Aerodinamičke karakteristike tangencijalnih lopatica ventilatora. Ushakov, Konstantin Andreevich - Aerodinamika aksijalnih ventilatora i elementi njihovih konstrukcija. Primjer karakteristika ventilatora kada je opremljen električnim motorom
Aerodinamičke karakteristike ventilatora pokazuju protok ventilatora u zavisnosti od pritiska. Određeni pritisak odgovara određenom protoku vazduha, što je ilustrovano krivuljom ventilatora.
Slika 28. Aerodinamičke karakteristike ventilatora i mreže
Karakteristike mreže
Otpor ventilacionog sistema pri različitim brzinama protoka prikazan je na grafikonu karakteristika mreže. Radna tačka ventilatora je tačka preseka karakteristike mreže i krive ventilatora. Prikazuje karakteristike protoka za datu mrežu kanala.
Svaka promjena tlaka u ventilacijskom sistemu dovodi do nove karakteristike mreže. Ako se pritisak poveća, karakteristika mreže će biti slična liniji B. Kada se pritisak smanji, sistemska linija će biti slična liniji C. (Pod pretpostavkom da broj okretaja radnog kola ostaje nepromijenjen).
Slika 29. Promjene tlaka dovode do novih krivulja mreže
Ako je stvarni otpor mreže predstavljen krivuljom B, radna tačka se pomera sa 1 na 2. Ovo takođe podrazumeva smanjenje protoka vazduha. Na isti način, protok zraka će se povećati ako otpor mreže odgovara liniji C.
Slika 30: Povećanje ili smanjenje brzine ventilatora
Da biste dobili brzinu protoka zraka sličnu izračunatoj, u prvom slučaju (gdje karakteristika mreže odgovara B) možete jednostavno povećati brzinu ventilatora. Radna točka (4) će se u ovom slučaju nalaziti na sjecištu karakteristike mreže B i krivulje ventilatora za veću brzinu rotacije. Isto tako, brzina ventilatora se može smanjiti ako stvarna mrežna karakteristika odgovara liniji C.
Slika 31. Razlika pritisaka pri različitim brzinama rotacije
U oba slučaja će postojati određena razlika u performansama pritiska u odnosu na karakteristike mreže za koje su izvršeni proračuni, a to je prikazano kao ΔP1 i ΔP2 na slici, respektivno. To znači da je radna tačka za projektovanu mrežu odabrana tako da se postigne maksimalna efikasnost, a svako povećanje ili smanjenje brzine ventilatora rezultira smanjenjem efikasnosti.
Mrežna efikasnost i karakteristike
Da biste olakšali odabir ventilatora, možete nacrtati nekoliko mogućih karakteristika mreže na grafikonu ventilatora, a zatim vidjeti između kojih karakteristika određeni tip ventilatora radi. Ako karakteristike mreže numerišemo od 0 do 10, ventilator će slobodno duvati (maksimalni protok vazduha) na liniji 10, a gušiti (nulti protok) na liniji 0. To znači da ventilator na liniji 4 sistema proizvodi 40% slobodnog protok.
Slika 32. Karakteristike mreže (0-10) na grafikonu ventilatora
Efikasnost ventilatora ostaje konstantna duž cijele karakteristike mreže.
Ventilatori sa lopaticama zakrivljenim unazad često imaju veću efikasnost od ventilatora sa lopaticama zakrivljenim napred. Ali veći nivo efikasnosti ovih ventilatora je dostižan samo u ograničenom području, gde je karakteristika mreže predstavljena nižim protokom pri datom pritisku od ventilatora sa napred zakrivljenim lopaticama.
Da biste postigli slične brzine protoka kao kod ventilatora zakrivljenih prema naprijed, uz održavanje visokog nivoa efikasnosti, morate odabrati veći ventilator sa zakrivljenim nazad.
