Един от най-важните елементи на производствения процес е осигуряването на комфортни условия на труд. Състоянието и състава на въздушните маси във всяка индустрия често изискват корекция поради прах, пари и газове, прекомерна влажност, повишена температура или токсични примеси. В зависимост от характеристиките на технологичния процес тези фактори влияят не само върху здравето на работниците, но и върху херметичността на оборудването.

Приемливи температурни условия, комфортна влажност и отстраняване на отпадъчните въздушни маси, замърсени с примеси, се осигуряват от смукателна вентилационна система. Не бива да се бърка с подаващия въздух, който е предназначен да вкарва свеж въздух в помещенията, въпреки че и двете изпълняват функциите си с помощта на специално оборудване - вентилатори или ежектори.

Изпускателната система, използваща радиални или центробежни вентилатори, е широко използвана в индустрията.

Изпускателни системи, използващи центробежни вентилатори

Ефективните и прости устройства се радват на заслужена популярност в домашни условия. Аспираторът на охлюв, както се наричат ​​такива вентилатори по друг начин, бързо се справя с елиминирането на миризми, прекомерна влажност, понижаване на температурата в кухнята, банята, гаража, мазето или мазето. Такива системи се използват например в котелни или жилищни сгради.

Фигурата показва диаграма, която осигурява извличане на въздушни маси с помощта на радиален вентилатор.

Дизайн

Лекотата на сглобяване и наличието на конструктивни елементи станаха причината центробежните вентилатори да се сглобяват не само в завода, но и у дома. В крайна сметка, индустриалният монтаж, въпреки че има гаранция за качество, не винаги се предлага в ценовия диапазон и в необходимата конфигурация за малки жилищни или помощни помещения.

Дизайнът на стандартен центробежен вентилатор предвижда задължително наличие на:

1. Смукателната тръба, в която влизат масите отработен газ-въздух.
2. Работно (турбинно) колело, оборудвано с радиални лопатки. В зависимост от предназначението те могат да бъдат огънати напред или назад от ъгъла на въртене. При последния вариант бонусът ще бъде спестяване на до 20% от консумираната електроенергия. Те осигуряват ускорение и също така задават посоката на движение на въздуха.
3. Спирална колекторна тръба или спирален корпус, поради което конструкцията получи името на охлюв. Той е предназначен да намали скоростта на движение на въздуха, задвижван през устройството.
4. Изпускателен канал. Поради различните скорости, с които се движат въздушните маси в смукателната тръба и в спиралния корпус, тук се създава доста силно налягане, което в промишлени условия може да достигне до 30 kPa.
5. Електрически мотор.

Размерите на скрол, мощността на двигателя, ъгъла на завъртане и формата на лопатките и други характеристики зависят от обхвата и специфичните условия на приложение.

Принцип на действие

Ефективността на изпускателните системи, използващи охлюви, се основава на техния прост принцип на работа.

По време на работа електрическият двигател започва въртенето на работното колело.

Турбинното колело с радиални лопатки, поради центростремителното движение, се засмуква през дюзата и ускорява газовъздушните маси.

Тяхното движение се прехвърля към ротационния характер на центробежната сила на лопатките. Това осигурява различен вектор за входящи и изходящи потоци.

В резултат на това изходящият поток се насочва към спиралния корпус. Спиралната конфигурация осигурява спиране и последващ поток под налягане в изпускателния канал.

От изпускателния канал газово-въздушните маси се изхвърлят във въздуховоди за по-нататъшно пречистване и изпускане в атмосферата.

Ако във въздуховодите са предвидени спирателни вентили, радиалният вентилатор може да работи като вакуумна помпа.

Видове

Мащабът на помещенията, както и нивото на замърсяване и затопляне на въздуха в тях изискват инсталиране на изпускателни системи с подходящ размер, мощност и конфигурация. Следователно центробежните вентилатори са от различни видове.

В зависимост от нивото на налягане, създавано от въздушните маси в изпускателния канал, те се класифицират на вентилатори:

1. Ниско налягане - до 1 kPa. Най-често тяхната конструкция предвижда широки листови лопатки, които са огънати напред към смукателната тръба, с максимална скорост на въртене до 50m/s. Обхватът на тяхното приложение е предимно вентилационни системи. Те създават по-ниско ниво на шум, в резултат на което могат да се използват в помещения, където постоянно присъстват хора.
2. Средно налягане. В този случай нивото на натоварване, създадено от движението на въздушните маси в изпускателния канал, може да бъде в диапазона от 1 до 3 kPa. Остриетата им могат да имат различен ъгъл и посока на наклон (както напред, така и назад), издържат на максимална скорост до 80m/s. Обхватът на приложение е по-широк от вентилаторите с ниско налягане: те могат да се монтират и в технологични инсталации.
3. Високо налягане. Тази техника се използва главно за технологични инсталации. Общото налягане в изпускателния канал е от 3 kPa. Мощността на инсталацията създава обиколна скорост на смукателните маси над 80 m/s. Турбинните колела са оборудвани изключително с обратно извити лопатки.

Налягането не е единствената характеристика, по която се отличават центробежните вентилатори. В зависимост от скоростта на въздушните маси, която се осигурява от работното колело, те се разделят на два класа:

• Клас I - показва, че предно извити остриета осигуряват скорост по-малко от 30 m / s, а назад извити - не повече от 50 m / s;
• Клас II включва по-мощни инсталации: те осигуряват по-висока скорост на задвижваните въздушни маси от вентилаторите от клас I.

Освен това устройствата се произвеждат с различна посока на въртене спрямо смукателната тръба:

• ориентиран вдясно може да се монтира с корпус, обърнат по посока на часовниковата стрелка;
• наляво - обратно на часовниковата стрелка.

Обхватът на охлювите до голяма степен зависи от електрическия двигател: неговата мощност и метод на закрепване към работното колело:

• може да набере инерция директно върху вала на двигателя;
• валът му е свързан към двигателя посредством съединител и е фиксиран от един или два лагера;
• с помощта на задвижване с клинови ремъци, при условие че е фиксирано с един или два лагера.

Ограничения за употреба

Препоръчително е да се монтират радиални вентилатори за придвижване на големи обеми газово-въздушни маси, при условие че не съдържат:

• експлозиви;
• влакнести материали и лепкави суспензии в количество над 10 mg/m 3 ;
• експлозивен прах.

