Tangentsiaalsete ventilaatorilabade aerodünaamilised omadused. Ushakov, Konstantin Andrejevitš - Aksiaalventilaatorite aerodünaamika ja nende struktuuride elemendid. Elektrimootoriga varustatud ventilaatori omaduste näide

Tangentsiaalsete ventilaatorilabade aerodünaamilised omadused. Ushakov, Konstantin Andrejevitš - Aksiaalventilaatorite aerodünaamika ja nende struktuuride elemendid. Elektrimootoriga varustatud ventilaatori omaduste näide

14.02.2022 Diagnostika

Ventilaatorite aerodünaamilised omadused näitavad ventilaatori voolu sõltuvalt rõhust. Teatud rõhk vastab teatud õhuvoolule, mida illustreerib ventilaatori kõver.

Joonis 28. Ventilaatori ja võrgu aerodünaamilised omadused

Võrgu omadused

Ventilatsioonisüsteemi takistus erinevatel voolukiirustel kuvatakse võrgu omaduste graafikul. Ventilaatori tööpunkt on võrgu karakteristiku ja ventilaatori kõvera lõikepunkt. See näitab antud kanalivõrgu vooluomadusi.

Iga rõhumuutus ventilatsioonisüsteemis tekitab uue võrgukarakteristiku. Kui rõhk suureneb, on võrgu karakteristik sarnane joonega B. Kui rõhk langeb, on süsteemi joon sarnane joonega C. (Eeldusel, et tiiviku pöörete arv jääb muutumatuks).

Joonis 29. Rõhumuutused põhjustavad uusi võrgukõveraid

Kui tegelik võrgutakistus on kujutatud kõveraga B, nihkub tööpunkt 1-lt 2-le. See toob kaasa ka õhuvoolu vähenemise. Samamoodi suureneb õhuvool, kui võrgutakistus vastab joonele C.

Joonis 30: Ventilaatori kiiruse suurendamine või vähendamine

Arvutatule sarnase õhuvoolukiiruse saamiseks võite esimesel juhul (kui võrgu karakteristik vastab B-le) lihtsalt ventilaatori kiirust suurendada. Tööpunkt (4) asub sel juhul võrgu karakteristiku B ja ventilaatori kõvera ristumiskohas suurema pöörlemiskiiruse jaoks. Samuti saab ventilaatori kiirust vähendada, kui tegelik võrgukarakteristik vastab reale C.

Joonis 31. Rõhu erinevus erinevatel pöörlemiskiirustel

Mõlemal juhul on rõhu jõudluses teatav erinevus võrgu omadustest, mille jaoks arvutused tehti, ja see on näidatud joonisel vastavalt kui ΔP1 ja ΔP2. See tähendab, et projekteerimisvõrgu tööpunkt on valitud maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks ja iga ventilaatori kiiruse suurendamine või vähendamine toob kaasa efektiivsuse vähenemise.

Võrgu tõhusus ja omadused

Ventilaatorite valiku hõlbustamiseks saate joonistada mitu võimalikku võrgukarakteristikut ventilaatorigraafikule ja seejärel vaadata, milliste omaduste vahel teatud ventilaatoritüüp töötab. Kui nummerdame võrgu karakteristikud vahemikus 0 kuni 10, puhub ventilaator vabalt (maksimaalne õhuvool) liinil 10 ja drossel (null vooluhulk) liinil 0. See tähendab, et süsteemi liini 4 ventilaator toodab 40% vabast õhust. voolu.

Joonis 32. Võrgu omadused (0-10) ventilaatori graafikul

Ventilaatori efektiivsus jääb kogu võrgu karakteristiku ulatuses konstantseks.

Tagurpidi kumerate labadega ventilaatoritel on sageli suurem kasutegur kui ettepoole kumerate labadega ventilaatoritel. Kuid nende ventilaatorite kõrgem tõhususe tase on saavutatav ainult piiratud alal, kus võrgu omadust esindab väiksem voolukiirus antud rõhul kui ettepoole kumerate labadega ventilaatoritel.

Et saavutada ettepoole kõverdatud ventilaatoritega sarnased voolukiirused, säilitades samal ajal kõrge efektiivsuse, peate valima suurema tahapoole kõverdatud ventilaatori.

