Радиальные вентиляторы
Осевые вентиляторы
Канальные вентиляторы
Крышные вентиляторы
Потолочные вентиляторы
Бытовые вентиляторы
Взрывозащищенные вентиляторы

ВентПромТорг - Вентиляторы

Главная > Каталог > Вентиляторы

Безразмерные параметры вентиляторов

 

  Геометрически подобные вентиляторы описываются безразмерными характеристиками (при автомодельности по числу Re),  которая называется типовой. Типовая  характеристика не зависит ни от диаметра вентилятора, ни от частоты вращения, ни от плотности воздуха (температуры). Типовая характеристика - это зависимость безразмерных величин коэффициентов давления  y и мощности l от коэффициента производительности j или ja  (для осевых вентиляторов):

 

-коэффициент производительности: j=Q/Fu;

-коэффициент осевой скорости:  ja=j(1-n2);                                

-коэффициент полного давления: y=2Pv/ru2;

-коэффициент мощности: l=2N/rFu3;

 

где F=pD2/4- площадь, ометаемая колесом вентилятора (для осевых и радиальных вентиляторов), м2; D –диаметр колеса вентилятора, м; u=pDn/60- окружная скорость конца лопаток, м/с; n - частота вращения колеса вентилятора, об/мин; n=dвт/D –относительный диаметр втулки (только для осевых вентиляторов); r -плотность перемещаемого воздуха, кг/м3. Переходя к безразмерным параметрам вентилятора:

 

-коэффициент полного давления: y = ys+ydv ;

-коэффициент динамического давления: ydv=j2 (F / Fвых)2; ydv=j2a (для осевых    вентиляторов);

-полный и статический КПД: h=jy/l;  hs=jys/l

 

  Безразмерные характеристики вентиляторов позволяют сравнивать вентиляторы различных типов по нагруженности лопаточных аппаратов, получать размерные характеристики обратным пересчетом для любых значений частоты вращения, диаметров колес, температуры перемещаемого воздуха.

  Вентиляторы имеют широкие диапазоны параметров: полное давление от десятков до нескольких тысяч Паскалей, производительность от нескольких кубических метров до тысяч кубических метров в секунду, мощность от одного Ватта до нескольких тысяч киловатт, а диаметры колес - от нескольких сантиметров до нескольких метров. Окружные скорости концов лопаток, как правило,  не превышают 150 м/с. Несмотря на огромный диапазон размерных параметров, безразмерные параметры вентиляторов всех типов и размеров укладываются в область, ограниченную коэффициентом производительности j=0…3 и коэффициентом полного давления  y =0…8. Осевые вентиляторы являются самыми слабонапорными, но имеют наибольшие полные КПД среди рассматриваемых типов вентиляторов. Радиальные вентиляторы занимают промежуточную область по давлению и КПД. Диаметральные вентиляторы имеют самые большие коэффициенты давления y, достигающие значений 6…8, так как потоку сообщается энергия дважды, при входе в колесо и при выходе из него, однако имеют самые малые значения полного КПД.

 

  Регулирование вентиляторов

 

  В ряде случаев в процессе работы необходимо изменять аэродинамические характеристики вентилятора. Регулирование вентиляторов (изменение аэродинамических параметров вентилятора) осуществляется следующими способами:

-лопаточным аппаратом;

-изменением частоты вращения колеса.

  При регулировании лопаточным аппаратом изменяется безразмерная характеристика, а следовательно, и размерная характеристика вентилятора. При частотном регулировании безразмерная характеристика вентилятора и положение рабочего режима на ней не  меняются, поэтому сохраняется и КПД вентилятора при новой частоте вращения. В ряде случаев, это может приводить к неэффективной работе вентилятора в данной сети. Регулирование аэродинамических  характеристик осевых вентиляторов осуществляется поворотом лопаток (закрылков) входного направляющего аппарата (подкрутка по и против вращения колеса), поворотом лопаток колеса (во время вращения или при остановленном вентиляторе). Регулирование лопаточным аппаратом может приводить как к  увеличению (в пределах располагаемой мощности вентилятора), так и к уменьшению давления.

  Радиальные вентиляторы регулируются входным направляющим аппаратом только в сторону снижения давления. Регулирование диаметрального вентилятора осуществляется изменением углов входа потока в вентилятор, внутренним направляющим аппаратом (ВНА) или различного рода вихреобразователями.

  Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется преобразователями напряжения или частотными приводами. В вентиляторах, имеющих шкиво-ременную передачу, регулирование осуществляется подбором шкивов. Регулирование изменением частоты вращения обычно осуществляется в сторону снижения давления вентилятора, так как электродвигатель обычно подбирается на мощность, соответствующую максимальным давлению и производительности.