Важно условие за работа е температурният режим на околната среда: той не трябва да надвишава -40 0 С до +45 0 С. Освен това съставът на преминаващите газовъздушни маси не трябва да съдържа корозивни агенти, които допринасят за ускореното разрушаване на проточната част на вентилатора.

Разбира се, за използване в някои индустрии, вентилаторите се произвеждат с висока степен на устойчивост на корозия, защита срещу искри и температурни промени с корпуси и вътрешни компоненти, изработени от високоякостни сплави.

Кратко описание на центробежните вентилатори

Центробежните вентилатори принадлежат към категорията на компресорите с най-голямо разнообразие от типове дизайн. Вентилаторните колела могат да имат лопатки, огънати както напред, така и назад спрямо посоката на въртене на колелото. Вентилаторите с радиални лопатки са доста често срещани.

При проектирането трябва да се има предвид, че вентилаторите с обърнати назад лопатки са по-икономични и по-малко шумни.

Ефективността на вентилатора нараства с увеличаване на скоростта и за конични колела с задни лопатки може да достигне 0,9.

Като се имат предвид съвременните изисквания за спестяване на енергия, при проектирането на вентилаторни инсталации трябва да се наблегне на конструкции на вентилатори, които отговарят на доказаните аеродинамични схеми Ts4-76, 0,55-40 и подобни на тях.

Решенията за оформление определят ефективността на инсталацията на вентилатора. При моноблоков дизайн (колело на задвижващия вал) ефективността има максимална стойност. Използването в конструкцията на ходовата част (колелото на собствения вал в лагери) намалява ефективността с приблизително 2%. Трансмисията с клинов ремък, в сравнение със съединителя, допълнително намалява ефективността с поне 3%. Дизайнерските решения зависят от налягането на вентилаторите и тяхната скорост.

Според разработеното свръхналягане вентилаторите за общо предназначение се разделят на следните групи:

1. вентилатори за високо налягане (до 1 kPa);

2. вентилатори със средно налягане (13 kPa);

3. вентилатори с ниско налягане (312 kPa).

Някои специализирани вентилатори за високо налягане могат да развият налягания до 20 kPa.

Според скоростта (специфичната скорост), вентилаторите с общо предназначение се разделят на следните категории:

1. високоскоростни вентилатори (11 н s 30);

2. Вентилатори със средна скорост (30 н s60);

3. високоскоростни вентилатори (60 н s 80).

Конструктивните решения зависят от доставката, изисквана от проектната задача. При големи дебити вентилаторите имат двойни смукателни колела.

Предложеното изчисление принадлежи към категорията на конструктивните и се извършва по метода на последователните приближения.

Коефициентите на локално съпротивление на пътя на потока, коефициентите на промяна в скоростта и съотношението на линейните размери се задават в зависимост от проектното налягане на вентилатора с последваща проверка. Критерият за правилния избор е съответствието на изчисленото налягане на вентилатора с зададената стойност.

Аеродинамично изчисление на центробежен вентилатор

За изчислението са дадени:

1. Съотношение на диаметрите на работното колело

2. Съотношението на диаметрите на работното колело на изхода и на входа на газа:

За вентилатори с високо налягане се избират по-малки стойности.

3. Коефициенти на загуба на налягане:

а) на входа на работното колело:

б) на лопатките на работното колело:

в) при завъртане на потока върху лопатките на ротора:

г) в спираловиден изход (корпус):

По-малките стойности на in, lop, pov, k съответстват на вентилатори с ниско налягане.

4. Избират се коефициентите на изменение на скоростта:

а) в спираловиден изход (корпус)

б) на входа на работното колело

в) в работни канали

5. Коефициентът на загуба на напор се изчислява, намален до скоростта на потока зад работното колело:

6. От условието за минимална загуба на налягане във вентилатора се определя коефициентът Rv:

7. Ъгълът на потока при входа на работното колело се намира:

8. Изчислява се съотношението на скоростите

9. Коефициентът на теоретичното налягане се определя от условието за максимална хидравлична ефективност на вентилатора:

10. Намира се стойността на хидравличната ефективност. вентилатор:

11. Определя се ъгълът на излизане на потока от работното колело, при оптималната стойност на Г:

градушка .

12. Необходима обиколна скорост на колелото при изхода на газ:

г-ца .

където [kg / m 3 ] - плътност на въздуха при условия на засмукване.

13. Необходимият брой обороти на работното колело се определя при наличие на плавно навлизане на газ в работното колело

обороти в минута .

Тук 0 =0.91.0 е коефициентът на запълване на участъка с активен поток. Като първо приближение може да се приеме, че е равно на 1.0.

Работната скорост на задвижващия двигател се взема от редица честотни стойности, типични за вентилаторните електрически задвижвания: 2900; 1450; 960; 725.

14. Външен диаметър на работното колело:

15. Диаметър на входа на работното колело:

Ако действителното съотношение на диаметрите на работното колело е близко до приетото по-рано, тогава изчислението не се уточнява. Ако стойността е по-голяма от 1 m, тогава трябва да се изчисли вентилатор с двоен вход. В този случай половин фураж 0,5 трябва да бъде заменен във формулите В.

Елементи на триъгълника на скоростта на входа на газ към лопатките на ротора

16. Обиколната скорост на колелото при входа за газ

г-ца .

17. Скорост на газа на входа на работното колело:

г-ца .

Скорост С 0 не трябва да надвишава 50 m/s.

18. Скорост на газа пред лопатките на работното колело:

г-ца .

19. Радиална проекция на скоростта на газа на входа на лопатките на работното колело:

г-ца .

20. Проекцията на входящия дебит върху посоката на периферната скорост се приема равна на нула, за да се осигури максимално налягане:

С 1u = 0.

Дотолкова доколкото С 1r= 0, тогава 1 = 90 0 , тоест входът на газ към лопатките на ротора е радиален.

21. Относителна скорост на влизане на газ към лопатките на ротора:

Според изчислените стойности С 1 , У 1, 1, 1, 1 е изграден триъгълник на скоростта на входа за газ към лопатките на ротора. При правилно изчисляване на скорости и ъгли триъгълникът трябва да се затвори.

Елементи на триъгълника на скоростите при изхода на газ от лопатките на ротора

22. Радиална проекция на скоростта на потока зад работното колело:

г-ца .

