Аеродинамични характеристики на тангенциалните лопатки на вентилатора. Ушаков, Константин Андреевич - Аеродинамика на аксиални вентилатори и елементи на техните конструкции. Пример за характеристики на вентилатора, когато е оборудван с електрически двигател

Аеродинамични характеристики на тангенциалните лопатки на вентилатора. Ушаков, Константин Андреевич - Аеродинамика на аксиални вентилатори и елементи на техните конструкции. Пример за характеристики на вентилатора, когато е оборудван с електрически двигател

14.02.2022 Диагностика

Аеродинамичните характеристики на вентилаторите показват потока на вентилатора в зависимост от налягането. Определено налягане съответства на определен въздушен поток, който се илюстрира от кривата на вентилатора.

Фигура 28. Аеродинамични характеристики на вентилатора и мрежата

Характеристики на мрежата

Съпротивлението на вентилационната система при различни дебити се показва на графиката на характеристиките на мрежата. Работната точка на вентилатора е точката на пресичане на мрежовата характеристика и кривата на вентилатора. Той показва характеристиките на потока за дадена канална мрежа.

Всяка промяна в налягането във вентилационната система води до нова характеристика на мрежата. Ако налягането се увеличи, характеристиката на мрежата ще бъде подобна на линия B. Когато налягането намалее, линията на системата ще бъде подобна на линия C. (Ако приемем, че броят на оборотите на работното колело остава непроменен).

Фигура 29. Промените в налягането водят до нови мрежови криви

Ако действителното съпротивление на мрежата е представено от крива B, работната точка се измества от 1 към 2. Това също води до намаляване на въздушния поток. По същия начин въздушният поток ще се увеличи, ако съпротивлението на мрежата съответства на линия C.

Фигура 30: Увеличаване или намаляване на скоростта на вентилатора

За да получите скорост на въздушния поток, подобна на изчислената, в първия случай (където мрежовата характеристика съответства на B) можете просто да увеличите скоростта на вентилатора. Работната точка (4) в този случай ще бъде разположена в пресечната точка на мрежовата характеристика B и кривата на вентилатора за по-висока скорост на въртене. По същия начин скоростта на вентилатора може да бъде намалена, ако действителната мрежова характеристика съответства на линия C.

Фигура 31. Разлика в налягането при различни скорости на въртене

И в двата случая ще има известна разлика в ефективността на налягането от характеристиките на мрежата, за които са извършени изчисленията, и това е показано съответно като ΔP1 и ΔP2 на фигурата. Това означава, че работната точка за проектната мрежа е избрана за постигане на максимална ефективност и всяко увеличаване или намаляване на скоростта на вентилатора води до намаляване на ефективността.

Ефективност и характеристики на мрежата

За да направите избора на вентилатор по-лесен, можете да начертаете няколко възможни мрежови характеристики на графика на вентилатора и след това да видите между кои характеристики работи определен тип вентилатор. Ако номерираме характеристиките на мрежата от 0 до 10, вентилаторът ще духа свободно (максимален въздушен поток) на линия 10, а дроселът (нулев поток) на линия 0. Това означава, че вентилаторът на системна линия 4 произвежда 40% от свободния поток.

Фигура 32. Мрежови характеристики (0-10) на ветрилообразната графика

Ефективността на вентилатора остава постоянна по цялата характеристика на мрежата.

Вентилаторите с извити назад лопатки често имат по-висока ефективност от вентилаторите с извити напред лопатки. Но по-високо ниво на ефективност на тези вентилатори е постижимо само в ограничена област, където мрежовата характеристика е представена от по-нисък дебит при дадено налягане в сравнение с вентилаторите с извити напред лопатки.

За да постигнете подобни дебити на извитите напред вентилатори, като същевременно поддържате високо ниво на ефективност, трябва да изберете по-голям вентилатор с извити назад.