Изменения параметров вентилятора при изменении частоты вращения определяются по следующим формулам:

-производительность Qi= Q*ni/n;

-давление Pi=P*(ni/n)2;

-мощность Ni=N*(ni/n)3 ,

 индекс i соответствует произвольному режиму по частоте вращения.

 

Аэродинамические характеристики вентиляторов

 

Аэродинамические характеристики вентилятора обычно включают в себя:

-кривую полного давления Pv(Q);

-кривую мощности N (Q) или полного КПД вентилятора η (Q);

-кривую (либо шкалу) динамического давления вентилятора Pdv(Q) или кривую статического давления вентилятора Psv(Q).

  Если приведена кривая полного давления Pv(Q), а статического не приведена, то статическое давление вентилятора определяется по формуле: Psv=Pv-Pdv. В ряде случаев приводится только кривая статического давления вентилятора, например, для канальных вентиляторов в квадратных или прямоугольных корпусах, крышных радиальных вентиляторов.  В этом случае полное давление близко к статическому давлению и за полное можно принимать статическое давление.

  При подборе вентилятора необходимо руководствоваться следующим: зона рабочих режимов вентилятора должна находиться в зоне максимальной эффективности вентилятора и быть за пределами срывного режима вентилятора.

 

Рис.1.2 Виды аэродинамических характеристик вентиляторов:

 

Существуют три основных вида аэродинамических характеристик вентиляторов (рис.1.2):

-ниспадающая кривая полного давления  (рис.1.2а);

-кривая полного давления с обратным склоном (рис.1.2б);

-кривая полного давления с разрывом характеристики (рис.1.2в).

 В соответствии с ГОСТ10616-90 рабочая зона аэродинамической характеристики вентилятора должна быть ограничена диапазоном производительностей, в котором полный КПД вентилятора составляет 0,9  от максимального КПД (рис. 1.2а). Именно в таком виде приведены аэродинамические характеристики вентиляторов в каталогах большинства производителей вентиляторов. Однако, в этом случае теряются режимы максимальной производительности, при которых возможна работа вентилятора, хотя и с меньшей эффективностью.

  В каталогах некоторых западных, а в последнее время в каталогах отечественных, производителей приводится  кривая полного давления Pv(Q)  от режима Q=0, до режима максимальной производительности Qмах (Psv=0). Если не приведены ни кривая мощности N(Q), ни полного (статического) КПД η(Q), то выбрать рабочую зону крайне затруднительно. В этом случае, для оценки, можно принимать, что режим максимального полного КПД имеет место примерно на 2/3 максимальной производительности вентилятора Qмах. Коэффициент запаса кс можно принимать кс =1,25…1,5 (большие значения, если срыв оказывает большее силовое воздействие на конструкцию вентилятора).

  При подборе вентиляторов (радиальных, осевых) по аэродинамическим характеристикам, приведенным в каталогах, необходимо обращать внимание на следующее:

а) является ли указанная в характеристиках мощность, потребляемой вентилятором, или же это мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора из сети;

б) имеет ли электродвигатель, комплектующий вентилятор, запас мощности на пусковые токи, низкие температуры перемещаемой среды.

Эти параметры определяют эффективность вентилятора, его аэродинамические характеристики и  работоспособность электродвигателя при низких температурах перемещаемого воздуха. Например, если электродвигатель не имеет запаса мощности (канальные вентиляторы с внешним ротором), прямой пересчет давления на пониженную температуру может не дать правильных результатов, так как из-за увеличения потребляемой мощности электродвигатель может «сбросить»  обороты.

  При анализе аэродинамических характеристик осевых вентиляторов необходимо иметь в виду следующее обстоятельство. В отечественной практике в ряде случаев, например, когда электродвигатель расположен перед колесом, а втулка колеса выходит за пределы корпуса, динамическое давление  подсчитывается по скорости выхода потока, определенной по ометаемой лопатками площади (полная площадь, определенная по диаметру колеса, за исключением площади, занимаемой втулкой колеса). В западных каталогах динамическое давление осевых вентиляторов определяется  по полной площади, то есть по площади, ометаемой колесом. 

  Разница в статических давлениях, определенных по этим двум методам, начинает заметно сказываться при относительном диаметре втулки более n≥0,4 (отношение диаметра втулки к диаметру вентилятора). Если не учитывать этого обстоятельства, то подобранный вентилятор может не дать ожидаемого расхода в данной сети.

 

 

<< Предыдущая

1 2 3 4

Следующая >>