23. Проекция на абсолютната скорост на изхода на газ върху посоката на периферната скорост върху ръба на работното колело:

24. Абсолютна скорост на газа зад работното колело:

г-ца .

25. Относителна скорост на изхода на газ от лопатките на ротора:

Според получените стойности С 2 , С 2u ,У 2, 2, 2 се изгражда триъгълник от скорости, когато газът напусне работното колело. При правилно изчисляване на скоростите и ъглите, триъгълникът на скоростите също трябва да се затвори.

26. Съгласно уравнението на Ойлер се проверява налягането, създавано от вентилатора:

Проектното налягане трябва да съответства на проектната стойност.

27. Широчината на лопатките на входа на газ към работното колело:

тук: UT = 0,020,03 - коефициент на изтичане на газ през пролуката между колелото и входната тръба; u1 = 0.91.0 - коефициент на запълване на входната секция на работните канали с активен поток.

28. Широчината на лопатките на изхода на газ от работното колело:

където u2 = 0.91.0 е коефициентът на запълване на активния поток на изходната секция на работните канали.

Определяне на ъглите на монтаж и броя на лопатките на работното колело

29. Ъгъл на монтаж на перката на входа на потока към работното колело:

където и- ъгъл на атака, оптималните стойности на който са в рамките на -3+5 0 .

30. Ъгъл на монтаж на перката при изхода на газ от работното колело:

където е ъгълът на изоставане на потока поради отклонение на потока в наклонения участък на междулопатковия канал. Оптималните стойности обикновено се вземат от интервала в = 24 0 .

31. Среден ъгъл на монтаж на острието:

32. Брой лопатки на ротора:

Закръглете броя на остриетата до четно цяло число.

33. Приетият по-рано ъгъл на изоставане на потока се определя по формулата:

където к= 1.52.0 с извити назад остриета;

к= 3,0 с радиални лопатки;

к= 3.04.0 с извити напред остриета;

Коригираната стойност на ъгъла трябва да бъде близка до предварително зададената стойност. В противен случай трябва да зададете нова стойност г.

Определяне на мощността на вала на вентилатора

34. Обща ефективност на вентилатора: 78,80

където козина \u003d 0,90,98 - механична ефективност. вентилатор;

0,02 - стойност на изтичане на газ;

q = 0,02 - коефициент на загуба на мощност поради триене на работното колело срещу газ (триене на диска).

35. Необходима мощност на вала на двигателя:

25,35 kW.

Профилиране на лопатките на работното колело

Най-често използваните остриета са очертани по дъга на кръг.

36. Радиус на лопатките на колелата:

37. Радиусът на центровете се намира по формулата:

Р c =, m.

Конструкцията на профила на острието може да се извърши и в съответствие с фиг. 3.

Ориз. 3. Профилиране на лопатките на работното колело на вентилатора

Спирално изчисление и профилиране

За центробежен вентилатор изходът (спирала) има постоянна ширина Бзначително по-голяма от ширината на работното колело.

38. Ширината на охлюва се избира конструктивно:

AT 2б 1 = 526 мм.

Очертанията на крана най-често съответстват на логаритмична спирала. Изграждането му се извършва приблизително по правилото за квадрат на конструктора. В този случай страната на квадрата ачетири пъти по-малко от отвора на спиралния корпус А.

39. Стойността на А се определя от съотношението:

където е средната скорост на газа на изхода на охлюва Си се намира от отношението:

С a = (0,60,75) * С 2u=33,88 m/s.

а = НО/4 =79,5 мм

41. Определете радиусите на дъгите на окръжностите, образуващи спирала. Първоначалният кръг за образуване на спиралата на кохлеята е кръгът на радиуса:

Радиуси на отваряне на охлюв Р 1 , Р 2 , Р 3 , Р 4 намираме по формулите:

Р 1 = РН +=679,5+79,5/2=719,25 mm;

Р 2 = Р 1 + а=798,75 mm;

Р 3 = Р 2 + а=878,25 мм;

Р 4 = Р 3 + а=957,75 мм.

Конструкцията на охлюва се извършва в съответствие с фиг. 4.

Ориз. 4.

В близост до работното колело клонът се превръща в така наречения език, който разделя потоците и намалява преливанията вътре в клона. Частта от изхода, ограничена от езика, се нарича изходна част на корпуса на вентилатора. Дължина на изхода ° Сопределя площта на изхода на вентилатора. Изходната част на вентилатора е продължение на изхода и изпълнява функциите на извит дифузьор и напорна тръба.

Позицията на колелото в спиралния изход се задава въз основа на минималните хидравлични загуби. За да се намалят загубите от триене на диска, колелото се измества към задната стена на изхода. Разстоянието между главния диск на колелото и задната стена на изхода (от страната на задвижването), от една страна, и колелото и езика, от друга, се определя от аеродинамичния дизайн на вентилатора. Така например за схемата Ts4-70 те са съответно 4 и 6,25%.

Профилиране на смукателната тръба

Оптималната форма на смукателната тръба съответства на стесняващите се участъци по протежение на газовия поток. Стесняването на потока увеличава неговата равномерност и допринася за ускорението на входа на лопатките на работното колело, което намалява загубите от въздействието на потока върху ръбовете на лопатките. Най-доброто представяне има гладък конфузер. Свързването на конфузора с колелото трябва да осигури минимално изтичане на газ от изпускане към засмукване. Количеството на изтичане се определя от пролуката между изходната част на конфузора и входа на колелото. От тази гледна точка разликата трябва да бъде минимална, нейната реална стойност трябва да зависи само от големината на възможните радиални удари на ротора. Така че, за аеродинамичната схема Ts4-70, размерът на пролуката е 1% от външния диаметър на колелото.

Най-доброто представяне има гладък конфузер. Въпреки това, в повечето случаи обичайният директен конфузер е достатъчен. Диаметърът на входа на конфузора трябва да бъде 1,3-2,0 пъти по-голям от диаметъра на смукателния отвор на колелото.

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

FGAOU HPE „Уралски федерален университет на името на първия президент на Русия Б.Н. Елцин"

Катедра Индустриална топлоенергетика

КУРСОВ ПРОЕКТ

дисциплина: "Топлинни двигатели и компресори"

на тема: "Изчисляване на конзолен тип центробежен вентилатор"

Студентът Яков Д.В.