Фигура 33. Стойности на ефективност за подобни по размер центробежни вентилатори с назад извити и напред извити лопатки, съответно

Вентилаторите с общо предназначение се използват за работа на чист въздух, чиято температура е по-ниска от 80 градуса. Специални топлоустойчиви вентилатори са предназначени да движат по-горещ въздух. За работа в агресивни и експлозивни среди се произвеждат специални антикорозионни и взривозащитени вентилатори. Корпусът и частите на антикорозионния вентилатор са изработени от материали, които не реагират химически с корозивните вещества на транспортирания газ. Взривобезопасният дизайн елиминира възможността за образуване на искри вътре в корпуса на вентилатора (корпуса) и повишено нагряване на неговите части по време на работа. За преместване на прашен въздух се използват специални вентилатори за прах. Размерите на вентилатора се характеризират с число, което показва диаметъра на работното колело на вентилатора, изразено в дециметри.

Според принципа на работа вентилаторите се делят на центробежни (радиални) и аксиални. Центробежните вентилатори с ниско налягане създават общо налягане до 1000 Pa; вентилатори със средно налягане - до 3000 Ра; а вентилаторите с високо налягане развиват налягане от 3000 Pa до 15000 Pa.

Центробежните вентилатори се произвеждат с дискови и бездискови работни колела:

Лопатките на работното колело са монтирани между два диска. Предният диск е под формата на пръстен, задният е плътен. Ножовете на бездисково колело са прикрепени към главината. Спиралният корпус на центробежен вентилатор е монтиран на независими опори или на рамка, обща с електродвигателя.

Аксиалните вентилатори се характеризират с висока производителност, но ниско налягане и затова се използват широко в общата вентилация за преместване на големи обеми въздух при ниско налягане. Ако работното колело на аксиален вентилатор се състои от симетрични лопатки, тогава вентилаторът е реверсивен.

Диаграма на аксиален вентилатор:

Покривните вентилатори се произвеждат аксиални и радиални; се монтират върху покриви и безпокривни подове на сгради. Работното колело както на аксиалните, така и на радиалните покривни вентилатори се върти в хоризонтална равнина. Схеми на работа на аксиални и радиални (центробежни) покривни вентилатори V:

Аксиалните покривни вентилатори се използват за обща смукателна вентилация без мрежа от въздуховоди. Радиалните покривни вентилатори развиват по-високо налягане, така че могат да работят както без мрежа, така и със свързана към тях мрежа от въздуховоди.

Избор на вентилатор въз основа на аеродинамичните характеристики.

За всяка вентилационна система, аспирационна или пневматична транспортна инсталация се избира индивидуално вентилатор, като се използват графики на аеродинамичните характеристики на няколко вентилатора. Въз основа на налягането и въздушния поток във всяка графика се намира работната точка, която определя ефективността и скоростта на въртене на перката на вентилатора. Сравнявайки позицията на работната точка по различни характеристики, изберете вентилатора, който дава най-висока ефективност при дадени стойности на налягане и въздушен поток.

Пример. Изчисляването на вентилационния блок показа общата загуба на налягане в системата Hc = 2000 Pa при необходимия въздушен потокQs=6000 m³/час. Изберете вентилатор, който може да преодолее това мрежово съпротивление и да осигури необходимата производителност.

За да изберете вентилатор, проектното му налягане се взема с коефициент на безопасностк=1,1:

Hb= kHc; Нв=1,1·2000=2200 (Pa).

Консумацията на въздух се изчислява, като се вземат предвид всички непродуктивни засмуквания.Qв= Qs=6000 (m³/час). Нека разгледаме аеродинамичните характеристики на два подобни броя вентилатори, диапазонът на работните стойности на които включва стойностите на проектното налягане и въздушния поток на проектираната вентилационна инсталация:

Аеродинамични характеристики на вентилатор 1 и вентилатор 2.

В пресечната точка на стойностите Pv=2200 Pa и Q=6000 m³/час показва работната точка. Най-висока ефективност се определя от характеристика на вентилатора 2: ефективност=0,54; скорост на въртене на работното колелон=2280 rpm; периферна скорост на ръба на колелотоu~42 м/сек.