Slika 33. Vrijednosti efikasnosti za centrifugalne ventilatore slične veličine sa lopaticama zakrivljenim unazad i naprijed
Ventilatori opšte namene koriste se za rad na čistom vazduhu čija je temperatura manja od 80 stepeni. Specijalni ventilatori otporni na toplotu dizajnirani su da pokreću topliji vazduh. Za rad u agresivnim i eksplozivnim sredinama proizvode se specijalni ventilatori protiv korozije i eksplozije. Kućište i dijelovi antikorozivnog ventilatora izrađeni su od materijala koji ne reagiraju kemijski sa korozivnim tvarima transportiranog plina. Dizajn otporan na eksploziju eliminira mogućnost iskrenja unutar kućišta ventilatora (kućišta) i pojačanog zagrijavanja njegovih dijelova tokom rada. Za pomicanje prašnjavog zraka koriste se posebni ventilatori za prašinu. Veličine ventilatora karakterizira broj koji označava promjer radnog kola ventilatora, izražen u decimetrima.
Prema principu rada ventilatori se dijele na centrifugalne (radijalne) i aksijalne. Centrifugalni ventilatori niskog pritiska stvaraju ukupan pritisak do 1000 Pa; ventilatori srednjeg pritiska - do 3000 Pa; a visokotlačni ventilatori razvijaju pritisak od 3000 Pa do 15000 Pa.
Centrifugalni ventilatori se proizvode sa diskovima i rotorima bez diska:
Lopatice radnog kola su postavljene između dva diska. Prednji disk je u obliku prstena, zadnji je čvrst. Lopatice točka bez diska su pričvršćene za glavčinu. Spiralno kućište centrifugalnog ventilatora postavlja se na nezavisne nosače, ili na okvir koji je zajednički sa elektromotorom.
Aksijalni ventilatori se odlikuju visokim performansama, ali niskim pritiskom, i stoga se široko koriste u opštoj ventilaciji za kretanje velikih količina vazduha pri niskom pritisku. Ako se propeler aksijalnog ventilatora sastoji od simetričnih lopatica, tada je ventilator reverzibilan.
Dijagram aksijalnog ventilatora:
Krovni ventilatori se proizvode aksijalni i radijalni; postavljaju se na krovove i na podove zgrada bez krova. Radno kolo i aksijalnih i radijalnih krovnih ventilatora rotira se u horizontalnoj ravni. Šeme rada aksijalnih i radijalnih (centrifugalnih) krovnih ventilatora V:
Aksijalni krovni ventilatori se koriste za opću ispušnu ventilaciju bez mreže zračnih kanala. Radijalni krovni ventilatori razvijaju veće pritiske, pa mogu raditi i bez mreže i sa mrežom zračnih kanala povezanih na njih.
Izbor ventilatora na osnovu aerodinamičkih karakteristika.
Za svaki ventilacioni sistem, usisnu ili pneumatsku transportnu instalaciju, ventilator se bira pojedinačno, koristeći grafikone aerodinamičkih karakteristika nekoliko ventilatora. Na osnovu pritiska i protoka vazduha u svakom grafikonu, nalazi se radna tačka koja određuje efikasnost i brzinu rotacije radnog kola ventilatora. Upoređujući položaj radne tačke na različitim karakteristikama, izaberite ventilator koji daje najveću efikasnost pri datim vrednostima pritiska i protoka vazduha.
Primjer. Proračun ventilacione jedinice pokazao je ukupan gubitak pritiska u sistemu Hc = 2000 Pa pri potrebnom protoku vazduhaQs=6000 m³/sat. Odaberite ventilator koji može savladati ovaj otpor mreže i pružiti potrebne performanse.
Za odabir ventilatora, njegov projektni tlak uzima se sa sigurnosnim faktoromk=1,1:
Hb= kHc; Nv=1,1·2000=2200 (Pa).
Potrošnja zraka se izračunava uzimajući u obzir sva neproduktivna usisavanja.Q in= Qs=6000 (m³/sat). Razmotrimo aerodinamičke karakteristike dva slična broja ventilatora, čiji raspon radnih vrijednosti uključuje vrijednosti projektnog tlaka i protoka zraka projektirane ventilacijske instalacije:
Aerodinamičke karakteristike ventilatora 1 i ventilatora 2.
Na raskrsnici vrijednosti Pv=2200 Pa i Q=6000 m³/sat označava radnu tačku. Najveću efikasnost određuje karakteristika ventilatora 2: efikasnost = 0,54; brzina rotacije radnog kolan=2280 o/min; periferna brzina ivice kotačau~42 m/sec.
