Введение.
Основные условные обозначения.
Глава 1. Общие сведения.
1.1. Характеристики сети и вентилятора.
1.2. Критерии подобия. Быстроходность и габаритность.
1.3. Типы вентиляторов, их особенности и области работы.
Глава 2. Основные уравнения. Характеристики плоских решеток профилей.
2.1. Параметры решеток профилей и потока.
2.2. Уравнения Бернулли и Эйлера. Теорема Жуковского.
2.3. Теоретические характеристики плоских решеток.
2.4. Экспериментальные характеристики решеток.
Глава 3. Поток в идеальном вентиляторе и структура реального течения. Влияние конструктивного исполнения.
3.1. Теоретические основы.
3.1.1. Уравнения, описывающие течение в межвенцовых зазорах.
3.1.2. Распределение параметров потока по длине лопаток. Параметры закрутки потока и реактивность.
3.1.3. Давление и КПД идеального вентилятора. Потери, связанные с остаточной закруткой потока.
3.1.4. Уравнение связи при нецилиндрических поверхностях тока.
3.2. Структура реального течения.
3.2.1. Экспериментальное исследование течения в межвенцовых зазорах.
3.2.2. Характеристики кольцевых решеток.
3.3. Влияние конструктивных особенностей элементов проточной части на течение и аэродинамическую характеристику.
3.3.1. Влияние коллектора, кока и формы подводящего переходника.
3.3.2. Крученые и некрученые лопатки.
3.3.3. Радиальные зазоры между лопатками колеса и границами проточной части. Форма концов лопаток.
3.3.4. Радиальные зазоры у лопаток регулирующего аппарата с корпусом и втулкой.
3.3.5. Осевой зазор между лопаточными венцами.
3.3.6. Способ крепления лопаток на втулке и герметичность ее диафрагмы.
3.4. Вращающийся срыв и помпаж. Расширение диапазона устойчивой работы.
3.4.1. Общие сведения.
3.4.2. Устройства для расширения диапазона устойчивых режимов работы.
Глава 4. Некоторые аэроакустические особенности осевых вентиляторов.
4.1. Методика акустических измерений и их обработки.
4.2. Влияние осевого зазора между лопаточными венцами на акустические свойства вентилятора.
4.3. Влияние формы профилей лопаток и типа аэродинамической схемы вентилятора.
4.4. Влияние наклона лопаток аппарата. Сочетание" чисел лопаток колеса и аппарата.
Глава 5. Влияние числа Рейнольдса на аэродинамическую характеристику вентиляторов.
5.1. Основные положения и условия определения влияния числа Re.
5.2. Влияние числа Re на характеристики вентиляторов различных аэродинамических схем.
5.3. Влияние формы профиля.
Глава 6. Методы выбора вентилятора и покрытия поля режимов. Совместная работа вентиляторов.
6.1. Расчет размерной характеристики по безразмерной. Пересчет характеристик при изменении частоты вращения, диаметра и плотности газа.
6.2. Методы выбора.
6.2.1. Выбор по величине быстроходности.
6.2.2. Выбор по величине габаритности или эквивалентного отверстия.
6.2.3. Другие методы выбора.
6.3. Зона экономичной работы. Покрытие поля вентиляционных режимов.
6.3.1. Зона при регулировании поворотом лопаток и частотой вращения.
6.3.2. Выбор оптимального ряда типоразмеров регулируемых вентиляторов.
6.3.3. Построение ряда вентиляторов с дискретными характеристиками.
6.4. Некоторые вопросы совместной работы вентиляторов.
6.4.1. Параллельная установка вентиляторов.
6.4.2. Последовательная установка вентиляторов.
Список литературы.

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

3.9. Аэродинамические характеристики вентиляторов

3.9.1. Общие сведения об аэродинамических характеристиках

Аэродинамической характеристикой вентилятора называется графическая зависимость междуосновными параметрами, определяющими

работу вентилятора, – полного давления, мощности и КПД от производительности при постоянном значении частоты вращения рабочего колеса.

Расчетные методы определения параметров работы вентилятора

не позволяют получить достаточно точные аэродинамические характе

ристики, поэтому построение их выполняется на основе данных аэро

динамических испытаний, проведенных в лабораторных условиях. Результаты исследований вентилятора при определенном числе оборотов рабочего колеса могут быть пересчитаны на другие режимы работы, а

также использоваться для построения характеристик вентиляторов, гео

метрически подобных испытанной конструкции.

