Рис 7.24. Установка осевого вентилятора ЦАГИ типа У.

Рис. 7.23. Крышный осевой вентилятор.

1-предохранительная решетка; 2- коллектор; 3- корпус; 4- электродвигатель; 5- рабочее колесо; 6- диффузор; 7- клапан; 8- зонт.

В настоящее время начат выпуск этого вентилятора в крышей модификации (рис 7.23). Колесо вентилятора при этом вращается в горизонтальной плоскости, будучи установлено на валу вертикально расположенного электродвигателя, укрепленного на трех растяжках в обечайке (корпусе).

Вся установка размещается в коротком трубопроводе, снабжен ном предохранительной решеткой со стороны входа воздуха и зонтом на выходе.

Агрегаты выпускаются свенти-пяторами № 4, 5, 6, 8, 10 и 12. По данным каталога, предельные окружные скорости составляют 45м/сек. Максимальное развивае­мое статическое давление дости­гает 10-11 кГ/м 2 при статиче­ском к. п. д. 0,31.

Осевые вентиляторы ЦАГИ типа У (универсальные) имеют более сложную конструкцию. Колесо вентилятора состоит из втулки большого диаметра (0,5 D), на которой укреплены 6 или 12 полых лопаток. Каждая лопатка приклепана к стержню, кото­рый в свою очередь ввернут в специальный стакан и закрепляется гайками во втулке. Лопатки поворотные и могут устанавливаться под углом от 10 до 25° к плоскости вращения колеса (рис. 7.24). Установка лопаток под необходимым углом проводится по разметке, сделанной на боковой поверхности втулки.

Возможность менять углы установки лопаток, т. е. менять геометрию колеса, придает этому вентилятору универсальность, так как развиваемое им давление увеличивается с увеличением угла установки лопаток.

Вентилятор рассчитан на привод от электродвигателя посредством клиноременной передачи, поэтому колесо вентилятора установлено на валу. Вал имеет два подшипника, корпуса которых размещаются в коробчатых держателях. Каждый из держателей имеет четыре литых стержня, оканчивающихся плоскими лапами с отверстиями под установочные болты. Держатели со стержнями и лапами образуют две рамы, на которых удерживается колесо. Шкив для привода расположен консольно на конце вала. В настоящее время (в основном для нужд текстильной промышлен­ности) выпускаются вентиляторы с 12 лопатками № 12, 16 и 20. Колесо этих машин весьма прочно и допускает окружные ско­рости до 80-85 м/сек..

Учитывая, что давление, развиваемое вентилятором типа У, зависит от угла установки лопаток, характерно вентилятора следовало бы строить для каждого угла отдельно. Поэтому для вентиляторов типа У приводится особая универсальная характеристика, охватывающая области работы вентиляторов в различных условиях.

Производительность вентиляторов указанных трех размеров лежит в пределах от 1-6000 до 100000 ,м 3 /ч. Развиваемые давления колеблются от 11 кГ/м 2 (при лопатках, установленных под углом 10°) до 35-40 кГ/м 2 (при установке лопаток под углом.

Электродвигатель, приводящий во вращение колесо вентилятора, располагают обычно на полу у стены помещения, в отверстии которой монтируют вентилятор.

Максимальный к. п. д. вентилятора (при углах установки лопаток 20°) достигает 0,62. При меньших и больших углах уста­новки к. п. д. несколько снижается (до 0,5 при 10° и до 0,58 при 25°).

Под аэродинамической схемой вентилятора подразумевается, совокупность основных конструктивных элементов, расположенных в определенной последовательности и характеризующих проточную часть машины, через которую проходит воздух. В вентиляторе ВОД11П реализована аэродинамическая схема, представленная на рис.7.25 (РК1 + НА + РК2 + СА), т.е. воздух всасывается в вентилятор из канала 5 через коллектор 6 под действием аэродинамических сил, возникающих при вращении лопаток 8 рабочего колеса РК 1 .