Периферна скорост на перката на 1-ви вентилатор (u~38 m/sec) е значително по-малко, което означава, че шумът и вибрациите, създавани от този вентилатор, ще бъдат по-малко, а експлоатационната надеждност на инсталацията ще бъде по-висока. Понякога се дава предпочитание на по-бавен вентилатор. Но ефективността на работа на вентилатора трябва да бъде поне 0,9 от максималната му ефективност. Нека сравним още две аеродинамични характеристики, които са подходящи за избор на вентилатор за същата вентилационна инсталация:

Аеродинамични характеристики на вентилатор 3 и вентилатор 4.

Ефективността на вентилатор 4 е близка до максималната (0,59). Скорост на въртене на работното му колелон=2250 об./мин. Ефективността на 3-тия вентилатор е малко по-ниска (0,575), но скоростта на въртене на работното колело е значително по-ниска:н=1700 об./мин. Ако има малка разлика в ефективността, за предпочитане е 3-ти вентилатор. Ако изчисленията на задвижването и мощността на двигателя показват подобни резултати и за двата вентилатора, трябва да се избере вентилатор 3.

Изчисляване на необходимата мощност за задвижване на вентилатора.

Необходимата мощност за задвижване на вентилатора зависи от налягането, което създавазв (Pa), преместен обем въздухQв (m³/сек) и коефициент на ефективност:

нв= з V ·В V/1000·КПД (kW); Hb=2200 Pa; Qh=6000/3600=1,67 m³/сек.

Ефективности на вентилатори 1, 2, 3 и 4, предварително избрани съответно по аеродинамични характеристики: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.

Замествайки стойностите на налягането, потока и ефективността във формулата за изчисление, получаваме следните стойности на мощността за всяко задвижване на вентилатора: 7,48 kW, 6,8 kW, 6,37 kW, 6,22 kW.

Изчисляване на мощността на електродвигателя за задвижване на вентилатор.

Мощността на електродвигателя зависи от вида на предаването му от вала на двигателя към вала на вентилатора и се взема предвид при изчислението чрез съответния коефициент (кплатно). Няма загуба на мощност, когато работното колело на вентилатора е директно монтирано на вала на електродвигателя, т.е. ефективността на такова предаване е 1. Ефективността на свързване на валовете на вентилатора и електродвигателя с помощта на съединител е 0,98. За да постигнем необходимата скорост на въртене на работното колело на вентилатора, използваме задвижване с клиновиден ремък, чиято ефективност е 0,95. Загубите в лагерите се вземат предвид от коефициентакп=0,98. Според формулата за изчисляване на мощността на електродвигател:

нел= н V / кплатно кП

получаваме следните мощности: 8,0 kW; 7,3 kW; 6,8 kW; 6,7 kW.

Инсталираната мощност на електродвигателя се взема с коефициент на безопасносткz=1,15 за двигатели с мощност под 5 kW; за двигатели над 5 kWк z=1,1:

н y= кч· нелектронна поща

Като се има предвид коефициентът на безопасносткz=1,1 крайната мощност на електродвигателите за 1-ви и 2-ри вентилатори ще бъде 8,8 kW и 8 kW; за 3-та и 4-та 7,5 kW и 7,4 kW. Първите два вентилатора трябва да бъдат оборудвани с двигател от 11 kW; за всеки вентилатор от втората двойка е достатъчна мощността на електродвигател от 7,5 kW. Избираме вентилатор 3: тъй като е по-малко енергоемък от размери 1 или 2; и като по-нискоскоростен и експлоатационно надежден в сравнение с вентилатор 4.

Номерата на вентилаторите и графиките на аеродинамичните характеристики в примера за избор на вентилатор са взети условно и не се отнасят за конкретна марка и стандартен размер. (И те можеха.)

Изчисляване на диаметрите на задвижващи шайби на вентилатори с клиновидни ремъци.

