Меню

Как читать расходную характеристику вентилятора



Общие сведения о вентиляционной технике

Воздух всегда перемещается из области больших давлений в область меньших давлений, т.е. при наличии разности. Депрессия может возникнуть и естественным путем, например, за счет разности температур воздуха. Однако в подавляющем большинстве случаев для возможности перемещения воздуха ему необходимо сообщить какое-то количество энергии.

В турбомашинах, к которым относятся вентиляторы, энергия воздуху сообщается вращающимся колесом с лопастями.

Вентиляторы—лопаточные машины, предназначенные для перемещения воздуха или других газов при давлении не превышающем 15000 Па.

    Вентиляторы условно делятся по развиваемому давлению на вентиляторы:
  • низкого давления — до 1000Па;
  • среднего давления—от 1000Па до 3000Па;
  • высокого давления—свыше 3000Па.
    По принципу действия и устройству их делят на:
  • радиальные (центробежные);
  • осевые;
  • диаметральные.

Радиальные вентиляторы

В радиальном вентиляторе (рис. 1) поток воздуха или газа, поступающего во вращающееся рабочее колесо, изменяет направление движения с осевого на радиальное. Радиальные вентиляторы, по сравнению с осевыми вентиляторами, развивают большее давление так как единице объема перемещаемого воздуха сообщается энергия при переходе от радиуса входа к радиусу выхода колеса.


Рис. 1. Схема радиального вентилятора.

Радиальный вентилятор имеет следующие основные элементы: спиральный корпус (улитка), рабочее колесо, коллектор (диффузор), станину и привод.

Рабочее колесо

Рабочее колесо — это один из основных, наиболее нагруженных узлов вентиляторов. Так как его величина определяет не только габариты, но и основные параметры машины, ее производительность и давление, его диаметр всегда указывается в обозначении машины. Именно оно осуществляет передачу энергии от привода протекающему через вентилятор воздуху.

Колесо (рис. 2) состоит обычно из ступицы, переднего и заднего дисков, между которыми с одинаковым шагом установлены лопатки.


Рис. 2. Рабочее колесо радиального вентилятора.
1 — ступица; 2 — передний диск; 3 — задний диск; 4 — лопатка.

Лопатки рабочего колеса обычно имеют цилиндрическую форму; их устанавливают перпендикулярно к плоскости заднего диска. Наиболее широко применяются два типа радиальных колес (рис. 3): колеса с лопатками, загнутыми назад (пример ДН-17 и ВЦ 4-75), и с лопатками, загнутыми вперед (пример ВЦ 14-46 и ВД-13,5).

Назад загнутые лопатки Вперед загнутые лопатки

Рис. 3. Типы рабочих колес по углу загиба лопаток.

Спиральный корпус

Для преобразования потока на выходе из колеса, а также для частичного преобразования динамического давления потока в статическое служит спиральный корпус (рис. 4). У радиального вентилятора он обычно имеет постоянную ширину, превышающую ширину рабочего колеса. Обечайка спирального корпуса чаще всего бывает очерчена или по логарифмической спирали, или дугами окружностей по правилу так называемого конструкторского квадрата. Вблизи рабочего колеса обечайка переходит в так называемый язык. Часть спирального корпуса, ограниченную этим языком и являющейся продолжением обечайки плоскостью, называют выходной частью корпуса в отличие от основной, спиральной части. В этом месте улитка обычно оснащается фланцем для крепления к воздуховоду.


Рис. 4. спиральный корпус (улитка).

Коллектор (диффузор) служит для формирования потока воздуха и подвода его к рабочему колесу.

Осевой направляющий аппарат. Крупногабаритные вентиляторы с приводом от электродвигателей с постоянной частотой вращения, которые работают в сети с переменным сопротивлением, обычно оснащают осевым направляющим аппаратом (рис. 5), который служит для регулирования режима работы вентилятора. Цель регулирования режима работы вентилятора состоит в приспособлении аэродинамических характеристик вентилятора к изменяющимся условиям его работы при минимально возможном снижении КПД вентиляторной установки.


