книги / Насосы и вентиляторы.-1
.pdfЛия исключения вибрации, щума и разрушений подшипников ротор вентилятора должен быть сбалансирован (уравновешен). 0 этой целью
он |
подвергается |
статической и динамической балансировкам. Стати |
|||
ческая балансировка применяется для |
уравновешивания |
массы рото |
|||
ра. При этом устанавливают ротор на |
призмы и от руки вращают. Ес |
||||
ли ротор не уравновешен, то при вращении колесо все время будет |
|||||
занимать одно |
и |
то же положение - |
избыточной массой |
вниз. Колесо |
|
ь |
этом месте |
облегчают (стачиванием, |
высверливанием дисков)* или о |
диаметрально противоположной стороны к нег<у приваривают груз. Урав новешенное колесо при легком позороте должно останавливаться в лю бом положении. Динамическую балансировку применяют для уравнове шивания изгибающих моментов, которые, как правило, загружают один из подшипников, а другой разгружают, оказывая при этом сильное воздействие на вал. Динамическая балансировка производится на специальных балансированных станках, как правило, на заводах-из- готовителях.
|
Для сбора потока, |
выходящего |
из |
рабочего колеса, выравнива |
ния |
полей давления |
и скоростей |
(а |
следовательно, уменьшения |
потерь) и преобразования скоростной энергии (динамической) в дав ление (статическое) применяют спиральный корпус отвода. Наружный контур спирали выполняют аналогично спирали Архимеда так, чтобы средняя скорость по геометрической оси ее сеченая была величиной постоянной. Для выравнивания полей скоростей и давлений -та выходе из рабочего колеса, т .е . для уменьшения потерь давления при входе потока в спиральный сборник, в некоторых конструкциях применяют безлопаточный сопловой аппарат или лопаточный (как для центробеж ных насосов). Спиральные корпуса отвода сваривают из листовой стали, иногда изготовляют клепкой и литьем.
Согласно правилам маркировки.вентилятору присваивают индекс,
в котором обозначают: |
|
||
1. |
Группу |
вентиляторов |
(буквами): низкого давления - н .д , |
среднего |
- с .д , и высокого - |
в .д . |
|
2. |
Класс |
вентилятора (буквами): Ц - центробежный общего наз |
|
начения; |
ЦП - |
пылевой и т .д . |
|
3.Коэффициент давления при оптимальном,режиме работы (цифрой, соответствующей 10-кратной величине этого коэффициента, округлен ной до целых единиц).
4.Критерий быстроходности при опглмадьиом режиме работы
(цифрой, округленной до целых единиц), 5. Номер вентилятора (цифрой, выражающей размер диаметра ко
леса, в дециметрах)* |
|
|
|
6. Выполнение по конструктивной |
схеме - словом "исполнение" |
||
о цифрой,согласно схеме. |
|
|
|
7. Направление вращения - словом "левый" или |
"правый". |
||
8. Направление выходного |
отверстия (Пр 0 °, |
Л 0° и т .д .) . |
|
Например, вентилятор н.д Ц4 - |
70 Н8, |
исполнение I |
- центробежный |
вентилятор общего назначения, низкого давления, с коэффициентом |
|
давления 0,403, быстроходностью |
- 70, диаметром рабочего колеса - |
8 дм, непосредственной насадкой |
колеса на вал электродвигателя, |
правого вращения с выхлопом вверх. |
На корпусе каждого вентилятора должна быть прицеплена таб личка, на которой указывают наименование предприятия-изготовителя или товарный знак, типоразмер, наибольшую чаототу врав*ения, га рантируемую прочность , год выпуска вентилятора и его заводской номер, цоме того, каждый вентилятор сопровождается паспортом и
инструкцией по эксплуатации |
[3 , 9]. |
4. Осевые |
вентиляторы |
Осевые вентиляторы используют при давлениях воздуха от 30 до 300 Па. Производительность их при больших диаметрах колес может дос тигать нескольких миллионов кубических метров воздуха в час. В осе вом вентиляторе процесс передачи энергии потоку осуществляется вдоль оси. Перемещение потока э радиальном направлении практически отсутствует.
