Материал: 2302
Рис. 9. Радиальный вентилятор двухстороннего всасывания: а – общий вид; б – вид сбоку и разрез; 1 – вход воздуха; 2 – рабочее колесо; 3 – кожух; 4 – подшипник; 5 – шкив вентилятора
В настоящее время разработано несколько типов диаметральных вентиляторов (рис. 10).
Они являются особой модификацией центробежных вентиляторов и представляют собой многолопастное колесо барабанного типа с лопастями, загнутыми вперед, расположенное в коленообразном кожухе. Движение потока воздуха происходит приблизительно в диаметральном направлении, что определило название вентиляторов –
диаметральные. Произ-
водительность их при тех же габаритных размерах превышает производительность обычных радиальных вентиляторов вследствие более широкого рабочего колеса. КПД диаметральных вентиляторов не превышает 65 % , что обусловлено неизбежной внутренней циркуляцией потоков.
Перспективными являются вентиляторы, изготовленные из бумажной массы (картона). Такие вентиляторы бесшумны в работе и могут быть использованы для перемещения агрессивных и взрыво-
15
опасных смесей. Они получили название дисковых; применяются пока лишь в местных кондиционерах.
На рис. 11 представлены треугольники скоростей при входе и выходе из рабочего колеса радиального вентилятора. В соответствии с рисунком: с – абсолютная скорость (скорость потока в неподвижной системе координат); w – относительная скорость (скорость потока в системе координат, вращающейся с ротором), направление скорости w совпадает в теоретическом случае с касательной к средней линии лопаток РК; u – окружная скорость; угол между вектором скорости w и обратным направлением вектора скорости u; a – угол между векторами скоростей с и u; сu окружная составляющая скорости с; сr
– радиальная (расходная) составляющая скорости с, скорость сr – определяет расход рабочего вещества через вентилятор.
Теоретическое давление, Па, развиваемое вентилятором, определяется по уравнению
Рис. 11. Треугольники скоростей при входе и выходе из рабочего колеса радиального вентилятора
рТ = (с2u u2 – c1u u1).
Уравнение доказывает, что развиваемое вентилятором давление зависит от окружных скоростей и проекций абсолютных скоростей потока на направление вращения. Развиваемое давление не зависит явно от формы канала рабочего колеса. Но его форма может сильно влиять на величину проекций скоростей и на КПД вентилятора.
1.2. Осевые вентиляторы
Осевой вентилятор представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе (обечайке, обруче) лопастное колесо. Во многих конструкциях осевые колеса вентиляторов насаживаются непосредственно на валы электродвигателей, расположенные внутри кожуха в потоке воздуха.
16
На рис. 12 представлен обычный осевой вентилятор, состоящий из двух основных частей: осевого лопастного колеса и цилиндрического кожуха.
Рис. 12. Осевой вентилятор простого типа: а – общий вид; б – схема устройства; 1 – осевое лопастное колесо; 2 – цилиндрический кожух; 3 электродвигатель; 4 – обтекатель на выходе воздуха; 5 – диффузор; 6 обтекатель на входе воздуха; 7 – входной коллектор
При вращении колеса воздух поступает во входное отверстие, проходит между лопастями вдоль оси и выходит через выходное отверстие. Входной коллектор и обтекатели служат для уменьшения гидравлических потерь.
Цилиндрический кожух должен иметь диаметр, обеспечивающий вращение колеса с минимальным зазором, т.е. минимальным расстоянием между концами лопастей и внутренней поверхностью кожуха. Этот зазор не должен превышать 1,5 % длины одной лопасти, т.е.0,015 D d /2. Входной коллектор служит для выравнивания поля скоростей во входном сечении вентилятора, диффузор – для преобразования динамического давления в статическое.
В крупных осевых вентиляторах на входе и выходе, помимо цилиндрических диффузоров, устанавливаются спрямляющие поток аппараты, служащие для экономичного регулирования работы вентилятора.
Колесо осевого вентилятора состоит из втулки, на которой закреплены наглухо или встроены поворотные лопасти. На рис. 13 представлены различные формы колес. Количество лопастей на колесе – от 2 до 12. Наиболее совершенны лопасти специального несимметричного профиля, напоминающие профиль крыла самолета
17
(рис. 13, в). Лопасти осевых колес, рассчитанные на основании вихревой теории Н.Е. Жуковского, по мере приближения к втулке расширяются и закручиваются. Относительно большой размер втулки (от 40 до 70 % диаметра колеса) создает препятствие для перетекания воздуха через среднюю часть вентилятора, возможного вследствие разности давлений со стороны нагнетания и всасывания.
Колеса осевых вентиляторов делают сварными, из листовой стали, или литыми, они бывают также штампованными. Лопасти, приклепанные или приваренные к втулкам, могут быть установлены под разным углом к плоскости вращения. При больших размерах колес лопасти могут быть пустотелыми. В последнее время колеса осевых вентиляторов делают из пластмассы.
В осевых вентиляторах некоторых типов колеса могут выполняться с поворотными лопастями. Это упрощает регулирование, которое достигается изменением угла установки лопастей.
Чтобы изменить направление потока воздуха, необходимо изменить направление вращения колеса (при реверсивных колесах) или перевернуть колесо на валу (при нереверсивных колесах).
При правильном направлении движения колеса лопасти должны вращаться тупой кромкой (или выпуклой стороной) вперед.
В помещениях с большим содержанием влаги (прачечных, кухнях) электродвигатель вентилятора необходимо устанавливать вне потока перемещаемого воздуха. Схема такой установки показана на рис. 14.
Осевые вентиляторы с лопастями симметричного профиля называются реверсивными, а с лопастями несимметричного профиля – нереверсивными. Нереверсивные вентиляторы выпускаются правого и
18
левого вращения, с направлением вращения колеса по часовой стрелке или против нее (если смотреть на вентилятор со стороны привода).
Рис. 14. Установка осевого вентилятора на удлиненном валу (электродвигатель установлен вне потока воздуха); 1 – вентилятор; 2 – электродвигатель
В настоящее время широко распространены осевые вентиляторы серии МЦ (малонапорные с цилиндрическими лопастями), которые применяются в вентиляционных установках гражданских и промышленных зданий. На рис. 15 приведены конструктивные схемы более совершенных осевых вентиляторов серии Ц3-04, максимальный КПД которых доходит до 80 %.
Осевые вентиляторы (рис. 16) выполняются одноили двухступенчатыми и отличаются разнообразием схем, представляющих собой различные сочетания рабочего колеса РК, направляющего НА и спрямляющего СА аппаратов. Входной направляющий аппарат ВНА первой ступени выполняют поворотным (рис. 16, б) для возможности регулирования подачи.
19