Joonis 33. Sarnase suurusega tsentrifugaalventilaatorite kasuteguri väärtused vastavalt taha- ja ettekõvera labadega

Üldotstarbelisi ventilaatoreid kasutatakse töötamiseks puhtas õhus, mille temperatuur on alla 80 kraadi. Spetsiaalsed kuumakindlad ventilaatorid on mõeldud kuuma õhu liigutamiseks. Töötamiseks agressiivses ja plahvatusohtlikus keskkonnas toodetakse spetsiaalseid korrosiooni- ja plahvatuskindlaid ventilaatoreid. Korrosioonivastase ventilaatori korpus ja osad on valmistatud materjalidest, mis ei reageeri keemiliselt transporditava gaasi söövitavate ainetega. Plahvatuskindel disain välistab sädemete tekkimise võimaluse ventilaatori korpuses (korpuses) ja selle osade suurenenud kuumenemise töö ajal. Tolmunud õhu liigutamiseks kasutatakse spetsiaalseid tolmuventilaatoreid. Ventilaatori suurusi iseloomustab number, mis näitab ventilaatori tiiviku läbimõõtu, väljendatuna detsimeetrites.

Vastavalt tööpõhimõttele jagunevad ventilaatorid tsentrifugaal- (radiaal-) ja aksiaalventilaatoriteks. Madala rõhuga tsentrifugaalventilaatorid loovad kogurõhu kuni 1000 Pa; keskmise rõhuga ventilaatorid - kuni 3000 Pa; ja kõrgsurveventilaatorid arendavad rõhku 3000 Pa kuni 15000 Pa.

Tsentrifugaalventilaatorid on valmistatud ketta ja kettata tiivikutega:

Tööratta labad on paigaldatud kahe ketta vahele. Esiketas on rõnga kujul, tagumine tahke. Kettata ratta labad on kinnitatud rummu külge. Tsentrifugaalventilaatori spiraalne korpus paigaldatakse iseseisvatele tugedele või elektrimootoriga ühisele raamile.

Aksiaalventilaatoritele on iseloomulik kõrge jõudlus, kuid madal rõhk, seetõttu kasutatakse neid laialdaselt üldventilatsioonis suurte õhuhulkade liigutamiseks madalal rõhul. Kui aksiaalventilaatori tiivik koosneb sümmeetrilistest labadest, siis on ventilaator pööratav.

Aksiaalventilaatori diagramm:

Katuseventilaatorid valmistatakse aksiaalseid ja radiaalseid; paigaldatakse katustele ja hoonete katuseta põrandatele. Nii aksiaalsete kui ka radiaalsete katuseventilaatorite tiivik pöörleb horisontaaltasapinnas. Aksiaalsete ja radiaalsete (tsentrifugaal) katuseventilaatorite tööskeemid V:

Aksiaalseid katuseventilaatoreid kasutatakse üldiseks väljatõmbeventilatsiooniks ilma õhukanalite võrguta. Radiaalkatuseventilaatorid arendavad kõrgemat rõhku, mistõttu võivad nad töötada nii ilma võrguta kui ka nendega ühendatud õhukanalite võrguga.

Ventilaatori valik aerodünaamiliste omaduste põhjal.

Iga ventilatsioonisüsteemi, aspiratsiooni või pneumaatilise transpordipaigaldise jaoks valitakse ventilaator individuaalselt, kasutades mitme ventilaatori aerodünaamiliste omaduste graafikuid. Igal graafikul oleva rõhu ja õhuvoolu põhjal leitakse tööpunkt, mis määrab ventilaatori tiiviku efektiivsuse ja pöörlemiskiiruse. Võrreldes tööpunkti asukohta erinevatel omadustel, valige ventilaator, mis annab suurima efektiivsuse antud rõhu ja õhuvoolu väärtuste juures.

Näide. Ventilatsiooniseadme arvutus näitas kogu rõhukadu süsteemis Hc = 2000 Pa vajaliku õhuvoolu juuresKs = 6000 m³/tunnis. Valige ventilaator, mis ületab selle võrgutakistuse ja tagab vajaliku jõudluse.

Ventilaatori valimiseks võetakse selle konstruktsioonirõhk koos ohutustegurigak=1,1:

Hb= kHc; Нв=1,1·2000=2200 (Pa).

Õhukulu arvutamisel võetakse arvesse kõiki ebaproduktiivseid imemisi.K in= Ks = 6000 (m³/tunnis). Vaatleme kahe sarnase arvu ventilaatorite aerodünaamilisi omadusi, mille tööväärtuste vahemik sisaldab projekteeritud ventilatsioonipaigaldise arvutusliku rõhu ja õhuvoolu väärtusi:

Ventilaatori 1 ja ventilaatori 2 aerodünaamilised omadused.

