РОЗДІЛ 2 РЕЖИМИ РОБОТИ ВЕНТИЛЯТОРНИХ УСТАНОВОК
Галузі використання та принцип дії відцентрових вентиляторів
Відцентрові вентилятори широко застосовують у промисловості й комунальному господарстві для вентиляції будинків, робочих місць, відсмоктування шкідливих речовин у технологічних процесах [1–8].
У теплоенергетичних установках відцентрові вентилятори використовують для подачі повітря до топкових камер парогенераторів, переміщення паливних сумішей у системах пилоприготування, відсмоктування димових газів і транспортування їх до атмосфери.
Відцентрові вентилятори – машини для переміщення чистих газів і сумішей газів з дрібними твердими матеріалами, що мають ступінь підвищення тиску не більше за 1,15 при густини потоку 1,2 кг/м3. Характерною ознакою відцентрового вентилятора є підвищення тиску за рахунок роботи відцентрової сили газу, що рухається в робочому колесі від центра до периферії [1–6]. При незначному підвищенні тиску газу зміною його термодинамічного стану можна знехтувати. Тому до відцентрових вентиляторів застосовано теорію машин для переміщення нестисненого середовища [7–9]. Конструктивну будову відцентрового вентилятора найпростішого типу показано на рис. 2.1.
Робоче колесо вентилятора складається з литої маточини 1,жорстко з’єднаної з основним диском 2. Робочі лопатки 3кріплять до основного диска 2 і до переднього диска 4, що забезпечує необхідну жорсткість лопатевих ґрат 5. Корпус 6 вентилятора кріпиться до литої або зварної станини 9, на якій розташовують підшипники 10, що несуть вал вентилятора з посадженим на нього робочим колесом; 7 і 8 – фланці кріплення всмоктувальної й напірної труб, 11 – шків привода вентилятора.
|
|
|
Відцентрові вентилятори випускають заводи в певних геометричних серіях. Кожна серія характеризується сталістю відношення подібних розмірів; розміри окремих машин та їх робочі параметри в серії різні.
Геометричну форму даної серії зображено на аеродинамічній схемі, де всі розміри вентилятора дано у відсотках від величини зовнішнього діаметра робочого колеса (рис. 2.2).
|
Технічні показники та характеристики вентиляторів
Крім напору, вентилятор характеризується об'ємною подачею Q, повним η та статичним ККД ηст і потужністю N. При зміні частоти обертання вала вентилятора й температури поданого газу всі ці величини змінюються.
Подача потужних відцентрових вентиляторів, які використовуються для провітрювання шахт, досягає 1,8·106 м3/год, у теплоенергетиці – 900·106 м3/год.
Призначення вентиляторів – подача газу й одночасно підвищення його потенційної енергії (статичного напору). У повній корисній енергії, яка надає вентилятор газовому потоку, істотну частку становить кінетична енергія. Тому оцінка ефективності вентилятора повним ККД є недостатньою. Для оцінювання вентиляторів з боку створюваного ними статичного напору введено статичний ККД ηст.
|
|
|
Таким чином, вентилятори характеризуються:
повним ККД
(2.1)
статичним ККД
. (2.2)
Звісно, 
. Для різних типів вентиляторів, залежно від вихідного кута робочих лопатей 
, різне й співвідношення між 
і 
.Орієнтовно менше за на 20–30 %.
Основою для вибору вентилятора є найбільші подача Q і напір H, які він повинен створювати, працюючи в заданій системі повітро- або газопроводів.
Каталожні дані належать звичайно до нормальних умов ( 
мм рт. ст.), тому вибір за каталогом роблять на подачу 
, напір 
, де 
– густина повітря (газу) за нормальних умов.
За формулами (2.1) і (2.2) може бути розрахована необхідна потужність на валу вентилятора за оптимального режиму (при 
).
Потужність приводного двигуна вентилятора беремо із запасом, що враховує можливе відхилення режиму від розрахункового, зменшення ККД вентилятора й старіння ізоляції двигуна в процесі тривалої експлуатації:
|
|
|
, (2.3)
де 
– коефіцієнт запасу потужності (беремо тим більший, чим менша потужність на валу вентилятора); 
– ККД передачі (при безпосередньому з'єднанні валів вентилятора й двигуна 
при клинопасовій передачі – 
).
Характеристиками вентиляторів називають графіки залежностей напору, потужності на валу й ККД від об'ємної подачі.
Характеристики утворюються безпосереднім випробуванням вентиляторів при постійній частоті обертання й будуються для повітря 
.
При перерахуванні характеристик, побудованих для стандартних умов при 
, 
, 
на натурні, варто мати на увазі, що подача, напір і ККД залишаються незмінними, а тиск і потужність на валу змінюються пропорційно до густини газу, що подається вентилятором, тобто
та 
.
Характеристики при змінній частоті обертання будуються за формулами:
, 
, 
,
, 
.
На рис. 2.3 і 2.4 наведені типові характеристики вентиляторів при n=const та n=var, відповідно.
Рисунок 2.3 – Розмірна характеристика вентилятора
при n=const
Рисунок 2.4 – Розмірна характеристика вентилятора при n=var
|
|
|
У вентиляторобудуванні широко застосовуються безрозмірні характеристики, спільні для цілої серії геометрично подібних машин.
На рис. 2.5 показано безрозмірну характеристику вентиляторів серії
Ц4-76, побудовану за результатами випробування моделі із D2=500 мм при n=1200 об/хв.
Безрозмірні характеристики дуже зручні для розрахунку робочих параметрів вентилятора даної серії, що має діаметр робочого колеса D2 й працює при частоті обертання n:
; 
; 
;
; 
; 
; 
,
де u2 – окружна швидкість; D2 – діаметр робочого колеса; 
– безрозмірна потужність, де 
– безрозмірний тиск; 
– безрозмірний напір; 
– безрозмірна подача; 
– безрозмірний ККД.
Форми характеристик вентиляторів визначаються за аеродинамікою проточної їх порожнини і в основному за відношенням 
, вихідним кутом лопатей 
і формою їх профілю. На рис. 2.6 показано три типи напірно-витратних характеристик вентиляторів. З них крива 1 – характеристика сідлоподібної форми, що властива вентиляторам з більшими кутами й малою радіальною довжиною лопатей (мале значення 
).
Рисунок 2.5 – Безрозмірна характеристика вентилятора Ц4-76
1 – вентилятор СТД; 2 – вентилятор Ц6-46; 3 – вентилятор ВРН
Рисунок 2.6 – Характеристики вентиляторів
Забороняється експлуатація вентиляторів при 
. Ця вимога виключає з експлуатації початкову ділянку сідлоподібної характеристики при малих подачах.
Робота вентиляторів із сідлоподібною формою характеристики тиску на мережу зі значним статичним напором у ряді випадків є нестійкою. Ця обставина вказує на небажаність застосування вентиляторів із сідлоподібною формою характеристики [10, 11].
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 115; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!