаленных участков v ср = 1..4 м/с.
HP(I)= 
=43,11 Па HP(II)= 
=193,99 Па
|
|
|
HP(III)= 
=97,00 Па HP(IV)= 
=53,89 Па
HP(V)= 
=71,85 Па HP(VI)= 
=107,77 Па
HP(VII)= 
=538,87 Па HP(VIII)= 
=53,89 Па
HP(IX)= 
=89,81 Па HP(X)= 
=359,24 Па
HP(XI)= 
=538,87 Па HP(XII)= 
=538,87 Па
1. Определяем суммарные потери напора на всех прямолинейных участках воздушной сети: 
.
HPI =43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па
2. Рассчитывают местные потери напора в изгибах, переходах, жалюзи:
,
где Y М – коэффициент местных потерь. YМ выбирается из таблицы 2.
Таблица 2
| Наименование местного сопротивления | YМ |
| 1) Изгиб a = 90 0 a = 120 0 a = 150 0 | 1,1 0,5 0,2 |
| 2) Переход расширение сужение | 0,5..0,8 0,2..0,3 |
| 3) Жалюзи вход выход | 0,5 3,0 |
HMJ(1)=0,5*3,0*1,174*92=142,64 Па HMJ(2)=0,5*1,1*1,174*92=52,30 Па
HMJ(3)=0,5*0,7*1,174*32=3,70 Па HMJ(4)=0,5*0,5*1,174*32=2,64 Па
HMJ(5,6,7,8,11,12,13,14,16,17,18,19)=0,5*0,5*1,174*32=2,64 Па
HMJ(9)=0,5*1,1*1,174*32=5,81 Па HMJ(10)=0,5*0,7*1,174*32=3,70 Па
HMJ(15)=0,5*1,1*1,174*32=5,81 Па
3. Определяем суммарные местные потери напора:
.
HMJ =142,64+ 52,30 +2* 3,70 +13* 2,64 +2*5,81=248,28 Па
4. Определяем суммарные потери напора в системе: НЛ = НП + НМ, где НЛ – потери напора на линии.
H Л =2687,16+248,28=2935,44 Па.
В результате проведенных расчетов должно выполняться следующее условие:
НЛ = НВ٫ т.е. такое давление должен обеспечить вентилятор.
Выбор и расчёт вентилятора.
Вентиляторы общего назначения применяют для работы на чистом воздухе, температура которого меньше 80 градусов. Для перемещения более горячего воздуха предназначены специальные термостойкие вентиляторы. Для работы в агрессивных и взрывоопасных средах выпускают специальные антикоррозионные и взрывобезопасные вентиляторы. Кожух и детали антикоррозионного вентилятора выполнены из материалов, не вступающих в химическую реакцию с коррозионными веществами перемещаемого газа. Взрывобезопасное исполнение исключает вероятность искрообразования внутри корпуса (кожуха) вентилятора и повышенного нагревания его частей во время работы. Для перемещения запылённого воздуха применяют специальные пылевые вентиляторы. Размеры вентиляторов характеризуются номером, который обозначает диаметр рабочего колеса вентилятора, выраженный в дециметрах.
|
|
|
По принципу действия вентиляторы подразделяются на центробежные (радиальные) и осевые. Центробежные вентиляторы низкого давления создают полное давление до 1000 Па; вентиляторы среднего давления – до 3000 Па; и вентиляторы высокого давления развивают давление от 3000 Па до 15000 Па.
Центробежные вентиляторы изготавливают с дисковым и бездисковым рабочим колесом:
|
|
|
Лопатки рабочего колеса крепятся между двумя дисками. Передний диск - в виде кольца, задний - сплошной. Лопасти-лопатки бездискового колеса крепятся к ступице. Спиральный кожух центробежного вентилятора устанавливают на самостоятельных опорах, или на станине, общей с электродвигателем.
Осевые вентиляторы характеризуются большой производительностью, но низким давлением, поэтому широко применяются в общеобменной вентиляции для перемещения больших объёмов воздуха при невысоком давлении. Если рабочее колесо осевого вентилятора состоит из симметричных лопаток, то вентилятор является реверсивным.
Схема осевого вентилятора:
Крышные вентиляторы изготавливаются осевые и радиальные; устанавливаются на крышах, на бесчердачном перекрытии зданий. Рабочее колесо и осевого, и радиального крышного вентилятора вращается в горизонтальной плоскости. Схемы работы осевого и радиального (центробежного) крышных вентиляторов:
Осевые крышные вентиляторы применяют для общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов. Радиальные крышные вентиляторы развивают более высокие давления, поэтому могут работать как без сети, так и с сетью подключенных к ним воздуховодов.
|
|
|
Подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам.
Для каждой вентиляционной системы, аспирационной или пневмотранспортной установки вентилятор подбирают индивидуально, используя графики аэродинамических характеристик нескольких вентиляторов. По давлению и расходу воздуха на каждом графике находят рабочую точку, которая определяет коэффициент полезного действия и частоту вращения рабочего колеса вентилятора. Сравнивая положение рабочей точки на разных характеристиках, выбирают тот вентилятор, который даёт наибольший кпд при заданных значениях давления и расхода воздуха.
Пример. Расчёт вентиляционной установки показал общие потери давления в системе Нс=2000 Па при требуемом расходе воздуха Qс=6000 м³/час. Подобрать вентилятор, способный преодолеть это сопротивление сети и обеспечить необходимую производительность.
Для подбора вентилятора его расчётное давление принимается с коэффициентом запаса k=1,1:
Нв=kHc; Нв=1,1·2000=2200 (Па).
Расход воздуха рассчитан с учётом всех непродуктивных подсосов. Qв=Qс=6000 (м³/час). Рассмотрим аэродинамические характеристики двух близких номеров вентиляторов, в диапазон рабочих значений которых попадают значения расчётного давления и расхода воздуха проектируемой вентиляционной установки:
Аэродинамическая характеристика вентилятора 1 и вентилятора 2.
На пересечении величин Рv=2200 Па и Q=6000 м³/час указываем рабочую точку. Наибольший коэффициент полезного действия определяется на характеристике вентилятора 2: кпд=0,54; частота вращения рабочего колеса n=2280 об/мин; окружная скорость края колеса u~42 м/сек.
Окружная скорость рабочего колеса 1-го вентилятора (u~38 м/сек) значительно меньше, значит, будут меньше создаваемые этим вентилятором шум и вибрация, выше эксплуатационная надёжность установки. Иногда предпочтение отдаётся более тихоходному вентилятору. Но рабочий коэффициент полезного действия вентилятора должен быть не ниже 0,9 его максимального кпд. Сравним ещё две аэродинамические характеристики, которые подходят для выбора вентилятора к той же вентиляционной установке:
Аэродинамические характеристики вентилятора 3 и вентилятора 4.
Коэффициент полезного действия вентилятора 4 близок к максимальному (0,59). Частота вращения его рабочего колеса n=2250 об/мин. Кпд 3-его вентилятора несколько ниже (0,575), но и частота вращения рабочего колеса существенно меньше: n=1700 об/мин. При небольшой разнице коэффициентов полезного действия 3-й вентилятор предпочтительнее. Если расчёт мощности привода и электродвигателя покажет близкие результаты для обоих вентиляторов, следует выбрать вентилятор 3.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1114; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!