Рис.7.25 Аэродинамическая схема вентилятора ВОД11П

При выходе из колеса закрученный поток воздуха попадает на лопасти 9 направляющего аппарата НА1, который раскручивает его и направляет на лопатки 10 рабочего колеса РК2 второй ступени. При этом в НА осуществляется небольшая подкрутка потока перед входом в РК2 в направлении обратном вращению ротора, что способствует повышению тяги на втором колеся. После РК2 поток попадает в спрямляющий аппарат СА. С помощью лопастей 11 СА раскручивает поток и направляет его в диффузор, выполненный в виде расширяющегося конуса 14 и обечайки 13. В диффузоре по ходу потока увеличивается площадь живого сечения, следовательно скоростной напор снижается, а давление возрастает. При этом статический напор также возрастает.

Рабочие колеса РК1 и РК2 жестко закреплены на валу 4, установленном в подшипниках 3 и 12 и получающим вращение от двигателя 1 через муфту 2. Обтекатель 7 служит для выравнивания потока воздуха, втягиваемого в вентилятор.

На рис.7.26. представлен в разрезе вентилятор ВОД11П, который предназначен для проветривания горных выработок добычных участков и отдельных камер, а также используется при проходке стволов шахт, в калориферных установках, на крупных предприятиях и т.п.

Вентилятор состоит из ротора – вала 2 с двумя рабочими колесами 4 и 10, закрепленных жестко на валу с помощью шпонок 3 и стопорных колец. Рабочие колеса первой ступени РК1 и второй ступени РК2 имеют идентичную конструкцию, состоят из втулок 4 на которых размещено 12 лопаток из полимерного материала. Лопатки 8 и 11 устанавливаются в специальные гнезда крепятся с помощью распорных пружинных колец 6 и прижимаются пружинами 5 к втулке колеса. Такое крепление лопаток позволяет поворачивать их вручную через специальные окна в корпусе при остановленном вентиляторе в пределах углов установки 15 – 45 0 для регулирования подачи и давления. Корпус вентилятора состоит из двух разъемных частей верхней 7 и нижней 15, выполненных из стального литья в виде разрезного цилиндра.

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

Вентиляторы общего назначения применяют для работы на чистом воздухе, температура которого меньше 80 градусов. Для перемещения более горячего воздуха предназначены специальные термостойкие вентиляторы. Для работы в агрессивных и взрывоопасных средах выпускают специальные антикоррозионные и взрывобезопасные вентиляторы. Кожух и детали антикоррозионного вентилятора выполнены из материалов, не вступающих в химическую реакцию с коррозионными веществами перемещаемого газа. Взрывобезопасное исполнение исключает вероятность искрообразования внутри корпуса (кожуха) вентилятора и повышенного нагревания его частей во время работы. Для перемещения запылённого воздуха применяют специальные пылевые вентиляторы. Размеры вентиляторов характеризуются номером, который обозначает диаметр рабочего колеса вентилятора, выраженный в дециметрах.

По принципу действия вентиляторы подразделяются на центробежные (радиальные) и осевые. Центробежные вентиляторы низкого давления создают полное давление до 1000 Па; вентиляторы среднего давления - до 3000 Па; и вентиляторы высокого давления развивают давление от 3000 Па до 15000 Па.

Центробежные вентиляторы изготавливают с дисковым и бездисковым рабочим колесом:

Лопатки рабочего колеса крепятся между двумя дисками. Передний диск - в виде кольца, задний - сплошной. Лопасти-лопатки бездискового колеса крепятся к ступице. Спиральный кожух центробежного вентилятора устанавливают на самостоятельных опорах, или на станине, общей с электродвигателем.

Осевые вентиляторы характеризуются большой производительностью, но низким давлением, поэтому широко применяются в общеобменной вентиляции для перемещения больших объёмов воздуха при невысоком давлении. Если рабочее колесо осевого вентилятора состоит из симметричных лопаток, то вентилятор является реверсивным.