Рис. 5. Осевой направляющий аппарат.
1 — корпус-обечайка; 2 — лопатки; 3 — обтекатель; 4 — кольцо поворотное.

Принципиальная схема осевого направляющего аппарата показана на рисунке. Он состоит из корпуса-обечайки, в котором установлены поворотные лопатки и обтекатель, и кольца поворотного. Лопатки, обычно плоские (на крупных машинах объёмные), крепятся в обтекателе и корпусе таким образом, чтобы они могли поворачиваться вручную или при помощи специального механизма (МЭО) на любой заданный угол вокруг радиальных осей. Воздух, проходя через аппарат, закручивается лопатками тем сильнее, чем больше угол их установки. Увеличение углов поворота лопаток приводит к уменьшению производительности, давления, мощности и КПД вентилятора. Закручивание потока против направления вращения колеса нерационально, так как при этом происходит увеличение мощности без существенного повышения давления, создаваемого вентилятором. Аэродинамические характеристики машин, оснащенных осевыми направляющими аппаратами, позволяют определить угол установки лопаток, необходимый для получения требуемого режима, установить КПД вентилятора при этом режиме.

Читайте также:  Как проверить вентилятор охлаждения шевроле лачетти

Осевые вентиляторы. В осевых вентиляторах поток воздуха, в отличие от радиальных, не меняет своего направления — он входит и выходит по оси вращения колеса.

Осевой вентилятор в самом простом случае состоит из рабочего колеса (рис. 6), установленного на электродвигателе, и цилиндрического корпуса (обечайки). Такую конструкцию имеет самый распространённый осевой вентилятор ВО 06-300. Она может быть дополнена входным направляющим аппаратом (вентилятор ВО 25-188) и/или спрямляющим аппаратом. Направляющий аппарат создаёт подкрутку потока на входе в колесо против направления вращения.

Спрямляющий аппарат призван бороться с закруткой потока за колесом, которая является источником потерь давления, как в самом вентиляторе, так и в элементах, сопрягающих вентилятор с сетью.


Рис. 6. Схемы конструктивных исполнений вентиляторов осевых.
1 — входной коллектор; 2 — лопатка колеса; 3 — втулка колеса; 4 — электродвигатель;
5 — корпус-обечайка; 6 — спрямляющий аппарат (СА); 7 — входной направляющий аппарат (ВНА).

При равных частотах вращения и диаметрах колес, осевые вентиляторы создают в 2-3 раза меньшее давление, но имеют большую производительность, чем радиальные вентиляторы, поэтому в вентиляционных системах они используются в основном для перемещения больших объемов воздуха—на вытяжке, для создания противодымного подпора и т. д.

В зависимости от профиля лопаток рабочего колеса осевые вентиляторы могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивными называют вентиляторы, у которых лопатки рабочего колеса имеют симметричный профиль и работают вследствие этого с одной и той же производительностью при любом направлении вращения. У нереверсивных вентиляторов профиль лопаток несимметричный, поэтому изменение направления вращения снижает производительность.

Осевые вентиляторы могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми. В многоступенчатом вентиляторе, созданном на базе нескольких одноступенчатых, происходит увеличение давления примерно пропорционально числу ступеней при прежней производительности.

Общие сведения по комплектации и условиям работы вентиляторов

Аэродинамические характеристики вентиляторов соответствуют работе на воздухе при нормальных условиях (плотность р=1,205 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура +20°С и относительная влажность 50%).

Напряжение 380 В.

Для вентиляторов, перемещающих воздух или газ, который имеет плотность, отличающуюся от 1,205 кг/м3, аэродинамические характеристики должны пересчитываться по ГОСТ 10616-90.