Различают два вида аэродинамических характеристик: размерные

и безразмерные.

Размерные аэродинамические характеристики вентилятора

(рис. 3.42) представляют зависимости полного P V статического P SV и

(или) динамического P dV давлений, развиваемых вентилятором, потреб-

ляемой мощности N полного и статического S КПД от производительности Q при определенной плотности газа перед входом в вентилятор и постоянной частоте вращения его рабочего колеса.

При построении характеристики мощности вентилятора N Q поте

ри мощности в подшипниках и передаче не учитываются, так как способ соединения рабочего колеса с двигателем определяется в каждом кон-

кретном случае

Для вентиляторов общего назначения аэродинамические характеристики соответствуют работе на воздухе при нормальных условиях (плотность 1,2 кг/м3 , барометрическое давление 101,34 кПа, температу-

ра плюс 20 °С и относительная влажность 50%). Если вентиляторы пред-

назначены для перемещения воздуха и газа, которые имеют плотность,

отличающуюся от 1,2 кг/м3 , то на графиках приводятся дополнительные шкалы для величин P V P SV N , соответствующие действительной плотности перемещаемой среды.

Безразмерные аэродинамические характеристики представляют

собой графики зависимости коэффициентов полного и статичес

114 Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.42. Аэродинамическая характеристика вентилятора

кого S давлений, мощности полного и статического S КПД от коэффициента производительности (рис. 3.43). При этом на гра-

фиках должны указываться значения быстроходности вентилятора диаметр D рабочего колеса и частота вращения при которых полу

чена характеристика

Безразмерные характеристики используются для расчета размерных параметров и для сравнения вентиляторов разных типов. Пример

такого сравнения приведен на рис. 3.44.

Безразмерные параметры вентиляторов входят в область, ограни-

ченную коэффициентом производительности = 0 3 и коэффициентом

полного давления = 0 8. Анализ приведенных характеристик позволя-

ет сделать ряд практических выводов

– осевыевентиляторыявляютсясамымислабонапорными,ноимеютнаибольшие полные КПД среди рассматриваемых типов вентиляторов;

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.43. Безразмерная аэродинамическая характеристика вентилятора

Рис. 3.44. Безразмерные аэродинамические характеристики вентиляторов

различных типов

I – осевые; II – радиальные; III – диаметральные

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.45. Аэродинамическая характеристика вентилятора в логарифмическом масштабе

при различных частотах вращения

– радиальные вентиляторы занимают промежуточную область по дав-

лению и КПД;

– диаметральные вентиляторы имеют самые большие коэффициенты

давления, 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.

У вентиляторов общего назначения, предназначенных для работы

с присоединяемой к ним сетью, за рабочий участок характеристи-

ки должна приниматься та ее часть, на которой значение полного КПД

0,9 (здесь – максимальное значение полного КПД). Режим

работы вентилятора, соответствующий максимальному КПД, является оптимальным. Рабочий участок характеристики должен также удовлетворять условию обеспечения устойчивой работы вентилятора.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

При подборе вентиляторов обычно используются аэродинамичес-

кие характеристики серийно изготавливаемых вентиляторов, построен-

ные для рабочего участка одного определенного типоразмера и охватывающие различные режимы работы, т.е. соответствующие различной

частоте вращения (рис. 3.45). На график зависимости P V Q наносятся

линии постоянных КПД мощности N указаны окружная скорость и

частота вращения. При построении таких характеристик обычно изоб-

ражается часть кривой P V Q в интервале = (0,7 0,8) . Для удобс-

тва подбора вентиляторов характеристики построены в логарифмическом масштабе. Особенностями таких характеристик является отсутствие нулевых значений P V и Q и то, что параболические кривые представлены

прямыми линиями. В приложении 1 приведены такие аэродинамические

характеристики радиальных вентиляторов типа ВР-86-77.