Схема осевого вентилятора:

Крышные вентиляторы изготавливаются осевые и радиальные; устанавливаются на крышах, на бесчердачном перекрытии зданий. Рабочее колесо и осевого, и радиального крышного вентилятора вращается в горизонтальной плоскости. Схемы работы осевого и радиального (центробежного) крышных вентиляторо в:

Осевые крышные вентиляторы применяют для общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов. Радиальные крышные вентиляторы развивают более высокие давления, поэтому могут работать как без сети, так и с сетью подключенных к ним воздуховодов.

Подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам.

Для каждой вентиляционной системы, аспирационной или пневмотранспортной установки вентилятор подбирают индивидуально, используя графики аэродинамических характеристик нескольких вентиляторов. По давлению и расходу воздуха на каждом графике находят рабочую точку, которая определяет коэффициент полезного действия и частоту вращения рабочего колеса вентилятора. Сравнивая положение рабочей точки на разных характеристиках, выбирают тот вентилятор, который даёт наибольший кпд при заданных значениях давления и расхода воздуха.

Пример. Расчёт вентиляционной установки показал общие потери давления в системе Нс=2000 Па при требуемом расходе воздуха Q с=6000 м³/час. Подобрать вентилятор, способный преодолеть это сопротивление сети и обеспечить необходимую производительность.

Для подбора вентилятора его расчётное давление принимается с коэффициентом запаса k =1,1:

Нв= kHc ; Нв=1,1·2000=2200 (Па).

Расход воздуха рассчитан с учётом всех непродуктивных подсосов. Q в= Q с=6000 (м³/час). Рассмотрим аэродинамические характеристики двух близких номеров вентиляторов, в диапазон рабочих значений которых попадают значения расчётного давления и расхода воздуха проектируемой вентиляционной установки:

Аэродинамическая характеристика вентилятора 1 и вентилятора 2.

На пересечении величин Р v =2200 Па и Q =6000 м³/час указываем рабочую точку. Наибольший коэффициент полезного действия определяется на характеристике вентилятора 2: кпд=0,54; частота вращения рабочего колеса n =2280 об/мин; окружная скорость края колеса u ~42 м/сек.

Окружная скорость рабочего колеса 1-го вентилятора (u ~38 м/сек) значительно меньше, значит, будут меньше создаваемые этим вентилятором шум и вибрация, выше эксплуатационная надёжность установки. Иногда предпочтение отдаётся более тихоходному вентилятору. Но рабочий коэффициент полезного действия вентилятора должен быть не ниже 0,9 его максимального кпд. Сравним ещё две аэродинамические характеристики, которые подходят для выбора вентилятора к той же вентиляционной установке:

Аэродинамические характеристики вентилятора 3 и вентилятора 4.

Коэффициент полезного действия вентилятора 4 близок к максимальному (0,59). Частота вращения его рабочего колеса n =2250 об/мин. Кпд 3-его вентилятора несколько ниже (0,575), но и частота вращения рабочего колеса существенно меньше: n =1700 об/мин. При небольшой разнице коэффициентов полезного действия 3-й вентилятор предпочтительнее. Если расчёт мощности привода и электродвигателя покажет близкие результаты для обоих вентиляторов, следует выбрать вентилятор 3.

Расчёт мощности, требуемой для привода вентилятора.

Мощность, которая требуется для привода вентилятора, зависит от создаваемого им давления H в (Па), перемещаемого объёма воздуха Q в (м³/сек) и коэффициента полезного действия кпд:

N в= H в ·Q в/1000·кпд (кВт); Нв=2200 Па; Q в=6000/3600=1,67 м³/сек.

Коэффициенты полезного действия предварительно подобранных по аэродинамическим характеристикам вентиляторов 1, 2, 3 и 4 соответственно: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.