Група EN-390901

Учителят Колпаков A.S.

Екатеринбург 2011г

1. Изходни данни

Резултати от изчисленията

Кратко описание на центробежните вентилатори

Аеродинамично изчисление на центробежен вентилатор

Механично изчисление

Избор на задвижване на вентилатора

Библиография

1. Изходни данни

Маса 1.

Работната течност във всички предложени опции за изчисляване на центробежен вентилатор е въздухът.

2. Резултати от изчисленията

Таблица 2.

. Кратко описание на центробежните вентилатори

Центробежните вентилатори принадлежат към категорията на компресорите с най-голямо разнообразие от типове дизайн. Вентилаторните колела могат да имат лопатки, огънати както напред, така и назад спрямо посоката на въртене на колелото. Вентилаторите с радиални лопатки са доста често срещани.

При проектирането трябва да се има предвид, че вентилаторите с обърнати назад лопатки са по-икономични и по-малко шумни.

Ефективността на вентилатора нараства с увеличаване на скоростта и за конусни колела с обратни лопатки може да достигне стойност от ~0,9.

Като се имат предвид съвременните изисквания за спестяване на енергия, при проектирането на вентилаторни инсталации трябва да се наблегне на конструкции на вентилатори, които отговарят на доказаните аеродинамични схеми Ts4-76, 0,55-40 и подобни на тях.

Решенията за оформление определят ефективността на инсталацията на вентилатора. При моноблоков дизайн (колело на задвижващия вал) ефективността има максимална стойност. Използването в конструкцията на ходовата част (колелото на собствения вал в лагери) намалява ефективността с приблизително 2%. Трансмисията с клинов ремък, в сравнение със съединителя, допълнително намалява ефективността с поне 3%. Дизайнерските решения зависят от налягането на вентилаторите и тяхната скорост.

Според разработеното свръхналягане вентилаторите за общо предназначение се разделят на следните групи:

Вентилатори с високо налягане (до 1 kPa);

Вентилатори със средно налягане (1¸3 kPa);

Вентилатори с ниско налягане (3¸12 kPa).

Някои специализирани вентилатори за високо налягане могат да развият налягания до 20 kPa.

Според скоростта (специфичната скорост), вентилаторите с общо предназначение се разделят на следните категории:

Високоскоростни вентилатори (11<нс<30);

Вентилатори със средна скорост (30<нс<60);

Бързи вентилатори (60<нс<80).

Конструктивните решения зависят от доставката, изисквана от проектната задача. При големи дебити вентилаторите имат двойни смукателни колела.

Предложеното изчисление принадлежи към категорията на конструктивните и се извършва по метода на последователните приближения.

Коефициентите на локално съпротивление на пътя на потока, коефициентите на промяна в скоростта и съотношението на линейните размери се задават в зависимост от проектното налягане на вентилатора с последваща проверка. Критерият за правилния избор е съответствието на изчисленото налягане на вентилатора с зададената стойност.

4. Аеродинамично изчисление на центробежен вентилатор

За изчислението са дадени:

Съотношение на диаметъра на работното колело

.

Съотношението на диаметрите на работното колело на изхода и на входа на газа:

.

За вентилатори с високо налягане се избират по-малки стойности.

Коефициенти на загуба на налягане:

а) на входа на работното колело:

б) на лопатките на работното колело:

в) при завъртане на потока върху лопатките на ротора:

;

г) в спираловиден изход (корпус):

По-малки стойности хв, хкрачка, х pov, хда съответства на вентилаторите с ниско налягане.

Коефициентите за промяна на скоростта се избират:

а) в спираловиден изход (корпус)

б) на входа на работното колело

;

в) в работни канали

.

.

От условието за минимална загуба на налягане във вентилатора се определя коефициентът Рв:

.

Ъгълът на потока при входа на работното колело е:

, град.

Изчислява се съотношението на скоростите

.

Коефициентът на теоретичното налягане се определя от условието за максимална хидравлична ефективност на вентилатора:

.

Намерена е стойността на хидравличната ефективност. вентилатор:

.

11. Определя се ъгълът на излизане на потока от работното колело, при оптимална стойност з G:

, град .

Необходима обиколна скорост на колелото на изхода за газ:

, г-ца .

където r[kg/m 3 ] - плътност на въздуха при условия на засмукване.

Необходимият брой обороти на работното колело се определя при наличието на плавно навлизане на газ в работното колело

, об/мин .

Тук м 0 =0,9¸1,0 - коефициент на запълване на сечение с активен поток. Като първо приближение може да се приеме, че е равно на 1.0.

Работната скорост на задвижващия двигател се взема от редица честотни стойности, типични за вентилаторните електрически задвижвания: 2900; 1450; 960; 725.

Външен диаметър на работното колело:

, мм .

Диаметър на входа на работното колело:

, мм .

Ако действителното съотношение на диаметрите на работното колело е близко до приетото по-рано, тогава изчислението не се уточнява. Ако стойността е по-голяма от 1 m, тогава трябва да се изчисли вентилатор с двоен вход. В този случай половин фураж 0,5 трябва да бъде заменен във формулите В.

Елементи на триъгълника на скоростта на входа на газ към лопатките на ротора

16. Обиколната скорост на колелото при входа за газ

, г-ца .

Скорост на газа на входа на работното колело:

, г-ца .

Скорост С 0 не трябва да надвишава 50 m/s.

Скорост на газа пред лопатките на работното колело:

, г-ца .

Радиална проекция на скоростта на газа на входа на лопатките на работното колело:

г-ца .

Проекцията на скоростта на входния поток върху посоката на периферната скорост се приема равна на нула, за да се осигури максимален напор:

С 1u = 0.

Дотолкова доколкото С 1r= 0, тогава а 1 = 90 0 , тоест входът на газ към лопатките на ротора е радиален.

Относителна скорост на навлизане на газ към лопатките на ротора:

w 1 =, m/s.

Според изчислените стойности С 1 , У 1 , w 1 , а 1 , б 1, на входа на газ към лопатките на ротора е изграден триъгълник на скоростта. При правилно изчисляване на скорости и ъгли триъгълникът трябва да се затвори.

Елементи на триъгълника на скоростите при изхода на газ от лопатките на ротора

22. Радиална проекция на скоростта на потока зад работното колело:

, г-ца .