Частота вращения для кривых P V Q принимается кратной 50, 100

или 200 об/мин (в зависимости от размеров вентилятора). Дополнительно к ним приводятся кривые, соответствующие числу оборотов стан-

дартных асинхронных электродвигателей, используемых в конструкции

вентилятора. Этими кривыми пользуются в тех случаях, когда рабочее

колесо непосредственно соединено с валом электродвигателя

Пересчет аэродинамических характеристик вентиляторов на

другие частоты вращения, диаметры рабочих колес D и плотности пе

ремещаемого газа проводится по зависимостям

Под аэродинамическими характеристиками вентиляторов понимают производительность вентилятора в зависимости от значения давления воздуха в сети. Так, давление с определенным значением соответствует определенному удельному расходу воздушной массы. Данная зависимость проиллюстрирована на графике 1.

График 1– Аэродинамические характеристики вентилятора и сети воздуховода

График характеристики сети наглядно демонстрирует зависимость производительности вентилятора от значения давления воздуха в сети. На данном графике рабочей точкой вентилятора является точка лежащая на пересечении кривой характеристики сети и кривой аэродинамической характеристики вентилятора. Данная точка характеризует воздушный поток для заданной сети воздуховода.

Любое изменение давления воздуха в системе дает начало новой кривой, описывающей характеристику сети. При возрастании давления характеристика сети будет соответствовать кривой «В», а при его снижении - кривой «С» это показано на графике 2. Данная зависимость справедлива при условии, что количество оборотов рабочего колеса в минуту остается неизменным.

График 2 – Кривые сети в зависимости от изменения давления

Данная зависимость наглядно показывает, как расход воздуха зависит от сопротивления воздуха в сети. В зависимости от кривой сопротивления сети рабочая точка может смещаться как вверх по графику, так и вниз, понижая или, соответственно, увеличивая расход воздуха.

При этом следует учитывать, что в случае отклонения перепада давления от теоретических (расчетных) значений, и положение рабочей точки, и расход воздуха будут отличаться от расчетных.

График 3 – Изменение значений скорости вентилятора

Для получения эксплуатационных характеристик сходных с теоретическими, возможно изменение значений скорости вращения рабочего колеса вентилятора, показано на графике 3. Так, например, при увеличении или уменьшении скорости вращения вентилятора можно смещать рабочие точки как вправо и вверх по графику, так и опускать их влево и вниз, изменяя тем самым расход воздуха.

График 4 – Изменение давления в зависимости от скорости вращения рабочего колеса вентилятора

И в первом, и во втором случаях возможно отклонение фактических показателей давления от теоретических расчетных данных (на графике 4 изображено, как ΔР1 и ΔР2). Вследствие чего, рабочая точка для расчетной сети может определяться так, чтобы была возможность выхода на уровень наибольшей эффективности эксплуатации. При этом изменение количества оборотов рабочего колеса вентилятора (и увеличение, и уменьшение) ведет к снижению эффективности.

Вентилятор - приводимое двигателем устройство для создания потока воздуха или иных газов. Вентиляторы используются в системах кондиционирования, вентиляции, обогрева, пневмотранспорта, с их помощью организуется движение воздушных потоков в котлах, охлаждаются радиаторы двигателей внутреннего сгорания, создается тяга в пылесосах, системах охлаждения и сушки.

Вентиляторы создают относительно невысокое избыточное давление (разрежение), обычно не превышающее 12 кПа. Для создания более высоких давлений вместо вентиляторов используют воздуходувки и компрессоры.

Существуют два наиболее распространенных типа вентиляторов:

а) центробежные (радиальные);

б) осевые.

Есть еще и вентиляторы диаметральные, вентиляторы диагональные, но к настоящему времени широкого распространения в промышленных вентиляционных системах они не получили, поэтому и рассматривать мы их пока не будем.

Центробежный (или радиальный) вентилятор имеет расположенное в спиральном корпусе рабочее колесо, при вращении которого газ, поступающий через входное отверстие, попадает в каналы между лопатками, под действием возникающей центробежной силы перемещается в спиральный кожух и направляется в выпускное отверстие. Направление потока газов при этом изменяется на 90 0 .

Лопатки центробежных вентиляторов могут быть трех типов: радиальные (прямые), загнутые вперед и загнутые назад; соответственно различаются и технические характеристики вентиляторов и, как следствие, их назначение.

Вентиляторы с радиальными лопатками часто применяются для перемещения запыленных газовоздушных сред.

Вентиляторы с загнутыми назад лопатками могут работать на более высоких скоростях вращения.

Вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, обеспечивают большую (по сравнению с другими типами) производительность и давление.