Вентилятор состоит из рабочего колеоа пропеллерного типа I ,
расположенного |
в цилиндрическом корпусе 2 . При вращении рабочего |
колеса воздух |
(газ) поступает через входное, отверстие 3 за счёт |
взаимодействия лопаток с воздухом, последнему сообщается энергия, он перемещается в осевом направлении и поступает в выпускное от верстие (рис. 60).
Осевые колеса состоят из втулок и прикрепленным к ним лопаток. В зависимости от профиля лопаток колеса называют реверсивными и нереверсивными. Реверсивные колеса могут иметь лопатки с симметрич ным профилем и работать при обоих направлениях вращения колеса, при этом ч^няется направление потока.
Б а?д-^динамическом отношении лопатки с несимметричным ярофидем более совершенны. Лопатки рассчитываются на основе вихревой тео
рии, разработанной Н.Е.фковским, согласно которой по мере прибли жения к втулке профиль лопатки расширяется и закручивается. При меняют, как правило, незакрученные лопатки постоянной ширины. Ло
патки выполняют |
из листового металла |
пластмассовой штамповкой |
|||
или литбем. Втулки изготовляют сварными, литыми и штампованными. |
|||||
В последнее нремя |
штампуют одновременно лопатки и втулки, |
т .е . все |
|||
колеоо полностью |
(рис. 60, а ,б ) . |
|
|
|
|
|
Я |
8 |
Рио. |
60.Схе |
|
|
ма осевого |
венти |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
лятора: |
а |
- |
|
|
|
сварное |
колесо, |
|
|
|
|
б - штампован |
||
|
|
|
ное. Описание |
||
|
|
|
рис. дано |
в |
|
|
|
|
тексте. |
|
|
При раздельном изготовлении лопатки' к втулкам привариваются или крепятся с помощью стержней. При стержневом креплении лопатки можно поворачивать до вращения или при вращении колеса, благодаря чему регулировку .работы вентилятора можно вести в широких пределах. Правильным для несимметричных лопаток является вращение туичми кром ками или вогнутостью вперед. Если лопатки вращаются по часовой
стрелке (когда смотрят со стороны всасывания), то он? называются пре выми, против чаоовой стрелки - левыми. При это?.' поток направлен на наблюдателя. Зазоры между концами лопаток и внутренней поверхностью корпуса не должны превышать 1,5# длины лопатки, так как большие за зоры резко снижают эффективность работы вентилятора.
При отсутствии всасывающего воздуховода на выходе вентилятора устанавливают коллектор, обеспечивающий достаточное заполнение вход ного сечения вентилятора, рекомендуется также применять обтекатель. Для понижения скорости потока на выходе из вентилятора г преобразо вания динамического давления в статическое иногда устанавливают д .ф фузор.
В современных осевых вентиляторах на входе применяют направляю щий аппарат, а на выходе, за ко/.зеом, - спрямляющий лопаточный ап парат. При последовательном расположении осевых колес наличие еярям ляющего аппарата обязательно. Лопатки аппаратов .*oiy? выполняться
подвижными, к тогда путем изменения углов их установки можно обес печивать регулирование работы вентилятора (рис. 61).
|
|
|
Рис.61. Компо- |
К |
ЮСЯ |
5НИ + К |
5НЯ+К+СЛ новка осевых колес: |
|
|
|
К - колесо, СА - |
|
|
|
спрямляющий аппа |
|
|
|
рат, ВНА - направ |
|
|
|
ляющий аппарат |
Размеры проточной части и параметры осевых вентиляторов регламенти рованы ГОСТом-11442-74.
5. Другие типы вентиляторов
В прямоте ;ном радиальном вентиляторе (рис. 62,а) поток лопа точным рабочим колесом направляется по диагонали в кольцевой кор пус с осевым выпуском. Применяют такие вентиляторы в установках с ограниченными по радиусу габаритами.
В радиальном смерчевом вентиляторе (рис. 62,6) рабочее колесо расположено в нише ёадкей стенки спирального корпуса. При вращении колеса перед ним возникает круговое движение воздуха, благодаря че му пиль минует колесо. Этот тип вентиляторов применяют в качестве пылевых.