Проекцията на абсолютната скорост на изхода на газа върху посоката на периферната скорост върху ръба на работното колело:

Абсолютна скорост на газа зад работното колело:

, г-ца .

Относителна скорост на изхода на газ от лопатките на ротора:

Според получените стойности С 2 , С 2u ,У 2 , w 2 , б 2 се изгражда триъгълник на скоростта, когато газът напусне работното колело. При правилно изчисляване на скоростите и ъглите, триъгълникът на скоростите също трябва да се затвори.

Съгласно уравнението на Ойлер се проверява налягането, създадено от вентилатора:

Па .

Проектното налягане трябва да съответства на проектната стойност.

Ширина на острието на входа на газ към работното колело:

, мм,

тук: а UT = 0,02¸0,03 - коефициент на изтичане на газ през пролуката между колелото и входната тръба; м u1 = 0,9¸1,0 - коефициент на запълване на входната секция на работните канали с активен поток.

Ширината на лопатките на изхода на газ от работното колело:

, мм,

където мu2= 0,9¸1,0 - коефициент на запълване на активния поток на изходния участък на работните канали.

Определяне на ъглите на монтаж и броя на лопатките на работното колело

29. Ъгъл на монтаж на перката на входа на потока към работното колело:

, градушка,

където и- ъгъл на атака, оптималните стойности на който са в рамките на -3¸+5 0 .

Ъгъл на перката при изхода на газ от работното колело:

, градушка,

Среден ъгъл на монтаж на острието:

, град.

Брой лопатки на ротора:

Закръглете броя на остриетата до четно цяло число.

По-рано приетият ъгъл на изоставане на потока се определя по формулата:

,

където к= 1,5¸2,0 с извити назад остриета;

к= 3,0 с радиални лопатки;

к= 3.0¸4.0 с извити напред остриета;

б 2l = ;

с =б 2л - б 2 =2

Коригирана стойност на ъгъла стрябва да бъде близо до предварително зададената стойност. В противен случай трябва да зададете нова стойност σ .

Определяне на мощността на вала на вентилатора

34. Обща ефективност на вентилатора: 78,80

,

където зкозина = 0,9¸0,98 - механична ефективност вентилатор;

0,02 - стойност на изтичане на газ;

а q = 0,02 - коефициент на загуба на мощност поради триене на работното колело срещу газ (триене на диска).

Необходима мощност на вала на двигателя:

=25,35 kW.

Профилиране на лопатките на работното колело

Най-често използваните остриета са очертани по дъга на кръг.

Радиус на лопатките на колелата:

, m

Радиусът на центровете се намира по формулата:

c = , m

Конструкцията на профила на острието може да се извърши и в съответствие с фиг. 3.

Ориз. 3. Профилиране на перките на вентилатора

Спирално изчисление и профилиране

За центробежен вентилатор изходът (спирала) има постоянна ширина Бзначително по-голяма от ширината на работното колело.

Ширината на охлюва се избира конструктивно:

AT»2 б 1 = 526 мм.

Очертанията на крана най-често съответстват на логаритмична спирала. Изграждането му се извършва приблизително по правилото за квадрат на конструктора. В този случай страната на квадрата ачетири пъти по-малко от отвора на спиралния корпус А.

39. Размер НОопределя се от съотношението:

, m

където е средната скорост на газа на изхода на охлюва Си се намира от отношението:

С a = (0,6¸0,75) * С 2u=33,88 m/s.

а = НО/4 =79,5 мм

Нека определим радиусите на дъгите на окръжностите, образуващи спиралата. Първоначалният кръг за образуване на спиралата на кохлеята е кръгът на радиуса:

, мм

Радиуси на отваряне на охлюв Р 1 , Р 2 , Р 3 , Р 4 намираме по формулите:

1 = РН +=679,5+79,5/2=719,25 mm;

Р 2 = Р 1 + а=798,75 mm;

R 3 \u003d R 2 + a=878,25 мм; 4= Р 3 + а=957,75 мм.

Конструкцията на охлюва се извършва в съответствие с фиг. 4.

Ориз. 4. Профилиране на спиралата на вентилатора по метода на квадрата за проектиране

В близост до работното колело клонът се превръща в така наречения език, който разделя потоците и намалява преливанията вътре в клона. Частта от изхода, ограничена от езика, се нарича изходна част на корпуса на вентилатора. Дължина на изхода ° Сопределя площта на изхода на вентилатора. Изходната част на вентилатора е продължение на изхода и изпълнява функциите на извит дифузьор и напорна тръба.

Позицията на колелото в спиралния изход се задава въз основа на минималните хидравлични загуби. За да се намалят загубите от триене на диска, колелото се измества към задната стена на изхода. Разстоянието между главния диск на колелото и задната стена на изхода (от страната на задвижването), от една страна, и колелото и езика, от друга, се определя от аеродинамичния дизайн на вентилатора. Така например за схемата Ts4-70 те са съответно 4 и 6,25%.

Профилиране на смукателната тръба

Оптималната форма на смукателната тръба съответства на стесняващите се участъци по протежение на газовия поток. Стесняването на потока увеличава неговата равномерност и допринася за ускорението на входа на лопатките на работното колело, което намалява загубите от въздействието на потока върху ръбовете на лопатките. Най-доброто представяне има гладък конфузер. Свързването на конфузора с колелото трябва да осигури минимално изтичане на газ от изпускане към засмукване. Количеството на изтичане се определя от пролуката между изходната част на конфузора и входа на колелото. От тази гледна точка разликата трябва да бъде минимална, нейната реална стойност трябва да зависи само от големината на възможните радиални удари на ротора. Така че, за аеродинамичната схема Ts4-70, размерът на пролуката е 1% от външния диаметър на колелото.

Най-доброто представяне има гладък конфузер. Въпреки това, в повечето случаи обичайният директен конфузер е достатъчен. Диаметърът на входа на конфузора трябва да бъде 1,3-2,0 пъти по-голям от диаметъра на смукателния отвор на колелото.

. Механично изчисление

задвижване на колелата с лопатки на вентилатора

1. Изчисление за проверка на лопатките на работното колело за здравина

По време на работа на вентилатора лопатките носят три вида натоварвания:

центробежни сили на собствената му маса;

· разлика в налягането на транспортираната среда върху работната и задната страна на острието;

реакция на деформиращите основни и покривни дискове.

