6 Расчёт вентилятора

Расчетом вентилятора определяют его основные геометрические размеры, частоту вращения крылача n, полное давление h, мощность на привод.

Скорость воздуха в выходном канале выбирают больше критической V_кр тех компонентов массы, которое надо удалить воздушным потоком, но меньше критической скорости семян

ε=α∙V_кр м/с

где α – коэффициент превышения скорости α=2,5

V_кр =3 м/с – критическая скорость воздушной массы:

с=2,5∙3=7,5 м/с

Определяем динамическое давление в выходном канале:

где γ=1,2 кг/м³ – плотность воздуха.

Полное давление: h=h_д + h_ст

где h_ст – потери статического давления воздуха

h_ст = 4h_д = 4∙33,75=135 Па

h = 33,75+135=168,75 Па

Определяем показатель режима работы вентилятора:

Для сельскохозяйственных вентиляторов К=0,25…0,45

Определяем коэффициент содержания зерна в хлебной массе:

где з = 55 ц/га – урожайность зерна

с=106,7 ц/га – урожайность соломы

Определяем посекундную массу зерна поступающее на очистку:

m_з = V∙m = 0,24∙9,2=2,2 кг/с

Определяем массу примесей:

m_пр = ε∙m_з =0,25∙2,2=0,55 кг/с

где ε= 0,2…0,25 – коэффициент, определяющий отношение массы примесей к массе зерна.

Определяем массу подаваемого воздуха:

где µ_см = 0,2…0,3 – коэффициент концентрации примесей.

Определяем скорость всасывания воздуха через входные окна вентилятора по формуле:

Определяем диаметр входных окон:

где

Определяем внутренний d₁ и внешний d₂ диаметр крылача:

Высота канала определяем по расходу V=1,97 и скорость воздуха c´ т.е.:

b= 1,376 м – ширина вентилятора «Дон-1500»

c – скорость воздуха в выходном канале

Определяем часть решета К₀ S´ обдуваемого отклоненным потоком:

K₀ S´=0,5∙0,19=0,095

где К₀ – коэффициент отклонения К₀ = 0,5…0,6

Оптимальное воздействие воздуха получается при угле между направлением потока и плоскостью решета δ=25…30°. При установке горловины учитывают, что поток по выходу из канала расширяется на угол β=12…16° и отклоняется решетом.

Из конструкции комбайна «Дон-1500» известно, что: а=0,476 м; b=0,19 м; δ=25°; β=12°

b=a∙tg(δ+β)

0,19<0,476∙tg(25+12)

0,19 м < 0,243 м, это удовлетворяет условию.

Рисунок 11 - Схема расположения горловины воздушного канала очистки зерноуборочного комбайна.

Горловину канала устанавливают так, чтобы воздушный поток обдувал решето по всей его длине (рисунок 11).

Форма лопастей вентилятора для очистки выбирается отогнутой назад на угол α<30°. Число лопастей равно 6.

Определяем теоретический напор создаваемый вентилятором:

где U₂ =ω∙r₂

ω=2πn

где n=582…1093 об/мин – частота вращения вентилятора у комбайна «Дон-1500Б». Принимаем, n=900 об/мин, тогда

ω=2πn=2∙3,14∙15=94,25 рад/с

U₂ = 94,25∙r₂ =94,25∙0,1775=16,72

где r₂ =d₂ / 2= 0,355/2=0,1775 м

r₁ = d₁ / 2=0,142/2=0,071 м

где r₁ r₂ – внутренний и внешний радиус крылача вентилятора:

Значение угла γ₁ в зависимости от показателя режима работы вентилятора К-выбираем по графику (рисунок 12):

Рисунок 12 – График изменения угла γ₁ от показателя режима работы вентилятора при различной форме лопастей.

γ₁ = 20° при К=0,45

Угол γ₂ изменяется в малых пределах и при К=0,45; γ₂ = 3,4°

Угол α₂ должен быть больше, выбирается больше выбираемого угла α₁ .

Принимаем для комбайна «Acros 530» в соответствии с его конструкцией

α₁ =15°; α₂ =75°

H=1,2∙16,72² ∙0,722=242,4 Па

Проверим частоту вращения крылача вентилятора, который задавались ранее: (n=900 об/мин)

Мощность двигателя, необходимая на привод вентилятора, определяем по формуле:

где =0,95…0,98 – КПД передачи.