Вентиляторы, индексы которых содержат обозначение «Ж», предназначены для перемещения газовоздушных сред с температурой до 200°С. Для них на графике аэродинамической характеристики даны дополнительные шкалы, соответствующие температуре 200°С.

Конструктивные исполнения радиальных вентиляторов даны по ГОСТ 5976-90. Радиальные вентиляторы выпускаются по 1, 3 и 5 конструктивным исполнениям. По 1-му конструктивному исполнению рабочее колесо установлено непосредственно на валу электродвигателя. По 3-му исполнению — рабочее колесо установлено на валу промежуточного подшипникового узла, передача вращающего момента от электродвигателя на вал подшипникового узла осуществляется через муфту.

По 5-му исполнению передача вращающего момента от двигателя на вал промежуточного подшипникового узла осуществляется через кпиноременную передачу. Вентиляторы выпускаются правого и левого вращения. При правом вращении рабочее колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть на колесо со стороны входа воздуха, при левом вращении—против часовой стрелки. Допускаемые углы поворота корпуса приведены в настоящем каталоге для конкретных вентиляторов.

Конструктивные исполнения осевых вентиляторов по ГОСТ 11442-90. При конструктивном исполнении-1 направление потока воздуха от рабочего колеса в сторону электродвигателя, при исполнении-2 —со стороны двигателя на рабочее колесо.

Как для радиальных, так и для осевых вентиляторов номер вентилятора обозначает диаметр рабочего колеса по внешним кромкам лопаток, выраженный в дециметрах. Например, вентилятор с рабочим колесом диаметром 800 мм обозначается №8.

1-я категория размещения—на открытом воздухе; 2-я категория—для эксплуатации под навесом или в помещении, где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе (в палатках, кузовах, металлических помещениях без теплоизоляции и др.); 3-я категория—для эксплуатации в помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе (каменные, бетонные, деревянные помещения и др.)

Читайте также:  Вентилятор охлаждения трансформатора gfdd470 150 220в

Среднее квадратическое значение виброскорости от внешних источников в местах установки вентиляторов не должно превышать 2 мм/с.

    Предприятие оставляет за собой право:
  • вносить конструктивные изменения, не ухудшающие аэродинамические и акустические характеристики изделий;
  • комплектовать вентиляторы другими типами электродвигателей, имеющими аналогичные технические характеристики.

Перерасчёт аэродинамических характеристик

  1. плотность воздуха при температуре t°C:
    ρ = ρН × 293° , кг/м
    273°+t°

    где ρН = 1,205 кг/м³ — плотность воздуха для нормальных условий при t = 20°C;

  2. давление Pv, Pdv и Psv прямо пропорциональны плотности воздуха.

Условные обозначения

Q — производительность, 10³×м³/ч;
Pv — полное давление, Па;
Pdv — динамическое давление, Па;
Psv — статическое давление, Па;
Ny — мощность установочная, кВт;
η — коэффициент полезного действия;
u — окружная скорость рабочего колеса, м/с;
n — частота вращения рабочего колеса, мин -1 ;
LpA — корректированный уровень звуковой мощности, дБа;

Соотношения между единицами измерения

Производительность, Q Давление, Pv, Pdv, Psv Мощность, Ny
м³/с л/с м³/ч Па, Н/м² мм.вод.ст. кгс/м² мм.вод.ст. кгс/см² атм бар Вт кВт л.с.
1 10 -3 3600 1 0,102 7,5×10 -3 1,02×10 -5 10 -5 1 10 -3 1,36×10 -3

Преимущества вентиляторов Концерна “Медведь”