Periferna brzina 1. rotora ventilatora (u~38 m/sec) je znatno manje, što znači da će buka i vibracije koje stvara ovaj ventilator biti manje, a operativna pouzdanost instalacije veća. Ponekad se prednost daje sporijem ventilatoru. Ali radna efikasnost ventilatora mora biti najmanje 0,9 od njegove maksimalne efikasnosti. Usporedimo još dvije aerodinamičke karakteristike koje su prikladne za odabir ventilatora za istu ventilacijsku instalaciju:
Aerodinamičke karakteristike ventilatora 3 i ventilatora 4.
Efikasnost ventilatora 4 je blizu maksimuma (0,59). Brzina rotacije njegovog radnog kolan=2250 o/min. Efikasnost 3. ventilatora je nešto niža (0,575), ali je brzina rotacije radnog kola znatno manja:n=1700 o/min. Ako je razlika u efikasnosti mala, poželjniji je treći ventilator. Ako proračuni snage pogona i motora pokazuju slične rezultate za oba ventilatora, treba odabrati ventilator 3.
Proračun snage potrebne za pogon ventilatora.
Snaga potrebna za pogon ventilatora zavisi od pritiska koji stvaraHu (Pa), zapremina vazduha je pomerenaQu (m³/sec) i faktor efikasnosti:
N in= H V ·Q V/1000·efikasnost (kW); Hb=2200 Pa; Qh=6000/3600=1,67 m³/sec.
Efikasnost ventilatora 1, 2, 3 i 4 unapred odabranih prema aerodinamičkim karakteristikama, respektivno: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.
Zamjenom vrijednosti tlaka, protoka i efikasnosti u formulu za proračun dobijamo sljedeće vrijednosti snage za svaki pogon ventilatora: 7,48 kW, 6,8 kW, 6,37 kW, 6,22 kW.
Proračun snage elektromotora za pogon ventilatora.
Snaga elektromotora ovisi o vrsti njegovog prijenosa od osovine motora do vratila ventilatora, a u proračunu se uzima u obzir odgovarajućim koeficijentom (ktraka). Nema gubitka snage kada je propeler ventilatora direktno montiran na osovinu elektromotora, odnosno efikasnost takvog prenosa je 1. Efikasnost povezivanja vratila ventilatora i elektromotora pomoću spojnice je 0,98. Za postizanje potrebne brzine rotacije radnog kola ventilatora koristimo pogon klinastog remena, čija je efikasnost 0,95. Gubici u ležajevima se uzimaju u obzir koeficijentomkn=0,98. Prema formuli za izračunavanje snage elektromotora:
N el= N V / k lane k P
dobijamo sledeće snage: 8,0 kW; 7,3 kW; 6,8 kW; 6,7 kW.
Instalirana snaga elektromotora uzima se sa sigurnosnim faktoromkz=1,15 za motore snage manje od 5 kW; za motore preko 5 kWk z=1,1:
N y= k h· N email
Uzimajući u obzir faktor sigurnostikz=1,1 konačna snaga elektromotora za 1. i 2. ventilator će biti 8,8 kW i 8 kW; za 3. i 4. 7,5 kW i 7,4 kW. Prva dva ventilatora bi morala biti opremljena motorom od 11 kW za bilo koji ventilator iz drugog para, dovoljna je snaga elektromotora od 7,5 kW. Odabiremo ventilator 3: jer je manje energetski intenzivan od veličina 1 ili 2; i kao manjebrzi i pouzdaniji u radu u odnosu na ventilator 4.
Brojevi ventilatora i grafikoni aerodinamičkih karakteristika u primjeru odabira ventilatora uzeti su uvjetno i ne odnose se na bilo koju određenu marku i standardnu veličinu. (A mogli su.)
Proračun prečnika pogonskih remenica ventilatora s klinastim remenom.
Pogon s klinastim remenom omogućava vam da odaberete željenu brzinu rotacije radnog kola ugradnjom remenica različitih promjera na osovinu motora i pogonsku osovinu ventilatora. Određuje se prijenosni omjer brzine rotacije osovine elektromotora i brzine rotacije radnog kola ventilatora:nuh/ nV.