Väärtuste ristumiskohas Pv=2200 Pa ja K=6000 m³/h näita tööpunkti. Suurima kasuteguri määrab ventilaatori karakteristiku 2: kasutegur=0,54; tiiviku pöörlemiskiirusn=2280 p/min; ratta serva perifeerne kiirusu~42 m/sek.

1. ventilaatori tiiviku perifeerne kiirus (u~38 m/sek) on oluliselt väiksem, mis tähendab, et selle ventilaatori tekitatav müra ja vibratsioon on väiksem ning paigalduse töökindlus on suurem. Mõnikord eelistatakse aeglasemat ventilaatorit. Kuid ventilaatori tööefektiivsus peab olema vähemalt 0,9 selle maksimaalsest efektiivsusest. Võrdleme veel kahte aerodünaamilist omadust, mis sobivad ventilaatori valimiseks sama ventilatsioonipaigaldise jaoks:

Ventilaatori 3 ja ventilaatori 4 aerodünaamilised omadused.

Ventilaatori 4 kasutegur on maksimumi lähedal (0,59). Selle tiiviku pöörlemiskiirusn= 2250 pööret minutis. 3. ventilaatori efektiivsus on veidi madalam (0,575), kuid tiiviku pöörlemiskiirus on oluliselt väiksem:n= 1700 pööret minutis. Kui efektiivsuse erinevus on väike, on eelistatav 3. ventilaator. Kui ajami ja mootori võimsuse arvutused näitavad mõlema ventilaatori puhul sarnaseid tulemusi, tuleks valida ventilaator 3.

Ventilaatori käitamiseks vajaliku võimsuse arvutamine.

Ventilaatori käitamiseks vajalik võimsus sõltub selle tekitatavast rõhustHin (Pa), õhuhulk liikusKin (m³/s) ja efektiivsustegur:

N in= H V · Q V/1000·kasutegur (kW); Hb = 2200 Pa; Kh=6000/3600=1,67 m³/sek.

Aerodünaamiliste karakteristikute järgi eelvalitud ventilaatorite 1, 2, 3 ja 4 kasutegur: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.

Asendades arvutusvalemis rõhu, vooluhulga ja efektiivsuse väärtused, saame iga ventilaatori ajami jaoks järgmised võimsuse väärtused: 7,48 kW, 6,8 kW, 6,37 kW, 6,22 kW.

Elektrimootori võimsuse arvutamine ventilaatori käitamiseks.

Elektrimootori võimsus sõltub selle ülekande tüübist mootori võllilt ventilaatori võllile ja seda võetakse arvutamisel arvesse vastava koefitsiendiga (ksõidurada). Kui ventilaatori tiivik on paigaldatud otse elektrimootori võllile, siis võimsuskadu ei esine, st sellise jõuülekande kasutegur on 1. Ventilaatori ja elektrimootori võllide ühendamise kasutegur siduri abil on 0,98. Ventilaatori tiiviku vajaliku pöörlemiskiiruse saavutamiseks kasutame kiilrihmülekannet, mille kasutegur on 0,95. Kaod laagrites võetakse arvesse koefitsiendigakn = 0,98. Elektrimootori võimsuse arvutamise valemi järgi:

N el= N V / k sõidurada k P

saame järgmised võimsused: 8,0 kW; 7,3 kW; 6,8 kW; 6,7 kW.

Elektrimootori paigaldatud võimsus võetakse ohutustegurigakz=1,15 mootorite puhul, mille võimsus on alla 5 kW; mootoritele üle 5 kWk z=1,1:

N y= k h · N meili

Võttes arvesse ohutusteguritkz=1,1 1. ja 2. ventilaatori elektrimootorite lõppvõimsus on 8,8 kW ja 8 kW; 3. ja 4. jaoks 7,5 kW ja 7,4 kW. Esimesed kaks ventilaatorit peaksid olema varustatud 11 kW mootoriga, iga teise paari ventilaatori jaoks piisab 7,5 kW elektrimootori võimsusest. Valime ventilaatori 3: kuna see on vähem energiamahukas kui suurus 1 või 2; ning ventilaatoriga 4 võrreldes aeglasemalt ja töökindlamalt.

Ventilaatorite numbrid ja aerodünaamiliste karakteristikute graafikud ventilaatorivaliku näites on võetud tinglikult ega viita ühelegi konkreetsele kaubamärgile ja standardsuurusele. (Ja nad võiksid.)

Ventilaatori kiilrihma ajami rihmarataste läbimõõtude arvutamine.