Рабочее колесо радиального дискового вентилятора (рис. 62,в) состоит из ряда дисков, расположенных на нёбольшом расстоянии друг от друга. Закручивание потока происходит за счет сил трения в пог раничныслоях. Используют дисковые вентиляторы в бесшумных кондицио
нерах. |
|
|
В вихревом вентиляторе (рис. |
6 2 ,г) применяется рабочее колесо |
|
с радиальными открытыми лопатками, |
которое находится в |
цилиндричес |
ком корпусе. Принцип действия его |
аналогичен вихревому |
насосу. |
Рабочее колесо с лопатками, загнутыми ьнеред^используется в диаметральном вентиляторе (рис. 62,д)1 Оно расположено в коленообраэном корпусе. При вращении колеса воздух движется по диаметру, поток двукратно проходит через вращающуюся решету колеса, благода ря чему развивается повышенное давление. Применяют такие вентилято ры для создания воздушных завес, обдуза электронно-вычислительных г.ешкк и т.и'.
Риси 6 2 . Типы вентиляторов: а) - прямоточный; 6) - омврчовсй; в) - дис ковый; г) - Огаре вой; д) - диамет ральный; е) крышкой радиальный; ж) - крышой осевой. Стрелками обозна чено направление потока
Вентиляторы радиального, или осевого, типа» расположенные по вертикальной оси в коротком патрубке з отверстии через кровлю (рис» 62, е,ж ), называют- 1фшшыш. Их применяют для вытяжной бессе-
теьой вентиляции производственных помещений и для других целей Г3 ,9 ].
6. Промышленные типы и серии центробежных вентиляторов
Заводы выпускают вентиляторы определенных типов, т .е . выполнен ные по одной конструктивной и аэродинамической схеме. Типы вентиля торов объединяются в серии, каждой серии и каждом? типу присваива ют определенный индекс. Размеры вентилятора определяются номером, который равен диаметру колеса, выраженное в дециметрах. Размеры колес кратны 100, При изменении размеров вентилятора определенной серии сохраняется его аэродинамическая схема (все относительные, размеры, выраженные в долях диаметра колеса вентилятора: ширина колеса, длина и ширина лопаток, диаметр входного отверстия, разме ры выходного отверстия, величина зазора).
Новой конструкцией центробежных вентиляторов общего назначения,
разработанных в ЦАГИ и освоенных серийным производством, |
является |
||||
р а д и а л ь н ы й |
в е н т и л я т о р |
т и п а |
Ц 4 |
- |
70, |
имеющий коническое колесо*, 12 прямых, плоских лопаток, загнутых на звал ( < 45°) ♦ Воасывагопшй патрубок корпуса выполнен в виде коллектора, кромки которого заведены внутрь колеса, сииральный кор пус о "языком" имеет постоянную ширину {рис. 65). Максимальная ве
личина КПД вентилятора Ц4-70 достигает 0,61, а давление |
при окруж |
ной скорости на концах.лопаток до 50 м/с - 1 0 0 0 ... 1400 |
Па. В нас |
тоящее время промышленность выпускает вентиляторы общепромышленного
назначения типа Ц4-70 низкого |
давления |
стальные |
(ГОСТ 5976-73) |
|||
% 2 ,5 ; 3,2; |
4; 5; |
6,3 с .колеоом 0,95 |
Днсм |
и |
1 ,0 5 .^ юм и |
|
Ц4-70 №8; |
№10; |
й 12,5; Д 16 |
о колесом Д^ом [ 3] |
. |
Эти вентиляторы |
предназначены также для вентиляционно-отопительных систем, обеспе чивающих поддержание заданного воздушнг ?о режима в сельскохозяйст
венных помещениях, а |
также для других производственных целей (ГОСТ |
5976-55). |
; |
Перемещение газовоздушных сред, содержащих газы, пары кислот, пары растворов оолей и щелочей, производится с помощью вентилято ров, изготовленных L J нержавеющей отали (Д4-70 Д 10, 12, 16),
Дея систем вытяжной вентиляции различных установок технологи
ч еское назначения при наличии в перемещаемых гаэовоздушных |
средах |
|
агрессивных примесей |
применяют вентиляторы из титановых сплавов |
|
типа В-Ц4-70-6,3K-0I |
[9 ]. |
|
Для перемещения ларогазовоздушных взрывоопасных смесей |
I , 2 и |
|