На практика натоварванията от втория и третия тип не се вземат предвид, тъй като тези натоварвания са много по-малки от натоварванията от центробежни сили.

При изчислението острието се разглежда като греда, работеща при огъване. Приблизителното напрежение на огъване в острието може да се изчисли по формулата:

стиня = = 779 кг/см 2 ,

където Р 1 и б 1 - радиусът на работното колело при засмукването и съответно дебелината на лопатката, мм.

Пробно изчисление за якостта на главния диск на работното колело

При проектирането на работните колела дебелините на дисковете се задават от проектанта с последваща проверка на напреженията чрез изчисление.

За единични смукателни колела максималното тангенциално напрежение може да се провери по формулата:

с τ = кг/см2

където г l - общата маса на лопатките, килограма;

δ / - дебелина на диска, мм;

н 0 - брой обороти, об/мин.

л = =110 килограма,

където ρ = 7850 кг/м 3 .

Коефициенти к 1 и к 2 се определят от номограмата (фиг. 5).

Ориз. 5. Номограма за определяне на коефициенти к 1 и к 2

Полученото напрежение не трябва да надвишава границата на провлачване за стомана [ сτ] = 2400 кг/см 2 .

6. Избор на задвижване на вентилатора

За задвижване на вентилатори от конзолен тип се използват главно асинхронни електродвигатели от серия 4A и техните аналози от други серии. За да изберете електродвигател, скоростта на вентилатора и неговата мощност се ръководят. В същото време е необходимо да се вземе предвид необходимостта от резерв на мощност, за да се избегне повреда на двигателя по време на стартиране, когато възникват големи пускови токове. Коефициентът на безопасност за вентилатори с общо предназначение =1,05¸1,2 се избира въз основа на мощността на вентилатора. По-големите стойности на коефициента съответстват на по-ниски стойности на мощността.

За вентилаторите за тяга мощността на задвижване се избира, като се вземат предвид коефициентите на безопасност на налягането к d \u003d 1.15 и подаване к n = 1.1. Резерв на мощност на двигателя kN=1,05.

Изборът на електродвигатели се извършва според каталози и справочници. Избираме електродвигателя AIR180M4 със скорост на въртене 1500 об/мин и мощност 30 kW.

7. Литература

1. Соломахова Т.С., Чебишева К.В. Центробежни вентилатори. Аеродинамични схеми и характеристики: Наръчник. М.: Машиностроение, 1980. 176 с.

Вахвахов Г.Г. Енергоспестяване и надеждност на вентилаторните инсталации. М.: Стройиздат, 1989. 176 с.

Аеродинамично изчисление на котелни инсталации (нормативен метод). / Изд. S.I. Мочан. Л.: Енергия, 1977. 256 с.

Чертежни машини: Каталог. Сибенергомаш. 2005 г.

Алиев електротехнически справочник

Любителите на охлювите получават името си от формата на тялото, което наподобява черупката на този мекотел. Днес този тип оборудване се използва както в индустрията, така и в жилищното строителство във вентилационни системи. Днес производителите предлагат няколко модела охлюви за вентилация. Но всички те работят на един и същ принцип - центробежната сила, създадена от въртенето на лопатките на ротора, улавя въздуха през входния отвор с форма на спирала и го изтласква през праволинеен изход, разположен на 90 ° в друга равнина спрямо входа.

Обща информация за центробежните (радиални) вентилатори

Скролните вентилатори имат двойно обозначение (маркировка): VR и VC, тоест радиални и центробежни. Първият предполага, че лопатките на работното тяло на оборудването са разположени радиално спрямо техния ротор. Вторият е обозначаването на физическия принцип на работа на устройството, тоест процесът на всмукване и движение на въздушни маси се осъществява поради центробежна сила.

Именно центробежните вентилатори във вентилационните системи са се показали от положителна страна поради високата ефективност на отстраняване на въздуха.

Принцип на действие

Както вече споменахме, вентилаторите на тази модификация работят на базата на центробежна сила.

1. Остриетата, монтирани на ротора на устройството, се въртят с висока скорост, създавайки турбуленция вътре в корпуса.
2. Входното налягане спада, което кара близкият въздух да бъде засмукан и нахлу.
3. Под действието на лопатките се изхвърля към периферията на пространството, където се създава високо налягане.
4. Под неговото действие въздушният поток се втурва към изходната тръба.

Така работят всички центробежни модели, които се монтират не само във вентилационни системи, но и в системи за отстраняване на дим. За последните трябва да се каже, че тялото им е изработено от алуминиева сплав или стомана, покрито с топлоустойчиви материали, и са оборудвани с взривобезопасен електродвигател.

Характеристики на дизайна

Както вече споменахме, основната характеристика на дизайна е охлювът. Необходимо е да се посочи формата на остриетата. При феновете на тази марка се използват три вида вентилатори:

• прав наклон,
• наклонена назад
• под формата на крило.

Първата позиция са малки вентилатори с висока мощност и производителност. Тоест те могат да създадат условия, при които други модели изискват голям калъф. В същото време те работят с ниско ниво на шум. Втората позиция е икономичен вариант, който консумира 20% по-малко електроенергия от другите позиции. Такива вентилатори лесно пренасят товари.

Що се отнася до изпълнението, което се отнася до електродвигателя, има и три позиции:

• роторът е фиксиран директно към вала на двигателя чрез съединителя и лагерите;
• чрез ремъчно задвижване с помощта на шайби;
• работното колело е монтирано на вала на двигателя.

И още една особеност са точките на свързване на вентилатора с въздуховодите на вентилационната система. Входната тръба има правоъгълна форма на отвор, изходът е кръгъл.

Видове

Видовете центробежни вентилатори за охлюви са три позиции, които се различават една от друга по мощност. Този параметър зависи от скоростта на въртене на електродвигателя и съответно от ротора, както и от броя на лопатките в конструкцията на устройството. Ето три вида:

1. Спирални вентилатори с ниско налягане, чийто параметър не надвишава 100 kg/cm². Най-често те се използват във вентилационни системи на жилищни сгради. Монтирайте охлюви на покриви.
2. Модели със средно налягане - 100-300 kg / cm². Установени са в системи за вентилация на промишлени обекти.
3. Разнообразие от високо налягане - 300-1200 kg / cm². Това са мощни вентилаторни агрегати, които обикновено се включват в системата за изпускане на въздух на бояджийски цехове, в индустрии, където е инсталиран пневматичен транспорт, в складове с горива и смазочни материали и други помещения.