Задвижването с клинов ремък ви позволява да изберете желаната скорост на въртене на работното колело чрез инсталиране на шайби с различни диаметри на вала на двигателя и задвижващия вал на вентилатора. Определя се предавателното отношение на скоростта на въртене на вала на електродвигателя към скоростта на въртене на работното колело на вентилатора:нъъъ/ нV.

Задвижващите шайби с клиновиден ремък се избират така, че съотношението на диаметъра на задвижващата ролка на вентилатора към диаметъра на ролката на вала на електродвигателя да съответства на съотношението на скоростите на въртене:

дV/ дъъъ= нъъъ/ нV

Съотношението на диаметъра на задвижваната шайба към диаметъра на задвижващата шайба се нарича предавателно съотношение на ремъка.

Пример. Изберете шайби за ремъчно задвижване на вентилатор със скорост на въртене на работното колело 1780 об/мин, задвижван от електродвигател с мощност 7,5 kW и скорост на въртене 1440 об/мин. Коефициент на предаване:

нъъъ/ нV=1440/1780=0,8

Необходимата скорост на въртене на работното колело ще бъде осигурена от следното оборудване: шайба на вентилатор с диаметър 180 мм , шайба на електродвигател с диам 224 мм.

Схеми на вентилаторна трансмисия с V-ремък, която увеличава и намалява скоростта на въртене на работното колело:

Фигура 7.24. Монтаж на аксиален вентилатор TsAGI тип U.

Ориз. 7.23. Аксиален вентилатор на покрива.

1-предпазна решетка; 2- колектор; 3- тяло; 4- електродвигател; 5- работно колело; 6- дифузьор; 7- клапан; 8-чадър.

В момента е започнало производството на този вентилатор в модификацията на покрива (фиг. 7.23). В този случай колелото на вентилатора се върти в хоризонтална равнина, монтирано на вала на вертикално разположен електродвигател, монтиран на три скоби в корпуса (корпуса).

Цялата инсталация е разположена в къс тръбопровод, оборудван с предпазна решетка от страната на входа на въздуха и чадър от страната на изхода.

Агрегатите се произвеждат във вентилационни пет размери № 4, 5, 6, 8, 10 и 12. По каталог максималната обиколна скорост е 45 м/сек. Максимално развитото статично налягане достига 10-11 кг/м 2при статичен КПД 0,31.

Аксиалните вентилатори TsAGI тип U (универсални) имат по-сложен дизайн. Вентилаторното колело се състои от втулка с голям диаметър (0,5 Д),върху който са закрепени 6 или 12 кухи остриета. Всяко острие е занитено към прът, който от своя страна се завинтва в специално стъкло и се закрепва с гайки във втулката. Ножовете са въртящи се и могат да се монтират под ъгъл от 10 до 25° спрямо равнината на въртене на колелото (фиг. 7.24). Монтажът на лопатките под необходимия ъгъл се извършва съгласно маркировките, направени върху страничната повърхност на втулката.

Възможността за промяна на ъглите на лопатките, т.е. промяна на геометрията на колелото, дава на този вентилатор гъвкавост, тъй като налягането, което развива, се увеличава с увеличаване на ъгъла на лопатките.

Вентилаторът е проектиран да се задвижва от електрически мотор чрез задвижване с клиновиден ремък, така че колелото на вентилатора е монтирано на вал. Валът има два лагера, чиито корпуси са поставени в кутиевидни държачи. Всеки държач има четири ляти пръта, завършващи с плоски крака с отвори за монтажни болтове. Държачите с пръти и крака образуват две рамки, върху които се държи колелото. Задвижващата шайба е разположена в конзола в края на вала. В момента (главно за нуждите на текстилната промишленост) се произвеждат вентилатори с 12 лопатки № 12, 16 и 20, които са много издръжливи и позволяват периферни обороти до 80-85 м/сек..