Kiilrihmülekanne võimaldab valida tiiviku soovitud pöörlemiskiiruse, paigaldades mootori võllile ja ventilaatori ajamivõllile erineva läbimõõduga rihmarattad. Määratakse elektrimootori võlli pöörlemiskiiruse ja ventilaatori tiiviku pöörlemiskiiruse ülekandesuhe:nuh/ nV.

Kiilrihma ajami rihmarattad valitakse nii, et ventilaatori ajami rihmaratta läbimõõdu ja elektrimootori võlli rihmaratta läbimõõdu suhe vastaks pöörlemiskiiruste suhtele:

DV/ Duh= nuh/ nV

Vedatava rihmaratta läbimõõdu ja veoratta läbimõõdu suhet nimetatakse rihmülekande suhteks.

Näide. Valige rihmarattad ventilaatori kiilrihmajami jaoks, mille tiiviku pöörlemiskiirus on 1780 p / min, mida juhib elektrimootor võimsusega 7,5 kW ja pöörlemiskiirus 1440 p / min. Jõuülekande suhe:

nuh/ nV=1440/1780=0,8

Tööratta vajaliku pöörlemiskiiruse tagavad järgmised seadmed: läbimõõduga ventilaatori rihmaratas 180 mm , rihmaratas läbimõõduga elektrimootoril 224 mm.

Ventilaatori kiilrihmülekande skeemid, mis suurendavad ja vähendavad tiiviku pöörlemiskiirust:

Joonis 7.24. U-tüüpi TsAGI aksiaalventilaatori paigaldamine.

Riis. 7.23. Katuse aksiaalventilaator.

1-turvagrill; 2- koguja; 3- keha; 4- elektrimootor; 5- tiivik; 6- difuusor; 7- ventiil; 8-vihmavari.

Praegu on alustatud selle ventilaatori tootmist katuse modifikatsioonis (joonis 7.23). Sel juhul pöörleb ventilaatori ratas horisontaaltasapinnas, paigaldades vertikaalselt paikneva elektrimootori võllile, mis on kinnitatud kolmele kestale (korpusele).

Kogu paigaldus paikneb lühikeses torustikus, mis on varustatud kaitsevõrega õhu sisselaske poolel ja vihmavarjuga väljalaske poolel.

Agregaate toodetakse venti-viis suurustes nr 4, 5, 6, 8, 10 ja 12. Kataloogi järgi on maksimaalne ümbermõõt 45 m/sek. Maksimaalne arenenud staatiline rõhk ulatub 10-11-ni kg/m2 staatilise kasuteguri juures 0,31.

TsAGI U-tüüpi aksiaalventilaatorid (universaalsed) on keerukama konstruktsiooniga. Ventilaatori ratas koosneb suure läbimõõduga puksist (0,5 D), millele on kinnitatud 6 või 12 õõnsat tera. Iga tera on needitud varda külge, mis omakorda keeratakse spetsiaalsesse klaasi ja kinnitatakse hülsis olevate mutritega. Terad on pööratavad ja neid saab paigaldada ratta pöörlemistasandi suhtes 10-25° nurga all (joonis 7.24). Terade paigaldamine vajaliku nurga all toimub vastavalt puksi külgpinnale tehtud märgistustele.

Võimalus muuta labade nurki, st muuta ratta geomeetriat, annab sellele ventilaatorile mitmekülgsuse, kuna selle tekitatav rõhk suureneb labade nurga suurenedes.

Ventilaator on konstrueeritud töötama elektrimootoriga kiilrihmülekande kaudu, seega on ventilaatori ratas paigaldatud võllile. Võllil on kaks laagrit, mille korpused on paigutatud karbikujulistesse hoidikutesse. Igal hoidikul on neli valatud varda, mis lõpevad lamedate jalgadega, millel on kinnituspoltide jaoks augud. Varraste ja jalgadega hoidikud moodustavad kaks raami, millel ratast hoitakse. Ajami rihmaratas asub võlli otsas olevas konsoolis. Praegu toodetakse (peamiselt tekstiilitööstuse vajadusteks) ventilaatoreid 12 labaga nr 12, 16 ja 20. Nende masinate ratas on väga vastupidav ja võimaldab perifeerset kiirust kuni 80-85 m/s..

Arvestades, et Y-tüüpi ventilaatori poolt tekitatav rõhk sõltub labade paigaldusnurgast, tuleks iga nurga jaoks eraldi ehitada tüüpiline ventilaator. Seetõttu antakse U-tüüpi ventilaatoritele spetsiaalne universaalne omadus, mis hõlmab ventilaatori tööpiirkondi erinevates tingimustes.