Pogonske remenice s klinastim remenom odabrane su tako da omjer promjera remenice pogona ventilatora i promjera remenice na osovini elektromotora odgovara omjeru brzina rotacije:
DV/ Duh= nuh/ nV
Odnos prečnika pogonske remenice i prečnika pogonske remenice naziva se omjer pogonskog remena.
Primjer. Odaberite remenice za pogon ventilatora s klinastim remenom sa brzinom rotacije radnog kola od 1780 o/min, pogonjen elektromotorom snage 7,5 kW i brzinom rotacije od 1440 o/min. Omjer prijenosa:
nuh/ nV=1440/1780=0,8
Potrebnu brzinu rotacije radnog kola osigurat će sljedeća oprema: remenica na ventilatoru promjera 180 mm , remenica na elektromotoru promjera 224 mm.
Sheme prijenosa klinastog remena ventilatora koji povećava i smanjuje brzinu rotacije radnog kola:
Slika 7.24. Ugradnja TsAGI aksijalnog ventilatora tipa U.
Rice. 7.23. Krovni aksijalni ventilator.
1-sigurnosni roštilj; 2- kolektor; 3- tijelo; 4- elektromotor; 5- radno kolo; 6- difuzor; 7- ventil; 8-kišobran.
Trenutno je počela proizvodnja ovog ventilatora u modifikaciji krova (slika 7.23). U ovom slučaju, kotač ventilatora se rotira u horizontalnoj ravni, postavljajući se na osovinu vertikalno postavljenog elektromotora, montiranog na tri nosača u kućištu (kućištu).
Cijela instalacija se nalazi u kratkom cjevovodu, opremljena sigurnosnom rešetkom na ulaznoj strani zraka i kišobranom na izlaznoj strani.
Agregati se proizvode u ventilacijskim pet veličina br. 4, 5, 6, 8, 10 i 12. Prema katalogu maksimalna obodna brzina je 45 m/sec. Maksimalni razvijeni statički pritisak dostiže 10-11 kg/m 2 pri statičkoj efikasnosti 0,31.
TsAGI aksijalni ventilatori tipa U (univerzalni) imaju složeniji dizajn. Točak ventilatora se sastoji od čahure velikog prečnika (0,5 D), na koje je pričvršćeno 6 ili 12 šupljih oštrica. Svaka oštrica je zakovana za šipku, koja je zauzvrat uvrnuta u posebno staklo i pričvršćena maticama u rukavu. Noževi su rotirajući i mogu se postaviti pod uglom od 10 do 25° u odnosu na ravan rotacije točka (slika 7.24). Ugradnja lopatica pod potrebnim kutom vrši se prema oznakama napravljenim na bočnoj površini čahure.
Mogućnost promjene uglova lopatica, odnosno promjene geometrije kotača, daje ovom ventilatoru svestranost, budući da se pritisak koji razvija povećava sa povećanjem ugla lopatica.
Ventilator je dizajniran da ga pokreće električni motor preko klinastog remena, tako da je točak ventilatora montiran na osovinu. Osovina ima dva ležaja čija su kućišta postavljena u kutijaste držače. Svaki držač ima četiri livene šipke koje završavaju ravnim stopama s rupama za montažne vijke. Držači sa šipkama i nogama čine dva okvira na kojima se drži točak. Pogonska remenica se nalazi u konzoli na kraju osovine. Trenutno se (uglavnom za potrebe tekstilne industrije) proizvode ventilatori sa 12 lopatica br. 12, 16 i 20. Točak ovih mašina je veoma izdržljiv i omogućava periferne brzine do 80-85 m/sec..
S obzirom da pritisak koji razvija ventilator tipa Y zavisi od ugla ugradnje lopatica, tipičan ventilator treba napraviti za svaki ugao posebno. Stoga je za ventilatore tipa U data posebna univerzalna karakteristika koja pokriva područja rada ventilatora u različitim uslovima.
Performanse tri veličine ventilatora kreću se od 1-6000 do 100 000 m 3 /h. Razvijeni pritisci se kreću od 11 kg/m 2(sa noževima postavljenim pod uglom od 10°) do 35-40 kg/m 2(prilikom postavljanja noževa pod uglom.