3-й категорий изготовляются вентиляторы типа B-U4-70-5V1I-C342 и В- |
||
Ц4-70~\ЗИ1-. 342 [9] |
из разнородных металлов с повышенной |
защитой |
от искрообразования, Аэродинамическая схема вентилятора Ц4-70 при ведена на рис. 63с
Рис. 63. Аэродинамическая схема радиального вег^ияятора Ц4-70 (размеры даны в процентах от диаметра рабочего колеоа)
В е н т и л я т о р ы |
Ц 4 - 76 |
по конструктивной |
охеме ана |
||
логичны |
вентиляторам Ц4 - |
70 . Рабочее |
колесо |
состоит из |
дисков, |
ступицы |
и 12 лопаток, .загцутых назад ( |
= |
45°). Их выпускают |
под большими номерам (8 , 10, 12,5, 16, 20) и комплектуют в ка честве вентиляторных установок центральных хондициэнэров.
В е н т и л я т о р ы т и п е Ц 1 4 - 4 6 применяются в оиотемах вентиляции и воздушного отопления производственных, общест венных и жилых зданий, а также дал других целей. Они разработаны по экономической‘аэродинамической схеме, созданной Центральны*4 аэро
гидродинг.мическим институтом им. проф. Н.Е.фковского (ЦАГИ) и ВНИИкондвентмашем, взамен вентиляторов ЩЗ-70 и Ц9-57.
Он выполнен в обычном (ГОСТ 5976-55) и в искрозащитном (ГОСТ 5976-73) исполнениях. Вентилятор состоит из кожуха, рабочего колеса,
сташ н, входного и выходного патрубков и электродвигателя. Kbiyx
.вентилятора - спиральный, неразъемный - мэжет быть установлен в любое ив сета положений по направлению выходного фланца. Рабочее кодесо барабанного типа состоит из дисков, отупицы и 32 лопаток, загнутых вперед ( р гл = 165°) по направлению вращения колеса. Вентиляторы
выпускают под номерами 2 ,5 ; 3 ,2 ; |
4 ,5 ; 6,-?. |
Радиальные вентиляторы Ц8 - |
18 (ВВД) высокого давления отлича |
ются узкими корпусами и относительно малыми размерами входных и вы ходных отверстий. Имеют 12 узких и длинных лопаток, загнутых вперед ( Ргл = 150°) и скрепленных передним диском. Окружные скорооти ко леса 100...120 и/о . Эти вентиляторы можно применять для подачи отно сительно малых объемеа воздуха при давлениях до 10 0С0 Па (дутье в
вагранки и печи, вентиляция зерновых адеваторэв |
н шахт). |
|
Р а д и а л ь н ы е ^ |
в е н т и л я т о р ы |
Щ - / - 4 0 име |
ют шесть длинных лопаток, доходящих до вту..ок и загнутых вперед ( Р г, = 135°). Такая конструкция колес обеспечивает достаточную их
срочность (особенно при наличии переднею .диска); сводит к минимуму возммгость заоорения вентиляторов механическими примеоямк, имеющи мися в воздухе (опилки, отружки, волокна, хлопок). Данные вентиля тору пригодны для перемещения чистого, а таксе запыленного воздуха
и домовых газов |
(используются в качестве дымососов в котельных ус |
|||
тановках). |
|
|
|
|
В е н т и л я т о р ы |
о с е в ы е |
т и п а |
06 - 300 № 4; |
|
5; 6 ,3 ; 8; 10; |
12,5 применяются в системах |
вентиляции |
и воздушною |
|
отопления производственных, |
общественных и жилых зданий. Вентилято |
ры разработаны в ЦАТУ, в ВШПкондвентмаше взамен вентилятора Об - 32С. Максимальный КПД на номинальном режиме pf 5оты составляет 78 %. Венти
ляторы 06 - 300 выполнены по конструктивному исполнению I |
а ооглао- |
а госту I I 442 - 65 и состоят из цилиндрическою корпуса, |
рабочею |
колеса с листовыми лопатками, входною коллектора и электродвигате
ля, смонтированною в цилиндрическом обтекателе, |
установленном в кор |
пусе на раотяжках. |
|
7 . Течение воздуха через рс. Зочее колесо |
вентилятора |
При изучении течения воздуха через рабочее колесо вентилятора |
|
будем считать (ввиду милых давлений, создаваемых им) воздух несжи |
маемым. Тогда, взяз за .своду струйную теорию и исходя из ряда ее предпосылок, можно получить основные закономерности течения воздуха
через рабочее колесо вептилятора, аналогичное полученным ранее при течении жидкости через рабочее колесо центробежного н coca.
