Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Насосы и вентиляторы.-1

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
6.78 Mб
Скачать

Лия 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

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