Elektromotor koji pokreće kotač ventilatora obično se nalazi na podu blizu zida prostorije, u rupi u kojoj je ventilator montiran.
Maksimalna efikasnost ventilatora (pri uglovima lopatica od 20°) dostiže 0,62. Pri manjim i većim uglovima ugradnje, efikasnost blago opada (na 0,5 na 10° i na 0,58 na 25°).
Aerodinamički dizajn ventilatora označava skup osnovnih strukturnih elemenata raspoređenih u određenom redoslijedu i karakterizira protočni dio stroja kroz koji prolazi zrak. Ventilator VOD11P implementira aerodinamički dizajn prikazan na slici 7.25 (RK1 + NA + RK2 + SA), tj. zrak se usisava u ventilator iz kanala 5 kroz kolektor 6 pod djelovanjem aerodinamičkih sila koje proizlaze iz rotacije lopatica 8 radnog kola RK 1.
Sl.7.25 Aerodinamički dizajn ventilatora VOD11P
Prilikom napuštanja kotača, vrtložni tok zraka pogađa lopatice 9 vodeće lopatice NA1, koje je okreću i usmjeravaju na lopatice 10 drugog stupnja radnog kola RK2. Istovremeno, u NA se vrši lagano okretanje toka prije ulaska u RK2 u smjeru suprotnom od rotacije rotora, što pomaže da se poveća vuča na drugom kotaču. Nakon RK2, tok ulazi u aparat za ravnanje SA. Uz pomoć lopatica 11, SA vrti tok i usmjerava ga u difuzor, napravljen u obliku ekspandirajućeg konusa 14 i školjke 13. U difuzoru, duž toka, povećava se površina otvorenog poprečnog presjeka, stoga , pritisak brzine opada, a pritisak raste. Istovremeno se povećava i statički pritisak.
Radno kolo RK1 i RK2 su čvrsto postavljene na osovinu 4, postavljene u ležajeve 3 i 12 i primaju rotaciju od motora 1 preko spojnice 2. Oklop 7 služi za izjednačavanje protoka zraka koji se uvlači u ventilator.
Na slici 7.26. U presjeku je prikazan ventilator VOD11P koji je namijenjen za ventilaciju rudarskih radova u rudarskim prostorima i pojedinačnim komorama, a koristi se i pri potapanju rudničkih okna, u instalacijama grijanja, u velikim preduzećima itd.
Ventilator se sastoji od rotora - osovine 2 sa dva impelera 4 i 10, čvrsto pričvršćenih na osovinu pomoću ključeva 3 i prstenova za zaključavanje. Radno kolo prvog stupnja RK1 i drugog stupnja RK2 su identične izvedbe, sastoje se od 4 čahure na kojima je postavljeno 12 lopatica od polimernog materijala. Oštrice 8 i 11 su ugrađene u posebne utičnice, pričvršćene pomoću odstojnih opružnih prstenova 6 i pritisnute oprugama 5 na glavčinu točka. Ovo pričvršćivanje lopatica omogućava vam da ih ručno rotirate kroz posebne prozore u kućištu kada je ventilator zaustavljen unutar uglova ugradnje od 15 - 45 0 za regulaciju protoka i pritiska. Kućište ventilatora se sastoji od dva odvojiva dijela, gornjeg 7 i donjeg 15, od livenog čelika u obliku podijeljenog cilindra.
Ventilatori su uređaji dizajnirani za stvaranje protoka zraka (općenito, plina). Osnovni zadatak koji se rešava primenom ovih uređaja u opremi za ventilaciju, klimatizaciju i tretman vazduha je stvaranje u sistemu vazdušnih kanala uslova za kretanje vazdušnih masa od usisnih mesta do tačaka emisije ili potrošača.
Za efikasan rad opreme, protok vazduha koji stvara ventilator mora da savlada otpor sistema vazdušnih kanala uzrokovan zaokretima vodova, promenama njihovog poprečnog preseka, pojavom turbulencije i drugim faktorima.
Kao rezultat, dolazi do pada pritiska, što je jedan od najvažnijih karakterističnih pokazatelja koji utiču na izbor ventilatora (osim njega veliku ulogu igraju performanse, snaga, nivo buke itd.). Ove karakteristike ovise, prije svega, o dizajnu uređaja i korištenim principima rada.