Kolmes suuruses ventilaatorite jõudlus jääb vahemikku 1-6000 kuni 100 000 m 3 /h. Arenenud rõhud on vahemikus 11 kg/m2(10° nurga all paigaldatud labadega) kuni 35-40 kg/m2(terade paigaldamisel nurga all.

Ventilaatoriratast käitav elektrimootor asub tavaliselt põrandal toa seina lähedal, ventilaatori paigaldamise augus.

Maksimaalne ventilaatori efektiivsus (labade nurga all 20°) ulatub 0,62-ni. Väiksemate ja suuremate paigaldusnurkade korral kasutegur väheneb veidi (10° juures 0,5-ni ja 25° juures 0,58-ni).

Ventilaatori aerodünaamiline disain tähendab kindlas järjestuses paigutatud põhiliste konstruktsioonielementide kogumit, mis iseloomustab masina vooluosa, mida õhk läbib. Ventilaator VOD11P rakendab joonisel 7.25 näidatud aerodünaamilist disaini (RK1 + NA + RK2 + SA), st. õhk imetakse ventilaatorisse kanalist 5 läbi kollektori 6 tiiviku RK 1 labade 8 pöörlemisest tekkivate aerodünaamiliste jõudude toimel.

Joonis 7.25 VOD11P ventilaatori aerodünaamiline disain

Rattalt lahkudes tabab keerlev õhuvool juhtlaba NA1 labasid 9, mis keerutab seda ja suunab selle teise astme tiiviku RK2 labadele 10. Samal ajal tehakse NA-s enne RK2-sse sisenemist rootori pöörlemisele vastupidises suunas voolu kerge keerdumine, mis aitab suurendada teise ratta veojõudu. Pärast RK2 siseneb vool sirgendusaparaati SA. Labade 11 abil keerutab SA voolu ja suunab selle difuusorisse, mis on valmistatud paisuva koonuse 14 ja kesta 13 kujul. Difuusoris piki voolu suureneb avatud ristlõike pindala, mistõttu , kiiruse rõhk väheneb ja rõhk suureneb. Samal ajal suureneb ka staatiline rõhk.

Töörattad RK1 ja RK2 on jäigalt kinnitatud võllile 4, paigaldatud laagritesse 3 ja 12 ning saavad pöörlemise mootorilt 1 läbi haakeseadise 2. Korpuse 7 eesmärk on ühtlustada ventilaatorisse tõmmatud õhuvoolu.

Joonisel 7.26. Jaotises on näidatud ventilaator VOD11P, mis on mõeldud kaevandusalade ja üksikute kambrite kaevandustööde ventilatsiooniks ning seda kasutatakse ka kaevandusšahtide uputamisel, soojussõlmedes, suurettevõtetes jne.

Ventilaator koosneb rootorist - võllist 2, millel on kaks tiivikut 4 ja 10, mis on võtmete 3 ja lukustusrõngaste abil jäigalt kinnitatud võlli külge. Esimese astme RK1 ja teise astme RK2 tiivikud on identse konstruktsiooniga, koosnedes 4 puksist, millele on paigutatud 12 polümeermaterjalist laba. Terad 8 ja 11 paigaldatakse spetsiaalsetesse pesadesse, kinnitatakse distantsvedrurõngaste 6 abil ja surutakse vedrude 5 abil rattarummu külge. See labade kinnitus võimaldab teil neid käsitsi pöörata läbi korpuse spetsiaalsete akende, kui ventilaator on voolu ja rõhu reguleerimiseks 15–45 0 paigaldusnurkade piires peatatud. Ventilaatori korpus koosneb kahest eemaldatavast osast, ülemine 7 ja alumine 15, mis on valmistatud valatud terasest poolitatud silindri kujul.

Ventilaatorid on seadmed, mis on loodud õhu (üldiselt gaasi) voolu tekitamiseks. Peamine ülesanne, mis nende seadmete kasutamisega ventilatsiooni-, kliimaseadmetes ja õhutöötlusseadmetes lahendatakse, on tingimuste loomine õhukanalisüsteemis õhumasside liikumiseks sisselaskepunktidest väljalaskepunktidesse ehk tarbijateni.

Seadmete tõhusaks tööks peab ventilaatori tekitatav õhuvool ületama liinide pööretest, nende ristlõike muutumisest, turbulentsi ilmnemisest ja muudest teguritest põhjustatud õhukanalisüsteemi takistuse.