Подставляя величину давления, расхода и кпд в формулу расчёта, получим следующие значения мощности для привода каждого вентилятора: 7,48 кВт, 6,8 кВт, 6,37 кВт, 6,22 кВт.

Расчёт мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Мощность электродвигателя зависит от вида её передачи с вала двигателя на вал вентилятора, и учитывается в расчёте соответствующим коэффициентом (k пер). Нет потерь мощности при непосредственной посадке рабочего колеса вентилятора на вал электродвигателя, т. е. кпд такой передачи равен 1. Кпд соединения валов вентилятора и электродвигателя с помощью муфты 0,98. Для достижения необходимой частоты вращения рабочего колеса вентилятора применяем клиноремённую передачу, коэффициент полезного действия которой 0,95. Потери в подшипниках учитываются коэффициентом k п=0,98. По формуле расчёта мощности электродвигателя:

N эл= N в / k пер· k п

получим следующие мощности: 8,0 кВт; 7,3 кВт; 6,8 кВт; 6,7 кВт.

Установочную мощность электродвигателя принимают с коэффициентом запаса k з=1,15 для двигателей мощностью менее 5 кВт; для двигателей более 5 кВт k з=1,1:

N у= k з· N эл.

С учётом коэффициента запаса k з=1,1 окончательная мощность электродвигателей для 1-го и 2-го вентиляторов составит 8,8 кВт и 8 кВт; для 3-го и 4-го 7,5 кВт и 7,4 кВт. Первые два вентилятора пришлось бы комплектовать двигателем 11 кВт, для любого вентилятора из второй пары достаточно мощности электродвигателя 7,5 кВт. Выбираем вентилятор 3: как менее энергоёмкий, чем типоразмеры 1 или 2; и как более тихоходный и эксплуатационнонадёжный по сравнению с вентилятором 4.

Номера вентиляторов и графики аэродинамических характеристик в примере подбора вентилятора приняты условно, и не относятся к какой-либо конкретной марке и типоразмеру. (А могли бы.)

Расчёт диаметров шкивов клиноремённого привода вентилятора.

Клиноремённая передача позволяет подобрать нужную частоту вращения рабочего колеса посредством установки на вал двигателя и приводной вал вентилятора шкивов разного диаметра. Определяется передаточное отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения рабочего колеса вентилятора: n э / n в .

Шкивы клиноремённой передачи подбираются так, чтобы отношение диаметра приводного шкива вентилятора к диаметру шкива на валу электродвигателя соответствовало отношению частот вращения:

D в / D э = n э / n в

Отношение диаметра ведомого шкива к диаметру ведущего шкива называется передаточным числом ремённой передачи.

Пример. Подобрать шкивы для клиноремённой передачи вентилятора с частотой вращения рабочего колеса 1780 об/мин, с приводом от электродвигателя мощностью 7,5 кВт и частотой вращения 1440 об/мин. Передаточное отношение передачи:

n э / n в =1440/1780=0,8

Необходимую частоту вращения рабочего колеса обеспечит следующая комплектация: шкив на вентиляторе диаметром 180 мм , шкив на электродвигателе диаметром 224 мм .

Схемы клиноремённой передачи вентилятора, повышающей и понижающей частоту вращения рабочего колеса:

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%.

Аэродинамические характеристики вентиляторов определяются на специаль­ных стендах согласно ГОСТ 10921-90 «Вентиляторы радиальные и осевые» (за­рубежный аналог - ISO 5801 « Industrial fans . Performance testing using standardized airways »).

В этих документах строго регламентированы геометрические параметры стендов, обеспечивающие определенные условия входа (равномерный про­филь скорости и отсутствие закрутки) в вентилятор и выхода потока из него, а также положение измерительных сечений и процедура обработки параметров.