Svi brojni dizajni ventilatora podijeljeni su u nekoliko glavnih tipova:
- Radijalni (centrifugalni);
- Aksijalni (aksijalni);
- Prečnik (tangencijalno);
- Diagonal;
- Kompaktan (hladnjaci)
Centrifugalni (radijalni) ventilatori
U uređajima ovog tipa, zrak se usisava duž osi radnog kola i oslobađa pod utjecajem centrifugalnih sila koje se razvijaju u području njegovih lopatica u radijalnom smjeru. Upotreba centrifugalnih sila omogućit će korištenje ovakvih uređaja u slučajevima kada je potreban visoki tlak.
Performanse radijalnih ventilatora u velikoj mjeri zavise od dizajna radnog kola i oblika lopatica (lopatica).
Na osnovu ove karakteristike, radijalni impeleri ventilatora se dijele na uređaje s lopaticama:
- zakrivljena leđa;
- direktno, uključujući odbijeno;
- nagnut napred.
Radno kolo sa nazad zakrivljenim lopaticama
Takav impeler (B na slici) karakterizira značajna ovisnost performansi o pritisku. Shodno tome, radijalni ventilatori ovog tipa su efikasni kada rade na uzlaznoj (lijevoj) grani karakteristike. Kada se koristi u ovom režimu, postiže se nivo efikasnosti do 80%. Istovremeno, geometrija lopatica omogućava postizanje niskog nivoa radne buke.
Glavni nedostatak takvih uređaja je prianjanje čestica u zraku na površinu lopatica. Stoga se takvi ventilatori ne preporučuju za zagađene sredine.
Propeleri sa ravnim nožem
U takvim impelerima (oblik R na slici) eliminiran je rizik od površinske kontaminacije nečistoćama sadržanim u zraku. Takvi uređaji pokazuju efikasnost do 55%. Pri korištenju ravnih lopatica zakrivljenih unazad, performanse se približavaju performansama uređaja sa nazad zakrivljenim oštricama (postiže se efikasnost do 70%).
Radno kolo sa naprijed zakrivljenim lopaticama
Za ventilatore koji koriste ovaj dizajn (F na slici), uticaj promene pritiska na protok vazduha je zanemarljiv.
Za razliku od impelera sa nazad zakrivljenim lopaticama, najveća efikasnost ovakvih impelera postiže se pri radu na desnoj (silaznoj) grani karakteristike, a njen nivo je do 60%. Shodno tome, pod svim ostalim jednakim uslovima, ventilator sa rotorom tipa F nadmašuje uređaje opremljene impelerom u pogledu dimenzija radnog kola i ukupnih ukupnih dimenzija.
Aksijalni (aksijalni) ventilatori
Za takve uređaje, i ulazni i izlazni protok zraka usmjereni su paralelno s osi rotacije radnog kola ventilatora.
Glavni nedostatak takvih uređaja je njihova niska efikasnost kada se koristi mogućnost ugradnje sa slobodnom rotacijom.
Značajno povećanje efikasnosti postiže se zatvaranjem ventilatora u cilindrično kućište. Postoje i druge metode za poboljšanje performansi, kao što je postavljanje vodećih lopatica direktno iza radnog kola. Takve mjere omogućavaju postizanje efikasnosti aksijalnih ventilatora od 75% bez upotrebe lopatica za vođenje i čak 85% prilikom njihove ugradnje.
Dijagonalni ventilatori
Sa aksijalnim protokom vazduha nemoguće je stvoriti značajan nivo ekvivalentnog pritiska. Povećanje statičkog tlaka može se postići korištenjem dodatnih sila za stvaranje protoka zraka, na primjer, centrifugalne sile, koje djeluju u radijalnim ventilatorima.
Dijagonalni ventilatori su svojevrsni hibrid aksijalnih i radijalnih uređaja. U njima se zrak usisava u smjeru koji se poklapa s osom rotacije. Zbog dizajna i rasporeda lopatica radnog kola postiže se otklon strujanja vazduha od 45 stepeni.