Sellest tulenevalt tekib rõhulangus, mis on üks olulisemaid ventilaatori valikut mõjutavaid tunnusnäitajaid (peale selle mängivad suurt rolli jõudlus, võimsus, müratase jne). Need omadused sõltuvad ennekõike seadmete konstruktsioonist ja kasutatavatest tööpõhimõtetest.

Kõik paljud ventilaatorite kujundused on jagatud mitmeks põhitüübiks:

Radiaalne (tsentrifugaal);
Aksiaalne (aksiaalne);
Diametraalne (tangentsiaalne);
Diagonaal;
Kompaktne (jahutid)

Tsentrifugaalsed (radiaalsed) ventilaatorid

Seda tüüpi seadmetes imetakse õhku piki tiiviku telge ja vabastatakse selle labade piirkonnas radiaalsuunas tekkivate tsentrifugaaljõudude mõjul. Tsentrifugaaljõudude kasutamine võimaldab selliseid seadmeid kasutada juhtudel, kui on vaja kõrget rõhku.

Radiaalventilaatorite jõudlus sõltub suuresti tiiviku konstruktsioonist ja labade (labade) kujust.

Selle funktsiooni põhjal jagatakse radiaalventilaatori tiivikud labadega seadmeteks:

kumer selg;
otsene, sealhulgas tagasilükatud;
ettepoole painutatud.

Joonisel on tiivikutüüpide lihtsustatud vaade (rataste pöörlemissuund on näidatud nooltega).

Tagurpidi kumerate labadega tiivikud

Sellist tiivikut (joonisel B) iseloomustab jõudluse märkimisväärne sõltuvus rõhust. Sellest lähtuvalt on seda tüüpi radiaalventilaatorid tõhusad, kui nad töötavad karakteristiku tõusval (vasakpoolsel) harul. Selles režiimis kasutamisel saavutatakse kuni 80% efektiivsus. Samal ajal võimaldab labade geomeetria saavutada madalat töömüra.

Selliste seadmete peamine puudus on õhus lendlevate osakeste nakkumine labade pinnale. Seetõttu ei soovitata selliseid ventilaatoreid kasutada saastatud keskkonnas.

Sirge labaga tiivikud

Sellistes tiivikutes (joonisel kuju R) on välistatud pinna saastumise oht õhus sisalduvate lisanditega. Sellised seadmed näitavad kuni 55% efektiivsust. Sirgete tahapoole kumerate labade kasutamisel läheneb jõudlus tahapoole kumerate labadega seadmetele (saavutatakse kasutegur kuni 70%).

Ettepoole kaarduvate labadega tiivikud

Seda konstruktsiooni kasutavate ventilaatorite puhul (joonisel F) on rõhumuutuste mõju õhuvoolule tühine.

Erinevalt tahapoole kumerate labadega tiivikutest saavutatakse selliste tiivikute suurim efektiivsus karakteristiku paremal (langeval) harul töötades ja selle tase on kuni 60%. Seega, kui kõik muud asjaolud on võrdsed, ületab F-tüüpi tiivikuga ventilaator tiiviku mõõtmete ja üldmõõtmete poolest tiivikuga varustatud seadmeid.

Aksiaalsed (aksiaalsed) ventilaatorid

Selliste seadmete puhul on nii sisend- kui ka väljundõhuvool suunatud paralleelselt ventilaatori tiiviku pöörlemisteljega.

Selliste seadmete peamine puudus on nende madal efektiivsus vabalt pöörleva paigaldusvõimaluse kasutamisel.

Tõhususe märkimisväärne kasv saavutatakse ventilaatori sulgemisega silindrilisse korpusesse. Toimivuse parandamiseks on ka teisi meetodeid, näiteks juhtlabade asetamine otse tiiviku taha. Sellised meetmed võimaldavad saavutada aksiaalventilaatorite efektiivsuse 75% ilma juhtlabasid kasutamata ja isegi 85% nende paigaldamisel.

Diagonaalsed ventilaatorid

Aksiaalse õhuvooluga on võimatu luua märkimisväärset samaväärse rõhu taset. Staatilise rõhu tõusu saab saavutada lisajõudude abil õhuvoolu tekitamiseks, näiteks tsentrifugaaljõude, mis toimivad radiaalventilaatorites.

Diagonaalventilaatorid on omamoodi aksiaal- ja radiaalseadmete hübriid. Neis imetakse õhku pöörlemisteljega ühtivas suunas. Tänu tiiviku labade konstruktsioonile ja paigutusele saavutatakse õhuvoolu läbipaine 45 kraadi.