Като се има предвид, че налягането, развивано от вентилатор тип Y, зависи от ъгъла на монтиране на лопатките, типичен вентилатор трябва да се изгради за всеки ъгъл поотделно. Затова за вентилаторите тип U е дадена специална универсална характеристика, обхващаща областите на работа на вентилатора при различни условия.

Производителността на трите размера вентилатори варира от 1-6000 до 100 000 m 3 /h. Развитият натиск варира от 11 кг/м 2(с лопатки, монтирани под ъгъл 10°) до 35-40 кг/м 2(при монтиране на остриетата под ъгъл.

Електрическият двигател, който задвижва колелото на вентилатора, обикновено се намира на пода близо до стената на помещението, в отвора, в който е монтиран вентилаторът.

Максималната ефективност на вентилатора (при ъгъл на лопатките 20°) достига 0,62. При по-малки и по-големи ъгли на монтаж КПД леко намалява (до 0,5 при 10° и до 0,58 при 25°).

Аеродинамичният дизайн на вентилатора означава набор от основни структурни елементи, подредени в определена последователност и характеризиращи потока на машината, през която преминава въздух. Вентилаторът VOD11P изпълнява аеродинамичния дизайн, показан на фиг. 7.25 (RK1 + NA + RK2 + SA), т.е. въздухът се засмуква във вентилатора от канал 5 през колектора 6 под действието на аеродинамични сили, възникващи от въртенето на лопатките 8 на работното колело RK 1.

Фиг.7.25 Аеродинамичен дизайн на вентилатора VOD11P

При напускане на колелото завихреният въздушен поток удря лопатките 9 на направляващата лопатка NA1, която го завърта и насочва към лопатките 10 на работното колело RK2 на втората степен. В същото време се извършва леко усукване на потока в NA преди да влезе в RK2 в посока, обратна на въртенето на ротора, което спомага за увеличаване на сцеплението на второто колело. След RK2 потокът влиза в апарата за изправяне SA. С помощта на лопатки 11 SA върти потока и го насочва в дифузьор, направен под формата на разширяващ се конус 14 и обвивка 13. В дифузора, по протежение на потока, отворената площ на напречното сечение се увеличава, следователно , налягането на скоростта намалява и налягането се увеличава. В същото време статичното налягане също се увеличава.

Работните колела RK1 и RK2 са твърдо монтирани на вал 4, монтирани в лагери 3 и 12 и получават въртене от двигател 1 чрез съединител 2. Обтекател 7 служи за изравняване на потока въздух, засмукан във вентилатора.

На фиг. 7.26. В разрез е показан вентилатор VOD11P, който е предназначен за вентилация на минни изработки в минни зони и отделни камери, а също така се използва при прокопаване на шахти, в отоплителни агрегати, в големи предприятия и др.

Вентилаторът се състои от ротор - вал 2 с две работни колела 4 и 10, здраво закрепени към вала с помощта на ключове 3 и заключващи пръстени. Работните колела на първа степен RK1 и втора степен RK2 имат еднаква конструкция, състояща се от 4 втулки, върху които са поставени 12 лопатки от полимерен материал. Ножовете 8 и 11 са монтирани в специални гнезда, закрепени с помощта на дистанционни пружинни пръстени 6 и притиснати от пружини 5 към главината на колелото. Това закрепване на лопатките ви позволява да ги завъртите ръчно през специални прозорци в корпуса, когато вентилаторът е спрян в рамките на монтажните ъгли от 15 - 45 0, за да регулирате потока и налягането. Корпусът на вентилатора се състои от две разглобяеми части, горна 7 и долна 15, изработени от лята стомана под формата на разделен цилиндър.

Вентилаторите са устройства, предназначени да създават въздушен (като цяло газов) поток. Основната задача, която се решава с използването на тези устройства в оборудването за вентилация, климатизация и обработка на въздуха, е създаването на условия във въздуховодната система за движение на въздушни маси от точките на всмукване към точките на емисия или потребителите.