Tako se u kretanju zračnih masa pojavljuje radijalna komponenta brzine. Time je moguće postići povećanje tlaka zbog djelovanja centrifugalnih sila. Efikasnost dijagonalnih uređaja može biti do 80%.
Poprečni ventilatori
Kod uređaja ovog tipa, protok zraka je uvijek usmjeren tangencijalno na impeler.
Ovo omogućava postizanje značajnih performansi čak i sa malim prečnicima radnog kola. Zahvaljujući ovim karakteristikama, dijametralni uređaji su postali široko rasprostranjeni u kompaktnim instalacijama kao što su zračne zavjese.
Efikasnost ventilatora koji koriste ovaj princip rada dostiže 65%.
Aerodinamičke karakteristike ventilatora
Aerodinamička karakteristika odražava zavisnost protoka ventilatora (performanse) o pritisku.
Na njemu se nalazi radna tačka koja pokazuje trenutni protok na određenom nivou pritiska u sistemu.
Karakteristike mreže
Mreža zračnih kanala pri različitim brzinama protoka ima različit otpor kretanju zraka. Upravo taj otpor određuje pritisak u sistemu. Ova zavisnost se ogleda u karakteristikama mreže.
Prilikom konstruisanja aerodinamičkih karakteristika ventilatora i karakteristika mreže u jednom koordinatnom sistemu, radna tačka ventilatora je na njihovom preseku.
Proračun karakteristika mreže
Za konstruiranje karakteristika mreže koristi se ovisnost
U ovoj formuli:
- dP – pritisak ventilatora, Pa;
- q – protok vazduha, kubni m/h ili l/min;
- k – konstantni koeficijent.
- Prva tačka koja odgovara radnoj tački ventilatora ucrtana je na aerodinamičkoj karakteristici. Na primjer, radi pod pritiskom od 250 Pa, stvarajući protok zraka od 5000 kubnih metara na sat. (tačka 1 na slici).
- Formula određuje koeficijent kk = dP/q2 Za primjer koji se razmatra, njegova vrijednost će biti 0,00001.
- Nasumično se bira nekoliko odstupanja pritiska za koje se ponovo izračunava protok vazduha, na primer, sa odstupanjem pritiska od -100 Pa (rezultujuća vrednost 150 Pa) i +100 Pa (rezultujuća vrednost 350 Pa), protok vazduha izračunat po formuli. biti 3162 odnosno 516 kubnih metara na sat.
Svaka vrijednost otpora mreže kanala ima vlastitu mrežnu karakteristiku. Izgrađene su na sličan način.
Kao rezultat toga, uz održavanje brzine rotacije ventilatora, radna točka se pomiče duž aerodinamičke karakteristike. Kako otpor raste, radna točka se pomiče iz položaja 1 u položaj 2, što uzrokuje smanjenje protoka zraka. Naprotiv, kada se otpor smanji (prijelaz u tačku 3a linije C), protok zraka će se povećati.
Dakle, odstupanje stvarnog otpora sistema vazdušnih kanala od izračunatog dovodi do neslaganja između protoka vazduha i projektnih vrednosti, što može negativno uticati na performanse sistema u celini. Glavna opasnost od takvog odstupanja leži u nemogućnosti ventilacijskih sistema da efikasno obavljaju svoje zadatke.
Odstupanje protoka zraka od izračunatog može se kompenzirati promjenom brzine rotacije ventilatora. U ovom slučaju se dobija nova radna tačka koja leži na preseku mrežne karakteristike i aerodinamičke karakteristike iz porodice koja odgovara novoj brzini rotacije.
U skladu s tim, kako se otpor povećava ili smanjuje, bit će potrebno podesiti brzinu rotacije tako da se radna točka pomakne u položaj 4, odnosno 5.
U ovom slučaju dolazi do odstupanja pritiska od izračunatih karakteristika mreže (veličina promjena je prikazana na slici).
U praksi, pojava ovakvih odstupanja ukazuje na to da se režim rada ventilatora razlikuje od onog koji je proračunat iz razloga maksimalne efikasnosti. One. regulacija brzine i u pravcu povećanja i smanjenja dovodi do gubitka efikasnosti ventilatora i sistema u celini.