Seega ilmneb õhumasside liikumisel radiaalkiiruse komponent. See võimaldab saavutada rõhu tõusu tsentrifugaaljõudude toimel. Diagonaalseadmete efektiivsus võib olla kuni 80%.

Crossflow ventilaatorid

Seda tüüpi seadmetes on õhuvool alati suunatud tangentsiaalselt tiivikule.

See võimaldab saavutada märkimisväärset jõudlust isegi väikese tiiviku läbimõõduga. Tänu nendele omadustele on diameetrilised seadmed muutunud laialt levinud kompaktsetes paigaldistes, nagu õhkkardinad.

Seda tööpõhimõtet kasutavate ventilaatorite efektiivsus ulatub 65% -ni.

Ventilaatori aerodünaamilised omadused

Aerodünaamilised omadused peegeldavad ventilaatori voolu (jõudluse) sõltuvust rõhust.

Sellel on tööpunkt, mis näitab praegust voolukiirust teatud rõhutasemel süsteemis.

Võrgu omadused

Erinevate voolukiiruste korral on õhukanalite võrgul erinev takistus õhu liikumisele. Just see takistus määrab süsteemi rõhu. Seda sõltuvust peegeldab võrgu omadus.

Ventilaatori aerodünaamiliste karakteristikute ja võrgukarakteristikute konstrueerimisel ühes koordinaatsüsteemis on ventilaatori tööpunkt nende ristumiskohas.

Võrgu omaduste arvutamine

Võrgu karakteristikute konstrueerimiseks kasutatakse sõltuvust

Selles valemis:

dP – ventilaatori rõhk, Pa;
q – õhuvool, kuupm/h või l/min;
k – konstantne koefitsient.

Võrgu omadused on konstrueeritud järgmiselt.

Esimene ventilaatori tööpunktile vastav punkt kantakse aerodünaamilisele karakteristikule. Näiteks töötab see rõhul 250 Pa, luues õhuvoolu 5000 kuupmeetrit tunnis. (joonisel punkt 1).
Valem määrab koefitsiendi kk = dP/q2 Vaadeldava näite puhul on selle väärtus 0,00001.
Juhuslikult valitakse mitu rõhuhälvet, mille voolukiirus arvutatakse ümber. Näiteks rõhuhälbe korral -100 Pa (tulemuslik väärtus 150 Pa) ja +100 Pa (tulemuslik väärtus 350 Pa) arvutatakse valemiga arvutatud õhuvool. olema vastavalt 3162 ja 516 kuupmeetrit tunnis.

Saadud punktid kantakse graafikule (joonisel 2 ja 3) ja ühendatakse sujuva kõveraga.

Igal kanalivõrgu takistuse väärtusel on oma võrguomadused. Need on ehitatud sarnaselt.

Selle tulemusena, säilitades ventilaatori pöörlemiskiiruse, nihkub tööpunkt mööda aerodünaamilist karakteristikku. Takistuse suurenedes nihkub tööpunkt asendist 1 asendisse 2, mis põhjustab õhuvoolu vähenemist. Vastupidi, kui takistus väheneb (üleminek rea C punktile 3a), õhuvool suureneb.

Seega põhjustab õhukanalisüsteemi tegeliku takistuse kõrvalekalle arvutuslikust lahknevusest õhuvoolu ja projekteerimisväärtuste vahel, mis võib negatiivselt mõjutada süsteemi kui terviku toimimist. Sellise kõrvalekalde peamine oht seisneb ventilatsioonisüsteemide võimetuses neile määratud ülesandeid tõhusalt täita.

Õhuvoolu kõrvalekallet arvutuslikust saab kompenseerida ventilaatori pöörlemiskiiruse muutmisega. Sel juhul saadakse uus tööpunkt, mis asub võrgukarakteristiku ja uuele pöörlemiskiirusele vastava perekonna aerodünaamilise karakteristiku ristumiskohas.

Vastavalt sellele, kui takistus suureneb või väheneb, on vaja reguleerida pöörlemiskiirust nii, et tööpunkt liiguks vastavalt asendisse 4 või 5.

Sel juhul on rõhu kõrvalekalle võrgu arvutatud omadustest (muutuste suurus on näidatud joonisel).

Praktikas näitab selliste kõrvalekallete ilmnemine, et ventilaatori töörežiim erineb maksimaalse efektiivsuse huvides arvutatud režiimist. Need. kiiruse reguleerimine kas suurendamise või vähendamise suunas viib ventilaatori ja kogu süsteemi efektiivsuse vähenemiseni.