Има и друго разделение на феновете на охлювите – според предназначението им. Това са предимно устройства с общо предназначение. След това има още три позиции: взривоустойчив, топлоустойчив и устойчив на корозия.

Ограничения за употреба

• с лепкави суспензии с концентрация над 10 mg/m³;
• с влакнести материали във въздуха;
• с експлозивни включвания;
• с корозивни частици;
• и складове, където се съхраняват взривни вещества.

Във всички останали случаи охлювите могат да се използват без ограничения. И още една точка, регулираща условията на тяхната работа, е температурният режим, който не трябва да се нарушава: от -45C до +45C.

Популярни модели

По принцип няма моделно разделение на охлюви. Има определени марки, които се произвеждат от всички производители. И те са разделени главно по предназначение. Например вентилатор VRP, където буквата „P“ означава, че това е прахов модел, който се използва във вентилационни и аспирационни системи за отстраняване на въздух с висока концентрация на прах. Тоест това е специфичен модел, който трябва да се използва точно по предназначение. Разбира се, това устройство може лесно да се справи с обикновения въздух, но е по-скъпо от стандартния VR или VC, тъй като неговият дизайн използва дебел метал за производството на тялото и лопатките, оттам и по-високата мощност на електродвигателя.

Същото важи и за феновете на марката VR DU, тоест за димоотвеждане. Изработени са от висококачествени материали с монтаж на взривобезопасен двигател. Оттук и високата им цена. Що се отнася до другите позиции, VR е разделена на видове, които вече бяха споменати, като всяка група има свои собствени модели със свои собствени технически характеристики.

Как да си направя сам

Въпросът, поставен от заглавието на този раздел, може да се класифицира като риторичен. Тоест по принцип можете да направите охлюв със собствените си ръце, ако имате уменията на тенекеджия или заварчик. Тъй като устройството ще трябва да бъде сглобено от ламарина. И в зависимост от мощността и производителността на устройството, металът ще бъде с различна дебелина.

Освен това е трудно да направите остриета сами и да ги прикрепите към ротора с високо качество. Тъй като роторът ще се върти с огромна скорост и ако балансът на конструкцията е нарушен, вентилаторът ще се разпадне през първите 20 секунди на работа. Да, и е необходимо да изберете правилния електродвигател, като вземете предвид мощността и скоростта на въртене, плюс правилно да го свържете към ротора на вентилатора. Така че не се опитвайте да правите нищо със собствените си ръце - това е опасно за собствения ви живот.

Всички устройства, независимо от предназначението, са проектирани да създават въздушен поток (чист или съдържащ примеси от други газове или малки хомогенни частици) с различно налягане. Оборудването е разделено на класове за създаване на ниско, средно и високо налягане.

Уредите се наричат ​​центробежни (а също и радиални) поради начина, по който въздушният поток се създава чрез въртене на работно колело от радиален тип лопатка (барабанна или цилиндрова форма) вътре в спирална камера. Профилът на острието може да бъде прав, извит, "профил на крилото". В зависимост от скоростта на въртене, вида и броя на лопатките, налягането на въздушния поток може да варира от 0,1 до 12 kPa. Въртенето в една посока премахва газовите смеси, в обратната посока изпомпва чист въздух в стаята. Можете да промените въртенето с помощта на превключвател, който променя фазите на тока на места в клемите на електродвигателя.

Корпусът на оборудването с общо предназначение за работа в неагресивни газови смеси (чист или опушен въздух, съдържание на частици по-малко от 0,1 g/m3) е изработено от въглеродна или поцинкована стоманена ламарина с различна дебелина. За по-агресивни газови смеси (присъстват активни газове или изпарения на киселини и основи) се използват устойчиви на корозия (неръждаеми) стомани. Такова оборудване може да работи при температура на околната среда до 200 градуса по Целзий. При производството на взривобезопасна версия за работа в опасни условия (минно оборудване, високо съдържание на експлозивен прах) се използват по-пластични метали (мед) и алуминиеви сплави. Оборудването за експлозивни среди се характеризира с повишена масивност и по време на работа елиминира искри (основната причина за експлозии на прах и газ).

Барабанът (работното колело) с лопатки е изработен от стоманени марки, които не са подложени на корозия и са достатъчно пластични, за да издържат на дълготрайни вибрационни натоварвания. Формата и броят на лопатките са проектирани въз основа на аеродинамични натоварвания при определена скорост на въртене. Голям брой остриета, прави или леко извити, въртящи се с висока скорост, създават по-стабилен въздушен поток и създават по-малко шум. Но налягането на въздушния поток все още е по-ниско от това на барабан, върху който са монтирани остриета с аеродинамичен „профил на крилото“.

"Охлюв" се отнася до оборудване с повишени вибрации, причините за което са именно в ниското ниво на баланс на въртящото се работно колело. Вибрацията причинява две последствия: повишено ниво на шум и разрушаване на основата, върху която е монтиран уредът. Амортисьорните пружини, които се поставят между основата на корпуса и мястото на монтаж, помагат за намаляване на нивото на вибрациите. При монтаж на някои модели вместо пружини се използват гумени възглавници.

Вентилационните агрегати - "охлюв" са оборудвани с електродвигатели, които могат да бъдат оборудвани с взривозащитени корпуси и капаци, подобрено оцветяване за работа в агресивни газови среди. По принцип това са асинхронни двигатели с определена скорост. Електродвигателите са проектирани да работят от еднофазна мрежа (220 V) или трифазна (380 V). (Мощността на еднофазните електродвигатели не надвишава 5 - 6 kW). В изключителни случаи може да се монтира мотор с управление на скоростта с тиристорно управление.

Има три начина за свързване на електрическия мотор към вала на барабана:

1. Директна връзка.Валовете са свързани с шпонкова втулка. „Конструктивна схема No1”.
2. през скоростната кутия.Скоростната кутия може да има няколко предавки. „Конструктивна схема No3”.
3. Трансмисия ремъчна шайба.Скоростта на въртене може да се промени, ако смените шайбите. „Конструктивна схема No5”.