Ovisnost efikasnosti ventilatora o karakteristikama mreže
Da bi se pojednostavio izbor ventilatora, nekoliko karakteristika mreže se zasniva na njegovim aerodinamičkim karakteristikama. Najčešće se koristi 10 linija čiji brojevi zadovoljavaju uslov
L = (dPd / dP)1/2
- L – broj karakteristike mreže;
- dPd – dinamički pritisak, Pa;
- dP – ukupna vrijednost pritiska.
U ovom slučaju, efikasnost ventilatora, koja je određena omjerom
- dP – ukupni pritisak, Pa;
- q – protok vazduha, kubni m/h;
- P – snaga, W
U tom smislu, interesantno je uporediti efikasnost radijalnih ventilatora sa lopaticama radnog kola zakrivljenih unazad i napred. Za prve, maksimalna vrijednost ovog indikatora je često veća nego za druge. Međutim, ovaj odnos se održava samo kada se radi u području karakteristika mreže koje odgovaraju nižim brzinama protoka pri datoj vrijednosti pritiska.
Kao što se može videti sa slike, pri visokim nivoima protoka vazduha, nazad zakrivljeni ventilatori će zahtevati veći prečnik radnog kola da bi postigli jednaku efikasnost.
Aerodinamički gubici u mreži i pravila za ugradnju ventilatora
Tehničke karakteristike ventilatora odgovaraju onima koje je proizvođač naveo u tehničkoj dokumentaciji ako su ispunjeni zahtjevi za njihovu ugradnju.
Glavna je ugradnja ventilatora na ravan dio zračnog kanala, a njegova dužina mora biti najmanje jedan i tri puta veći od promjera ventilatora na usisnoj i ispusnoj strani.
Kršenje ovog pravila dovodi do povećanja dinamičkih gubitaka i, kao posljedica, do povećanja pada tlaka. Ako se ova razlika poveća, protok zraka se može značajno smanjiti u odnosu na izračunate vrijednosti.
Mnogi faktori utiču na nivo dinamičkih gubitaka, performanse i efikasnost. Shodno tome, prilikom ugradnje ventilatora moraju se ispuniti i drugi zahtjevi.
usisna strana:
- ventilator je postavljen na udaljenosti od najmanje 0,75 promjera od najbližeg zida;
- poprečni presjek ulaznog zračnog kanala ne smije se razlikovati od prečnika ulaznog otvora za više od +12 i -8%;
- dužina zračnog kanala na strani za usis zraka mora biti veća od 1,0 puta prečnika ventilatora;
- prisustvo prepreka za prolaz protoka zraka (prigušivači, grane itd.) je neprihvatljivo.
- promjena poprečnog presjeka zračnog kanala ne bi trebala prelaziti 15% i 7% u smjeru smanjenja, odnosno povećanja;
- dužina pravog dijela cjevovoda na izlazu mora biti najmanje 3 promjera ventilatora;
- Da bi se smanjio otpor, ne preporučuje se korištenje zavoja pod kutom od 90 stupnjeva (ako je potrebno okrenuti glavnu liniju, treba ih dobiti iz dva zavoja od po 45 stupnjeva).
Specifični zahtjevi za snagom ventilatora
Visoki pokazatelji energetske efikasnosti jedan su od glavnih zahtjeva koji se primjenjuju evropske zemlje na svu opremu, uključujući sisteme ventilacije zgrada. Shodno tome, Švedski institut za unutrašnju klimu (Svenska Inneklimatinsitutet) razvio je koncept integralne procjene efikasnosti ventilacijske opreme zasnovan na takozvanoj specifičnoj snazi ventilatora.
Ovaj indikator se podrazumijeva kao omjer ukupne energetske efikasnosti svih ventilatora uključenih u sistem i ukupnog protoka zraka u ventilacijskim kanalima zgrade. Što je niža rezultirajuća vrijednost, to je veća efikasnost opreme.
Ova procjena čini osnovu za preporuke za kupovinu i ugradnju ventilacijskih sistema za različite sektore i industrije. Dakle, za opštinske zgrade preporučena vrednost ne bi trebalo da prelazi 1,5 kada se instaliraju novi sistemi i 2,0 za opremu nakon popravke.