Для вентилятора будут справедливы основные закономерности построения треугольников скоростей на входе в рабочее колесо и вы ходе аз него* выводы основного уравнения (первая и вторая формы записи уравнения Эйлера), теоретическое построение напорной харак
теристики и закономерности |
влияния основных |
геометрических эле |
||
ментов проточной части рабочего колеса на нее. |
|
|
||
|
8. Аэроданашчеокио |
характеристики вентиляторов |
|
|
|
Основными параметрами, характеризующими работу вентилятора, |
|
||
являются подача, полное и статическое давление |
соответственно |
КПД, |
||
мощность и число оборотов рабочего колеса. Подача и число оборо |
|
|||
тов - |
независимые переменные, остальные находятся в зависимости |
от |
||
них. |
Взаимосвязь параметров |
при различных режимах работы вентиля |
тора строится графически в виде характеристик. Режимом работы вен тилятора называются услобия его работы, определяемые числом оборо тов и подачей.
Полная характеристика вентилятора изображается в виде зависи
мостей полного |
давления, мощности и ХОД от расхода воздуха при пос |
||
тоянном числе |
оборотов первого rt » co ru tt ' |
и неизменной |
плотное- |
|
|
Рис. |
64. Пол |
|
|
ная характерис |
тика вентиля тора
Ъ,м*/ч
Иногда на характеристике строятся кривые динамического и статичес кого давлений РД * Рп * fy n . При увеличении подачи Рк умень шается из-за увеличения потерь давленая. Динамическое давление пря ма пропорционально квадрату подачи воздуха ( Р$ин TfV / £ у ); кри~
- но -
вал зависимости |
|
|
параболу. Линии полного давления |
и динамического давления |
|
PguM |
при определенной величине |
производительности насоса пере |
секаются в точке А. Точка А соответствует такому режиму работы, когда все развиваемое вентилятором давление является динамическим
на выходе из |
него, |
т .е . вентилятор работает, не преодолевая сопро |
|||||
тивлений |
сети |
(воздуховод на выходе |
отсутствует). Статическое |
дав |
|||
ление |
в |
этом |
случае |
равно нулю, так |
как Р* • Р«.т + Р$чн |
» |
а |
при |
Prt |
* Р^ми |
Per = 0. Мощность вентилятора о увеличением по |
||||
дачи возрастает. При пулевой подаче |
КОД вентилятора равен |
нулю, при |
увеличении подачи - достигает |
максимального значения, а затем Г '«н ь- |
||
шаетоя. Совместная работа |
вентилятора и сети определяется точкой |
||
пересечения характеристик |
вентилятора |
и сети (точка М), удовлетво |
|
ряющей условиям материального |
( G3 * |
&с ) и энергетического ( Р* = |
|
а Рс ) балансов (рис. 65). |
|
|
тина вентиля торной уста новки
Меняя характеристику оети или вентилятора, можно получать соот ветствующие точки М, характеризующие режим работы вентиляторной ус тановки. Процесс изменения характеристики сети или вентилятора доя обеспечения заданной величины производительности называется регули рованием. Регулирование может быть осуществлено изменением характе ристики с*./и дроссельной задвижкой, изменением характеристики вен тилятора т’’ тем пзглекения числящего оборотов, поворотом лопастей ра