Най-сигурната връзка за електродвигател в случай на внезапно блокиране е ремъчна шайба (ако валът на работното колело спре внезапно и рязко, ремъците ще бъдат повредени).

Корпусът е изпълнен в 8 позиции на изхода спрямо вертикалата, от 0 до 315 до 45 градуса. Това улеснява прикрепването на уреда към канала. За да се изключи предаването на вибрации, фланците на въздуховода и тялото на модула са свързани чрез втулка, изработена от дебела гумирана мушама или синтетична тъкан.

Оборудването е боядисано с трайни прахови бои с повишена устойчивост на удар.

Популярни VR и VC модели

1. Вентилатор BP 80 75 ниско налягане

Предназначен за вентилационни системи на промишлени и обществени сгради. Условия на работа: умерен и субтропичен климат, в неагресивни условия. Температурният диапазон, подходящ за работа на оборудване с общо предназначение (OH), е от -40 до +40. Топлоустойчивите модели издържат на увеличение до +200. Материал: въглеродна стомана. Средно ниво на влажност: 30-40%. Аспираторите за дим могат да работят 1,5 часа при температура от +600.

Работното колело носи 12 извити остриета от неръждаема стомана.

Устойчивите на корозия модели са изработени от неръждаема стомана.

Взривозащитен - от въглеродна стомана и месинг (за нормална влажност), от неръждаема стомана и месинг (за висока влажност). Материал за най-защитените модели: алуминиеви сплави.

Оборудването се произвежда по проектни схеми No1 и No5. Мощността на двигателите, доставени в комплекта, е от 0,2 до 75 kW. Двигатели до 7,5 със скорост до 750 до 3000 об / мин, по-мощни - от 356 до 1000.

Срок на експлоатация - повече от 6 години.

Номерът на модела отразява диаметъра на работното колело: от № 2,5 - 0,25 m. до № 20 - 2 м. (съгласно GOST 10616-90).

Параметри на някои работещи модели:

1. VR 80-75 No 2.5: двигатели (Dv) от 0,12 до 0,75 kW; 1500 и 3000 оборота в минута; налягане (P) - от 0,1 до 0,8 kPa; производителност (Pr) - от 450 до 1700 m3/h. Виброизолатори (Vi) - гумени. (4 бр.) К.с. номер 1

2. BP 80-75 No 4: Dv от 0,18 до 7,5 kW; 1500 и 3000 оборота в минута; P - от 0,1 до 2,8 kPa; Pr - от 1400 до 8800 m3 / h. Vee - гума. (4 бр.) К.с. номер 1

3. BP 80-75 № 6.3: Dv от 1,1 до 11 kW; 1000 и 1500 оборота в минута; P - от 0,35 до 1,7 kPa; Pr - от 450 до 1700 m3 / h. Vee - гума. (4 бр.) К.с. номер 1

4. BP 80-75 No 10: Dv от 5,5 до 22 kW; 750 и 1000 оборота в минута; P - от 0,38 до 1,8 kPa; Pr - от 14600 до 46800 m3-h. Vee - гума. (5 бр.) К.с. номер 1

5. BP 80-75 No 12.5: Dv от 11 до 33 kW; 536 и 685 оборота в минута; P - от 0,25 до 1,4 kA; Pr - от 22000 до 63000 m3 / h. Wee - гума (6 бр.). К.с. № 5

6. Вентилатор VTS 14 46 средно налягане.

Експлоатационните характеристики и материалите за производство са идентични с BP с изключение на броя на остриетата (32 бр.).

Числа - от 2 до 8. Структурни схеми No1 и No5.

Срок на експлоатация - повече от 6 години. Гарантираният брой работни часове е 8000.

Параметри и производителност:

1. VTS 14 46 No 2: Dv от 0,18 до 2,2 kW; 1330 и 2850 оборота в минута; P - от 0,26 до 1,2 kPa; Pr - от 300 до 2500 m3 / h. Vee - гума. (4 бр.) К.с. номер 1

2. VTS 14 46 № 3.15: Dv от 0,55 до 2,2 kW; 1330 и 2850 оборота в минута; P - от 0,37 до 0,8 kPa; Pr - от 1500 до 5100 m3 / h. Vee - гума. (4 бр.) К.с. номер 1

3. VTS 14 46 No 4: Dv от 1,5 до 7,5 kW; 930 и 1430 оборота в минута; P - от 0,55 до 1,32 kPa; Pr - от 3500 до 8400 m3 / h. Vee - гума. (4 бр.) К.с. номер 1

4. VTS 14-46 № 6.3: Dv от 5,5 до 22 kW; 730 и 975 оборота в минута; P - от 0,89 до 1,58 kPa; Pr - от 9200 до 28000 m3 / h. Vee - гума. (5 бр.) К.с. № 1.5.

5. VTS 14-46 No 8: Dv от 5,5 до 22 kW; 730 и 975 оборота в минута; P - от 1,43 до 2,85 kPa; Pr - от 19000 до 37000 m3 / h. Vee - гума. (5 бр.) К.с. № 1.5.

Вентилатор за прах "охлюв"

Вентилаторите за прах са предназначени за тежки условия на работа, целта им е да отстраняват въздуха от работното място с доста големи частици (камъчета, прах, малки метални стърготини, дървени стърготини, дървени стърготини). Работното колело носи 5 или 6 лопатки, изработени от дебела въглеродна стомана. Агрегатите са предназначени да работят в екстракти от металорежещи машини. Моделите VCP 7-40 са популярни. Изпълнено по К.с. № 5

Те създават налягане от 970 до 4000 Pa, могат да бъдат класифицирани като "средно и високо налягане". Номера на работното колело - 5, 6,3 и 8. Мощност на двигателя - от 5,5 до 45 kW.

Друго

Има устройства от специален клас - за продухване в котли на твърдо гориво. Произведено в Полша. Специализирано оборудване за отоплителни системи (частно).

Корпусът — „охлюв“ е излят от алуминиева сплав. Специален амортисьор със система от тежести предотвратява навлизането на въздух в горивната камера при изключен двигател. Може да се монтира във всяка позиция. Малък мотор с температурен сензор, 0,8 kW. В продажба модели WPA-117k, WPA-120k, които се различават по размера на основата.