Ventilaatori efektiivsuse sõltuvus võrgu omadustest

Ventilaatori valiku lihtsustamiseks põhinevad mitmed võrguomadused selle aerodünaamilistel omadustel. Kõige sagedamini kasutatakse 10 rida, mille numbrid vastavad tingimusele

L = (dPd/dP)1/2

L – võrgu tunnusnumber;
dPd – dünaamiline rõhk, Pa;
dP – üldrõhu väärtus.

Praktikas tähendab see, et iga konstrueeritud liini tööpunktis on ventilaatori õhuvool vastav väärtus maksimumist. 5. liini puhul on see 50%, 10. real 100% (ventilaator puhub vabalt).

Sel juhul ventilaatori efektiivsus, mis määratakse suhtega

dP – üldrõhk, Pa;
q – õhuvool, kuupm/h;
P – võimsus, W

võib jääda muutumatuks.

Sellega seoses on huvitav võrrelda taha- ja ettepoole kumerate tiiviku labadega radiaalventilaatorite efektiivsust. Esimese puhul on selle indikaatori maksimaalne väärtus sageli kõrgem kui teise puhul. Kuid see suhe säilib ainult siis, kui töötatakse võrgu omaduste piirkonnas, mis vastavad madalamatele voolukiirustele antud rõhu väärtuse juures.

Nagu jooniselt näha, vajavad tagurpidi kõverad ventilaatorid suure õhuvoolutaseme korral võrdse efektiivsuse saavutamiseks suuremat tiiviku läbimõõtu.

Aerodünaamilised kaod võrgus ja ventilaatorite paigaldamise reeglid

Ventilaatorite tehnilised omadused vastavad tootja poolt tehnilises dokumentatsioonis määratletule, kui nende paigaldamise nõuded on täidetud.

Peamine on paigaldada ventilaator õhukanali sirgele lõigule ning selle pikkus peaks olema vähemalt ühe ja kolmekordne ventilaatori läbimõõt imemis- ja väljalaskepoolel.

Selle reegli rikkumine toob kaasa dünaamiliste kadude suurenemise ja selle tulemusena rõhulanguse suurenemise. Kui see erinevus suureneb, võib õhuvool arvutuslike väärtustega võrreldes oluliselt väheneda.

Dünaamiliste kadude taset, jõudlust ja tõhusust mõjutavad paljud tegurid. Vastavalt sellele tuleb ventilaatorite paigaldamisel järgida muid nõudeid.

Imemise pool:

ventilaator paigaldatakse lähimast seinast vähemalt 0,75 diameetri kaugusele;
sisselaskeõhukanali ristlõige ei tohiks erineda sisselaskeava läbimõõdust rohkem kui +12 ja -8% võrra;
õhu sisselaskepoolse õhukanali pikkus peab olema ventilaatori läbimõõdust suurem kui 1,0 korda;
takistuste olemasolu õhuvoolu läbipääsul (siibrid, oksad jne) on vastuvõetamatu.

Tühjenduspool:

õhukanali ristlõike muutus ei tohiks vähenemise ja suurenemise suunas ületada vastavalt 15% ja 7%;
torujuhtme sirge osa pikkus väljalaskeava juures peab olema vähemalt 3 ventilaatori läbimõõtu;
Vastupanu vähendamiseks ei ole soovitatav kasutada 90-kraadise nurga all olevaid käänakuid (kui on vaja pealiini pöörata, tuleks need saada kahest 45-kraadisest pöördest).

Konkreetsed ventilaatori võimsusnõuded

Kõrged energiatõhususe näitajad on üks peamisi nõudeid, mida kohaldatakse Euroopa riigid kõikidele seadmetele, sealhulgas hoone ventilatsioonisüsteemidele. Sellest lähtuvalt on Rootsi Sisekliima Instituut (Svenska Inneklimatinsitutet) välja töötanud ventilatsiooniseadmete tervikliku efektiivsuse hindamise kontseptsiooni, mis põhineb nn spetsiifilisel ventilaatorivõimsusel.

Selle indikaatori all mõistetakse kõigi süsteemi kuuluvate ventilaatorite koguenergiatõhususe suhet hoone ventilatsioonikanalites kogu õhuvooluga. Mida madalam on saadud väärtus, seda suurem on seadmete efektiivsus.

See hinnang on aluseks soovitustele ventilatsioonisüsteemide ostmiseks ja paigaldamiseks erinevatele sektoritele ja tööstusharudele. Seega ei tohiks munitsipaalhoonete puhul uute süsteemide paigaldamisel soovitatav väärtus ületada 1,5 ja seadmete puhul pärast remonti 2,0.