  1. Вентиляторы радиальные 14-46 (№2 — №8) и 4-75 ( №2,5 — №12,5) имеют рабочие колеса в «шипованном исполнении», что гарантирует соответствие рабочего колеса его аэродинамической схеме.
  2. Для изготовления всех сварных рабочих колес (за исключением вентиляторов из нерж. и алюм. сплавов) применяется материал сталь 20, которая в отличие от стали 3 и 08кп меньше склонна к температурным деформациям, вызванным также процессом сварки. Как результат — уменьшение толщины листового металла, а, следовательно, массы самого колеса. Уменьшение массы рабочего колеса снижает нагрузки на подшипники электродвигателей, положительно сказывается на качестве его балансировки и на сроке службы самого вентилятора соответственно.
  3. На рабочие колеса устанавливаются чугунные ступицы. Соединение заднего диска рабочего колеса со ступицей осуществляется при помощи заклепочного соединения. Следовательно, повышается надежность вентилятора.
  4. Вентиляторы по схеме 5 и 3 с подшипниковым узлом SKM значительно удобней в эксплуатации, а именно: упрощается монтаж подшипников за счет установки их на закрепительной втулке с конической посадкой. Также в подшипниковых узлах SKM используется консистентная смазка, что исключает течи, увеличивает ресурс подшипника и расширяет температурный диапазон его работы.
  5. Гарантийные обязательства составляют 24 месяца со дня ввода продукции в эксплуатацию. Полный срок эксплуатации оборудования составляет не менее 12 лет.

Аналоги вентиляторов

Аналоги вентиляторов по аэродинамическим характеристикам.

Требуемый вентилятор Вентилятор, предлагаемый для замены
ВР 300-45
ВР 14-46
ВР 15-45
ВР 280-46
ВЦ 14-46
ВЦ 4-75
ВЦ 4-70
ВР 80-70
ВР 86-77
ВР 80-75
ВР 6-28
ВР 120-28
ВР 132- 30
ЦП 7-40
ЦП 6-45
ВР 100-45
ВР 115-45
ВР 140- 40
ВО 12-330 ВО 06 — 300
ВО 14-320