За ефективна работа на оборудването въздушният поток, създаден от вентилатора, трябва да преодолее съпротивлението на въздуховодната система, причинено от завои на линиите, промени в тяхното напречно сечение, появата на турбулентност и други фактори.

В резултат на това има спад на налягането, който е един от най-важните характерни показатели, влияещи върху избора на вентилатор (освен него основна роля играят производителност, мощност, ниво на шум и др.). Тези характеристики зависят преди всичко от конструкцията на устройствата и използваните принципи на работа.

Всички много дизайни на вентилатори са разделени на няколко основни типа:

Радиален (центробежен);
Аксиален (аксиален);
Диаметрален (тангенциален);
диагонал;
Компактен (охладители)

Центробежни (радиални) вентилатори

В устройства от този тип въздухът се засмуква по оста на работното колело и се освобождава под въздействието на центробежни сили, развити в зоната на лопатките му в радиална посока. Използването на центробежни сили ще позволи използването на такива устройства в случаите, когато е необходимо високо налягане.

Производителността на радиалните вентилатори зависи до голяма степен от конструкцията на работното колело и формата на лопатките (лопатките).

Въз основа на тази характеристика работните колела на радиалните вентилатори се разделят на устройства с лопатки:

извит гръб;
директен, включително отхвърлен;
наведен напред.

Фигурата показва опростен изглед на видовете работни колела (работната посока на въртене на колелата е обозначена със стрелки).

Работни колела с назад извити лопатки

Такова работно колело (B на фигурата) се характеризира със значителна зависимост на производителността от налягането. Съответно, радиалните вентилатори от този тип са ефективни, когато работят на възходящ (ляв) клон на характеристиката. Когато се използва в този режим, се постига ниво на ефективност до 80%. В същото време геометрията на лопатките позволява постигането на ниско ниво на шум при работа.

Основният недостатък на такива устройства е адхезията на частици във въздуха към повърхността на лопатките. Поради това такива вентилатори не се препоръчват за замърсени среди.

Работни колела с прави лопатки

При такива работни колела (формата R на фигурата) рискът от повърхностно замърсяване от примеси, съдържащи се във въздуха, е елиминиран. Такива устройства показват ефективност до 55%. При използване на прави, извити назад ножове, производителността се доближава до тези на устройства с назад извити ножове (постига се ефективност до 70%).

Работни колела с извити напред лопатки

За вентилатори, използващи този дизайн (F на фигурата), ефектът от промените в налягането върху въздушния поток е незначителен.

За разлика от работните колела с назад извити лопатки, най-голямата ефективност на такива колела се постига при работа на десния (низходящ) клон на характеристиката, а нивото му е до 60%. Съответно, при равни други условия, вентилатор с работно колело тип F превъзхожда устройствата, оборудвани с работно колело, по отношение на размерите на работното колело и общите габаритни размери.

Аксиални (аксиални) вентилатори

За такива устройства както входящият, така и изходящият въздушен поток са насочени успоредно на оста на въртене на работното колело на вентилатора.

Основният недостатък на такива устройства е тяхната ниска ефективност при използване на опцията за свободно въртяща се инсталация.

Значително повишаване на ефективността се постига чрез затваряне на вентилатора в цилиндричен корпус. Има и други методи за подобряване на производителността, като например поставяне на направляващи лопатки директно зад работното колело. Такива мерки позволяват да се постигне ефективност на аксиалните вентилатори от 75% без използването на направляващи лопатки и дори 85% при инсталирането им.

Диагонални вентилатори

При аксиален въздушен поток е невъзможно да се създаде значително ниво на еквивалентно налягане. Увеличаването на статичното налягане може да се постигне чрез използване на допълнителни сили за създаване на въздушен поток, например центробежни сили, които действат в радиалните вентилатори.

Диагоналните вентилатори са вид хибрид на аксиални и радиални устройства. При тях въздухът се засмуква в посока, съвпадаща с оста на въртене. Благодарение на дизайна и разположението на лопатките на работното колело се постига отклонение на въздушния поток от 45 градуса.