Общепринято разделение вентиляторов по нескольким показателям:

По величине создаваемого при перемещении воздуха полного давления:

Вентиляторы низкого давления (до 1 кПа);

Вентиляторы среднего давления (до 3 кПа);

Вентиляторы высокого давления (до 12 кПа).

В зависимости от состава перемещаемой среды и условий:

Обычные - для воздуха (газов) с температурой до 80°С;

Коррозионностойкие - для агрессивных сред;

Термостойкие - для воздуха с температурой 80-200 °С;

Взрывобезопасные и искрозащищенные - для взрывоопасных сред;

Пылевые - для запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/м³).

По месту установки:

Обычные, устанавливаемые на специальной опоре (раме,фундаменте и т.д.);

Канальные, устанавливаемые непосредственно в воздуховоде;

Крышные, размещаемые на кровле.

Такое разделение весьма условно. Скажем, вентилятор низкого давления ВЦ 4-75 может создавать полное давление более 2 кПа, а ВЦ 14-46 (среднего давления) не всегда дотягивает до тех же 2 кПа. И на кровле можно устанавливать не только крышные вентиляторы, но и любые другие, лишь бы кровля была достаточно прочной. А пылевые вентиляторы замечательно работают и с чистым воздухом.

Вот конструктивное исполнение вентиляторов строго регламентировано. Согласно ГОСТ 5976-90, радиальные вентиляторы (кроме канальных) могут выпускаться в 7 исполнениях.

Наиболее распростанены (в порядке убывания):

- исполнение 1 (рабочее колесо монтируется непосредственно на валу электродвигателя). Достоинтства налицо: минимум деталей, минимум работы по сборке, минимум затрат на приобретение, компактность. Есть и недостатки. Рабочие колеса вентиляторов больших номеров (8 и выше) имеют достаточно большую массу и вся эта масса воздействует на подшипники электродвигателя. Чтобы сделать профилактику двигателя и добраться до его подшипников, нужно полностью разобрать (а затем вновь собрать) вентилятор. На рабочем месте сделать это далеко не всегда просто.

- исполнение 5 (рабочее колесо расположено консольно на валу промопоры, привод посредством клиноременной передачи). Широко распространено для привода пылевых вентиляторов, вентиляторов высокого давления, а также вентиляторов больших номеров (8 и выше). Достоинства: подшипники электродвигателя воспринимают меньшую радиальную нагрузку, возможность обеспечения работы двигателя в номинальном режиме подбором диаметров шкивов. Недостатки: увеличенные габариты и масса, повышенная трудоемкость обслуживания и цена.

- исполненгие 3 (рабочее колесо расположено консольно на валу промопоры, муфтовая передача). Применяется, в основном, для привода вентиляторов, работающих в специфических условиях (повышенные температуры, агрессивная среда и т.д.). Преимущества: радиальные нагрузки на двигатель не передаются, возможна организация защиты подшипников промопоры от воздейстия перемещаемой среды (температура, влажность, агрессивность). Недостатки примерно те же, что и в исполнении 5, хотя узлов меньше (нет натяжного устройства, ремней, ограждения проще).

Тем же ГОСТ 5976-90 и ГОСТ 22270-76 устанавливается направление вращения и угол разворота спирального корпуса вентилятора.

По определению, вентиляторы могут быть правого вращения (колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны всасывания) и левого вращения (колесо вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны всасывания).

Казалось бы, все понятно и четко определено. Но нет! Есть разновидность вентиляторов, для которых и направление вращения, и угол разворота определяют совсем иначе. Это - тягодутьевые машины (дымососы и дутьеваые вентиляторы), работающие преимущественно в котельных. У них направление вращения определяют со стороны привода, а угол разворота 0 0 - выхлоп направлен в сторону внизу. Почему так и кому это было нужно - вопрос.

Несколько слов о вентиляторах осевых.

Осевой вентилятор имеет расположенное в цилиндрическом корпусе рабочее колесо, состоящее из ступицы с закрепленными на ней лопастями. При вращении колеса воздух (газ) перемещается вдоль оси вращения.