Исполнение вентиляторов по назначению и материалам

Общее назначение Углеродистая сталь — C 80 3 — — Теплостойкие Углеродистая сталь Ж
Ж2 Ж3 200 — — Назначение: Для перемещения воздуха и других невзрывоопасных газопаровоздушных сред, не вызывающих ускоренной коррозии углеродистой стали (скорость коррозии не выше 0,1 мм в год), с содержанием пыли и других твердых примесей не более 0,1 г/м³ для радиальных вентиляторов и не более 0,01 г/м³ для осевых вентиляторов, не содержащих липких веществ и волокнистых материалов. Коррозионностойкие Нержавеющая сталь К1
К — 80 — — Коррозионностойкие, теплостойкие (жаростойкие) Нержавеющая сталь КЖ
К1Ж
КЖ2 К1Ж3 200 — — Назначение: Для перемещения агрессивных невзрывоопасных газопаровоздушных смесей, не вызывающих ускоренной коррозии стали (скорость не выше 0,1 мм в год) с содержанием пыли и других твердых примесей не более 0,1 г/м³, не содержащих липких веществ и волокнистых материалов. Взрывозащищенные Углеродистая сталь-латунь В
Р В1
И1 80 3 T1-T4 4
T-T3 5 В-Iа
В-Iб
В-IIа 4 Взрывозащищенные Теплостойкие (жаростойкие) Углеродистая сталь-латунь ВЖ
В1Ж1
РЖ ВЖ3
И1-02 150
200 T1-T3
T1-T2 В-Iа
В-Iб
В-IIа 4 Назначение: Для перемещения газопаровоздушных смесей IIA, IIВ категорий, не вызывающих ускоренной коррозии углеродистой стали и латуни (скорость коррозии не выше 0,1 мм в год), с содержанием пыли и других твердых примесей не более 0,1 г/м³ для радиальных вентиляторов и не более 0,01 г/м³ для осевых вентиляторов, не содержащих взрывчатых и липких веществ и волокнистых материалов.
Примечание: Не применимы для перемещения газопаропылевоздушных смесей от технологических установок, в которых взрывоопасные вещества нагреваются выше температуры их самовоспламенения или находятся под избыточным давлением. Взрывозащищенные Алюминиевые сплавы ВК3
В2 К3 80 T1-T4 T1-T4 Назначение: Для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей IIА, IIВ категорий (за исключением взрывоопасных смесей с воздухом коксового газа — IIВТ1, окиси пропилена — IIВТ2, окиси этилена — IIВТ2, формальдегида — IIВТ2, этилтрихлор-этилена IIBT2, этилена — IIВТ2, винил-трихлорсилена — IIВТЗ, этилдихпорсилена — IIВТЗ) и других смесей по заключению проектных организаций, не содержащих взрывчатых веществ, не вызывающих ускоренной коррозии алюминиевых сплавов (скорость коррозии не выше 0,1 мм в год) с содержанием пыли и других твёрдых примесей не более 0,1 г/м³, не содержащих липких веществ и волокнистых материалов.
Примечание: Вентиляторы из алюминиевых сплавов не применимы для перемещения газопаровоздушных смесей, содержащих окислы железа. Взрывозащищенные, коррозионностойкие Нержавеющая сталь-латунь ВК1
В4 — 80 T1-T4 — Взрывозащищенные, коррозионностойкие, теплостойкие Нержавеющая сталь-латунь ВК1Ж
В4Ж2 — 150
200 T1-T3
T1-T2 — Назначение: Для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей IIA, IIВ категорий, не содержащих взрывчатых веществ и загрязненных примесями агрессивных газов и паров, в которых скорость коррозии нержавеющей стали и латуни не превышает 0,1 мм в год, с содержанием пыли и других твердых примесей не более 0,1 г/м³ для радиальных вентиляторов и не более 0,01 г/м³ для осевых вентиляторов, не содержащих липких веществ и волокнистых материалов.
Примечание: Не применимы для перемещения газопаропылевоздушных смесей от технологических установок, в которых взрывоопасные вещества нагреваются выше температуры их самовоспламенения или находятся под избыточным давлением. Пылевые Углеродистая сталь П — 80 — — Назначение: Для перемещения невзрывоопасных газопаропылевоздушных сред, не вызывающих ускоренной коррозии углеродистой стали (скорость не выше 0,1 мм в год) с содержанием механических примесей до 1 кг/м³. Пылевые, взрывозащищенные Углеродистая сталь-латунь ПВ1 — 80 T1-T4 T1-T4 Назначение: Для перемещения газопаропылевоздушных взрывоопасных смесей IIА, IIВ категорий, не вызывающих ускоренной коррозии углеродистой стали и латуни (скорость коррозии не выше 0,1 мм в год), не содержащих взрывчатых веществ и липких веществ, волокнистых материалов.
Примечание: Не применимы для перемещения газопаропылевоздушных смесей от технологических установок, в которых взрывоопасные вещества нагреваются выше температуры их самовоспламенения или находятся под избыточным давлением. Пылевые, взрывозащищенные, коррозионностойкие Нержавеющая сталь-латунь ПВ4 — — T1-T4 T1-T4 Назначение: Для перемещения газопаропылевоздушных взрывоопасных смесей IIА, IIВ категорий, не вызывающих ускоренной коррозии стали и латуни (скорость коррозии не выше 0,1 мм в год), не содержащих взрывчатых и липких веществ, волокнистых материалов.
Примечание: Не применимы для перемещения газопаропылевоздушных смесей от технологических установок, в которых взрывоопасные вещества нагреваются выше температуры их самовоспламенения или находятся под избыточным давлением.

1 Группы и категории взрывоопасных смесей по ГОСТ 12.1.011-78.
2 Классы взрывоопасных зон помещений по ПУЭ.
3 Максимальная температура перемещаемой среды для осевых вентиляторов +40°С (для тропического исполнения +45°С).
4 Только для радиальных вентиляторов.
5 Только для осевых вентиляторов.

Источник