Така в движението на въздушните маси се появява радиална компонента на скоростта. Това дава възможност да се постигне повишаване на налягането поради действието на центробежните сили. Ефективността на диагоналните устройства може да достигне до 80%.

Кръстосани вентилатори

В устройства от този тип въздушният поток винаги е насочен тангенциално към работното колело.

Това позволява да се постигне значителна производителност дори при малки диаметри на работното колело. Благодарение на тези характеристики, диаметралните устройства са широко разпространени в компактни инсталации като въздушни завеси.

Ефективността на вентилаторите, използващи този принцип на работа, достига 65%.

Аеродинамични характеристики на вентилатора

Аеродинамичната характеристика отразява зависимостта на потока (производителността) на вентилатора от налягането.

На него има работна точка, показваща текущия дебит при определено ниво на налягане в системата.

Характеристики на мрежата

Мрежата от въздуховоди при различни дебити има различно съпротивление на движение на въздуха. Именно това съпротивление определя налягането в системата. Тази зависимост се отразява от мрежовата характеристика.

При конструиране на аеродинамичните характеристики на вентилатора и мрежовите характеристики в една координатна система работната точка на вентилатора е в тяхното пресичане.

Изчисляване на характеристиките на мрежата

За конструиране на мрежови характеристики се използва зависимостта

В тази формула:

dP – налягане на вентилатора, Pa;
q – въздушен поток, кубични m/h или l/min;
k – постоянен коефициент.

Характеристиките на мрежата са конструирани по следния начин.

Първата точка, съответстваща на работната точка на вентилатора, се нанася върху аеродинамичната характеристика. Например, той работи при налягане от 250 Pa, създавайки въздушен поток от 5000 кубически метра на час. (точка 1 на фигурата).
Формулата определя коефициента kk = dP/q2 За разглеждания пример стойността му ще бъде 0,00001.
Няколко отклонения на налягането се избират на случаен принцип, за които дебитът се преизчислява. Например, при отклонение на налягането от -100 Pa (резултантна стойност 150 Pa) и +100 Pa (резултантна стойност 350 Pa), въздушният поток, изчислен по формулата, ще бъде. да бъдат съответно 3162 и 516 кубични метра на час.

Получените точки се нанасят върху графика (2 и 3 на фигурата) и се свързват с гладка крива.

Всяка стойност на съпротивлението на каналната мрежа има своя собствена мрежова характеристика. Те са изградени по подобен начин.

В резултат на това, при запазване на скоростта на въртене на вентилатора, работната точка се измества по аеродинамичната характеристика. С увеличаване на съпротивлението работната точка се измества от позиция 1 към позиция 2, което води до намаляване на въздушния поток. Напротив, когато съпротивлението намалее (преход към точка 3а на линия C), въздушният поток ще се увеличи.

По този начин отклонението на действителното съпротивление на въздуховодната система от изчисленото води до несъответствие между въздушния поток и проектните стойности, което може да повлияе негативно на работата на системата като цяло. Основната опасност от такова отклонение се крие в неспособността на вентилационните системи да изпълняват ефективно възложените им задачи.

Отклонението на въздушния поток от изчисления може да се компенсира чрез промяна на скоростта на въртене на вентилатора. В този случай се получава нова работна точка, лежаща в пресечната точка на мрежовата характеристика и аеродинамичната характеристика от семейството, която съответства на новата скорост на въртене.

Съответно, когато съпротивлението се увеличава или намалява, ще е необходимо да се регулира скоростта на въртене, така че работната точка да се премести съответно в позиция 4 или 5.

В този случай има отклонение на налягането от изчислените характеристики на мрежата (големината на промените е показана на фигурата).

На практика появата на такива отклонения показва, че режимът на работа на вентилатора се различава от този, който е изчислен с цел максимална ефективност. Тези. регулирането на скоростта в посока на увеличаване или намаляване води до загуба на ефективност на вентилатора и системата като цяло.