Существуют четыре основных типа стендов, конфигурация которых соответствует различному расположению вентилятора в сети. Не вникая в подробности необходимо иметь в виду, что аэродинамические характеристики одного и того же вентилятора, полученные на различных стендах, могут незначительно отли­чаться друг от друга. Стенд для испытаний является сетью для вентилятора. Про­цедура же определения аэродинамических характеристик вентилятора состоит в измерении производительности вентилятора при различном сопротивлении сети, при этом полное давление вентилятора равно аэродинамическому сопро­тивлению сети плюс динамическое давление на выходе из стенда (вентилятора).

Аэродинамические характеристики вентилятора обычно включают в себя:

Кривую полного давления P V ( L ) ;

Кривую мощности N ( L ) или полного КПД вентилятора ? ( L ) ;

Кривую (либо шкалу) динамического давления вентилятора P dV ( L ) или кри­вую статического давления вентилятора P SV ( L ).

Если приведена кривая полного давления P V ( L ) , а статического не приведена, то статическое давление вентилятора находится по формуле P SV = P V – P dV . В ряде случаев приводится только кривая статического давления вентилятора, напри­мер у 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.

Существуют три основных вида аэродинамических характеристик вентилято­ров (см. рисунок):

Ниспадающая кривая полного давления (рис. а);

Кривая полного давления с обратным склоном (рис. 6);

Кривая полного давления с разрывом характеристики (рис. в).

В соответствии с ГОСТ 10616-90 рабочая зона аэродинамической характери­стики вентилятора должна быть ограничена диапазоном производительностей, в котором полный КПД вентилятора составляет не менее 0,9 от максимального КПД (рис. а). Именно в таком виде приведены аэродинамические характери­стики вентиляторов в каталогах большинства производителей. Однако в этом случае теряются режимы максимальной производительности, при которых воз­можна работа вентилятора, хотя и с несколько меньшей эффективностью.

В каталогах некоторых зарубежных, а в последнее время и отечественных про­изводителей приводится кривая полного давления P V ( L ) от режима L = 0 до ре­жима максимальной производительности L max (p SV = 0). Если не приведены ни кривая мощности N (L ), ни кривая полного (статического) КПД ? (L ), 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 L МАХ . Следует избегать выбора рабочего режима на возрастающем участке кривой полного давления левее точки А (рис. 6) и левее срывного режима (точка А на рис. в), т. к. при определенных условиях могут возникнуть срывные режимы вентилятора, помпаж, вибрации и даже постепенное разрушение конструкции. С целью обеспечения некоторого запаса до срыва область рабочих режимов в обоих случаях должна быть ограничена слева точкой А ‘, которая образуется пересечением пара болы сети р с = p vmax (L / L MAX ) 2 / k C c характеристикой вентилятора. Коэффициент запаса k C можно принимать равным 1,2-1,5 (большие значения, если срыв оказывает большее силовое воздействие на конструкцию вентилятора).

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

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

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 ожидаемых результатов, т. к. из-за увеличе­ния потребляемой мощности электродвигатель может «сбро­сить» обороты.

При анализе аэродинамиче­ских характеристик осевых вен­тиляторовнеобходимо иметь в виду следующее обстоятель­ство. В отечественной практике в ряде случаев, например, когда электродвигатель расположен перед колесом, а втулка колеса выходит за пределы корпуса в осевом направлении, динами­ческое давление подсчитывается по скорости выхода потока, опре­деленной по ометаемой лопатка­ми площади (полная площадь, вычисленная по диаметру коле­са, за исключением площади, занимаемой втулкой колеса).

В зарубежных каталогах динамическое давление осевых вентиляторов определяется по полной площади, т. е. по площади ометаемой колесом. Разница в статических давлениях, установленных по этим ме­тодам, начинает заметно сказываться при относительном диаметре втулки v > 0,4 (отношение диаметра втулки к диаметру вентилятора). Если не учитывать этого обстоятельства, то подобранный вентилятор может не дать ожидаемый расхода в данной сети.