Осевые вентиляторы могут иметь различные конструкции рабочего колеса и кожуха (корпуса), а также различаются формой и числом лопастей. В некоторых случаях (например, у обычного комнатного вентилятора) кожух отсутствует. Сечение лопастей может быть профилированным (объемным), но в большинстве случаев лопасти представляют собой плоские или изогнутые пластины. Изготавливают лопасти из пластмассы, алюминия или стали.

Осевые вентиляторы по сравнению с центробежными конструктивно проще, имеют больший кпд, высокопроизводительны, но не обеспечивают больших давлений.

По назначению осевые вентиляторы делят на вентиляторы общего назначения и специальные.

Вентиляторы общего назначения предназначены для перемещения чистого или мало запыленного воздуха, температура которого не должна превышать 40 0 С. Такое температурное ограничение вызвано тем, что электродвигатель, как правило, расположен в потоке перемещаемого газа, а предельное значение температуры окружающей среды для электродвигателей как раз и составляет 35-40 0 С. Выбор осевых вентиляторов общего назначения невелик - наиболее широко распространены вентиляторы типов В 06-300 и В 2,3-130, а также их более поздние модификации.

К специальным осевым вентиляторам относят вентиляторы, используемые для перемещения взрывоопасных и агрессивных газовоздушных сред, шахтные вентиляторы и вентиляторы тоннельной вентиляции, потолочные вентиляторы, птичные, вентиляторы градирен, вентиляторы, встроенные в технологическое оборудование, и т. д.

КАК ЗАКАЗАТЬ ВЕНТИЛЯТОР?

В идеальном случае при заказе необходимо указать тип вентилятора, его номер, каким электродвигателем его укомплектовать, направление вращения и угол разворота корпуса. И если с последними двумя вопросами все более-менее ясно, то с остальными нужно немножко разобраться.

Во-первых (как самое простое), номер вентилятора . Номер определяет диаметр рабочего колеса в дециметрах. То есть у вентилятора ВЦ 4-75-3,15 диаметр рабочего колеса составляет 315 мм, а у дымососа ДН-11,2 - 1120 мм.

Тип вентилятора. Если Вам необходим вентилятор на замену вышедшего из строя или Вы строите систему, аналогичную имеющейся - перепишите табличку на старом вентиляторе. Если ее нет - обмерьте рабочее колесо (наружный диаметр, количество лопаток, диаметр и длину посадочного отверстия в ступице). Можно еще указать внутренние размеры всасывающего и нагнетательного патрубков. Обычно этого оказывается достаточно для определения типа вентилятора.

В случае проектирования (монтажа) новой вытяжной, приточной или технологической системы вентиляции необходимо знать производительность и полное давление, которые должен обеспечить вентилятор. Производительность - это объем воздуха, удаляемого (нагнетаемого) из проветриваемого помещения или рабочего места. Выражается обычно в м 3 /час. Полное давление в общем случае должно компенсировать сопротивление проходу воздуха в воздуховодах и сетевом оборудовании (клапаны, заслонки, воздухонагреватели, фильтры, шумоглушители и т.д.). Единица измерения полного давления - Па.

В справочной литературе и почти на всех сайтах (в том числе и на нашем) предприятий, занимающихся вентиляторами, приводятся их аэродинамические характеристики .

Аэродинамические характеристики представляют собой набор прямых и кривых линий. С осями просто: горизонтальная ось - производительность вентилятора в м 3 /час, вертикальная - полное давление в Па. Необходимую рабочую точку (производительность-давление) находим на жирной кривой (которая и является характеристикой вентилятора), затем определяем мощность электродвигателя, частоту его вращения и (скорее для себя) кпд вентилятора. Параметры электродвигателя (мощность и частота вращения) указаны на ближайших тонких кривых, расположенных над характеристикой вентилятора. Кпд вентилятора - наклонные прямые линии.

Все аэродинамические характеристики вентиляторов приведены для стандартных условий.

Стандартными условиями считаются следующие (ГОСТ 10616-90):

Температура воздуха - 293 К (20 0 С);

Атмосферное давление - 101,34 кПа;

Плотность воздуха - 1,2 кг/м 3 ;

Относительная влажность воздуха - 50%.

Поэтому, если условия эксплуатации вентиляторов отличаются от стандартных (почти всегда), необходимо это учитывать.

Следует сказать, что выполнить расчет сетей и учесть все потери давления с высокой точностью почти невозможно, поэтому вентиляторы лучше выбирать с запасом по давлению на 10-20%.