Зависимост на ефективността на вентилатора от характеристиките на мрежата

За да се опрости изборът на вентилатор, няколко характеристики на мрежата се основават на неговите аеродинамични характеристики. Най-често се използват 10 реда, чиито номера отговарят на условието

L = (dPd / dP)1/2

L – характеристика на мрежата;
dPd – динамично налягане, Pa;
dP – стойност на общото налягане.

На практика това означава, че в работната точка на всяка от изградените линии дебитът на вентилатора е със съответната стойност от максимума. За линия 5 е 50%, за линия 10 е 100% (вентилаторът духа свободно).

В този случай ефективността на вентилатора, която се определя от съотношението

dP – общо налягане, Pa;
q – въздушен поток, куб.м/ч;
P – мощност, W

може да остане непроменена.

В тази връзка е интересно да се сравни ефективността на радиалните вентилатори с назад и напред извити лопатки на работното колело. За първите максималната стойност на този показател често е по-висока от тази за вторите. Въпреки това, тази връзка се поддържа само когато се работи в областта на мрежовите характеристики, съответстващи на по-ниски дебити при дадена стойност на налягането.

Както може да се види от фигурата, при високи нива на въздушния поток, извитите назад вентилатори ще изискват по-голям диаметър на работното колело, за да постигнат еднаква ефективност.

Аеродинамични загуби в мрежата и правила за инсталиране на вентилатори

Техническите характеристики на вентилаторите отговарят на посочените от производителя в техническата документация при спазване на изискванията за монтажа им.

Основният е вентилаторът да се монтира на прав участък от въздуховода, като дължината му трябва да бъде поне един и три пъти диаметъра на вентилатора съответно откъм смукателната и нагнетателната страна.

Нарушаването на това правило води до увеличаване на динамичните загуби и, като следствие, до увеличаване на спада на налягането. Ако тази разлика се увеличи, въздушният поток може да намалее значително в сравнение с изчислените стойности.

Много фактори влияят върху нивото на динамичните загуби, производителността и ефективността. Съответно трябва да се спазват и други изисквания при инсталиране на вентилатори.

Всмукателна страна:

вентилаторът е монтиран на разстояние най-малко 0,75 диаметъра от най-близката стена;
напречното сечение на входящия въздуховод не трябва да се различава от диаметъра на входящия отвор с повече от +12 и -8%;
дължината на въздуховода от страната на въздухозаборника трябва да бъде по-голяма от 1,0 пъти диаметъра на вентилатора;
наличието на пречки за преминаване на въздушния поток (амортисьори, клони и др.) е неприемливо.

Изпускателна страна:

изменението на напречното сечение на въздуховода не трябва да надвишава 15% и 7% съответно в посока на намаляване и увеличаване;
дължината на правия участък на тръбопровода на изхода трябва да бъде най-малко 3 диаметъра на вентилатора;
За да се намали съпротивлението, не се препоръчва използването на завои под ъгъл от 90 градуса (ако е необходимо да се завърти основната линия, те трябва да се получат от два завоя от 45 градуса всеки).

Специфични изисквания за мощност на вентилатора

Показателите за висока енергийна ефективност са едно от основните изисквания, които се прилагат в европейски държавикъм цялото оборудване, включително вентилационни системи на сгради. В съответствие с това Шведският институт за вътрешен климат (Svenska Inneklimatinsitutet) разработи цялостна концепция за оценка на ефективността на вентилационно оборудване въз основа на така наречената специфична мощност на вентилатора.

Този показател се разбира като съотношението на общата енергийна ефективност на всички вентилатори, включени в системата, към общия въздушен поток във вентилационните канали на сградата. Колкото по-ниска е получената стойност, толкова по-висока е ефективността на оборудването.

Тази оценка формира основата за препоръки за закупуване и инсталиране на вентилационни системи за различни сектори и индустрии. Така че за общински сгради препоръчителната стойност не трябва да надвишава 1,5 при инсталиране на нови системи и 2,0 за оборудване след ремонт.