Значения подачи воздуха (м3/ч) и полного давления (Па) определяем по формулам
|
|
V |
3600 u |
πD2 |
|
||||
|
|
|
|
, |
(1) |
||||
|
|
|
4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
p |
u2 |
, |
|
(2) |
||
|
πDn |
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
где u |
– окружная скорость внешнего кольца лопатки |
венти- |
|||||||
|
|||||||||
60 |
= 1,2 кг/м3 – плотность воздуха при стандартных усло- |
||||||||
лятора, м/с; |
|||||||||
виях. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 1
Расчетные точки безразмерной характеристики вентилятора
Расчетные точки |
|
|
|
1 |
0,75 |
0,14 |
0,93 |
2 |
0,80 |
0,175 |
0,91 |
3 |
0,84 |
0,22 |
0,82 |
4 |
0,80 |
0,27 |
0,67 |
5 |
0,75 |
0,29 |
0,60 |
Результаты расчета вписываем в табл. 2. Далее, пользуясь формулами (1) и (2), пересчитываем подачи и давления на другие частоты вращения с заданным шагом и заполняем табл. 3.
Таблица 2
Значения подачи воздуха и полного давления
|
|
|
Подача V, м3/ч 10-3 |
|
|
Давление р, кПа |
|
||||
n, |
u, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные точки |
|
|
|
|||||
1/мин |
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
39 |
3,85 |
4,82 |
6,06 |
7,44 |
8,00 |
0,87 |
0,85 |
0,76 |
0,61 |
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
52 |
5,15 |
6,42 |
8,03 |
9,91 |
1,06 |
1,55 |
1,52 |
1,35 |
1,08 |
1,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30
Таблица 3
Значения подачи воздуха и полного давления при различных частотах вращения
|
|
Подача V, м3/ч 10-3 |
|
|
|
Давление р, кПа |
|
||||
n, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные точки |
|
|
|
|
|||
1/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученным результатам строятся индивидуальные аэродинамические характеристики в линейном (рис. 22) или логарифмическом масштабе.
Пример. Дана вентиляционная сеть с расходом V = 9300 м3/ч = = 2,58 м3/с (с открытой дроссельной заслонкой) (рис. 23). Определить диаметры воздуховодов, номер вентилятора Ц4-76, частоту вращения рабочего колеса при оптимальном режиме работы вентилятора. Построить эпюры давлений по длине воздуховодов при полностью открытой и частично закрытой заслонке, считая давление на входе в сеть и на выходе из сети равным барометрическому давлению. Длина l1 = 20 м, l2 = 32 м, коэффициент гидравлического сопротивления прямолинейного участка = 0,04, коэффициент гидравлического сопротивления диффузора ДИФ = 0,25.
Решение. 1. Для расчета диаметров воздуховодов зададимся скоростью воздуха для всасывающего участка 1 = 12 15 м/с; для нагнетательного 2 = 15 20 м/с.
Пусть 1 = 14 м/с; 2 = 18 м/с, тогда
d1 |
4V |
|
4 2,58 |
0,48 м; |
d2 |
4V |
|
4 2,58 |
0,427 м. |
|
π 14 |
|
π 18 |
||||||
|
πυ1 |
|
|
πυ2 |
|
||||
31
р, Па |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
n2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
n3 |
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n5 |
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
n6 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
4000 |
8000 |
1200 V, м3/ч |
Рис. 22. Индивидуальные аэродинамические характеристики вентилятора
0,9d2
d1
d2
l1 l2
Рис. 23. Вентиляционная сеть
Принимаем d1 = 500 мм, d2 = 450 мм.
Принимаем значения диаметров из нормального ряда диаметров воздуховодов: d = 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 1000, …, мм.
2. Вычисляем фактическую скорость в воздуховодах:
32
υ |
4V |
|
4 2,58 |
13,2 м/c; |
υ |
|
|
4V |
|
4 2,58 |
16,2 м/c. |
πd12 |
|
|
πd22 |
|
|||||||
1 |
|
π 0,52 |
|
|
2 |
|
|
π 0,452 |
|
3. Определяем уравнение характеристики сети:
рC (k1 k2 )V 2 ,
где k1 , k2 – коэффициенты участков. Рассчитываем потерю давления на участках:
р1 |
λ |
|
l |
|
|
ρ |
υ 2 |
|
0,04 |
20 |
|
1,2 |
13,22 |
|
167 Па потеря давления на вса- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
d1 |
2 |
|
|
|
0,5 |
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сывающем участке при открытой заслонке; |
|||||||||
рД1 |
ρ |
υ |
2 |
|
1,2 |
|
13,22 |
|
|
104,5 Па |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
динамическое давление на всасы- |
||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вающем участке; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
рД 2 |
ρ |
|
|
υ |
2 |
2 |
|
1,2 |
16,22 |
|
157 Па |
динамическое давление в нагнета- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельном участке; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|||||||||||||||
р2 |
λ |
|
|
|
рД2 |
|
0,04 |
|
157 446 Па сопротивление трения в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
d2 |
|
|
0,45 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагнетательной трубе; |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
сопротивление диффузора на выходе вентилятора: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рДИФ ξ |
ДИФ |
|
ρυ |
В |
2 |
|
|
0,25 |
1,2 20 |
2 |
60 Па , |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
υВ |
|
|
|
|
|
υ |
d |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
|
|
20 м/c скорость на выходе вентилятора. |
|||||||||||||||||||
где |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
(0,9d2 |
2 |
) |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Полное сопротивление сети |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
рС |
р1 |
|
|
|
|
|
|
р2 |
|
|
рДИФ |
рД2 |
167 446 60 157 830 Па . |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
ΔpC |
|
|
830 |
124,7. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V 2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,582 |
|
|||||||
Уравнение характеристики сети
рC 124,7V 2.
33
4. Построение графика характеристики сети (табл. 4).
Зависимость сопротивления сети от расхода |
Таблица 4 |
||||||||
|
|
||||||||
V, м3/с |
|
0 |
0,5 |
|
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,58 |
3,0 |
рС = 124,7 V2, Па |
|
0 |
31 |
|
125 |
280 |
499 |
830 |
1122 |
На рис. 24 показан график сети. |
|
|
|
|
|
||||
Характеристика сети (заслонка |
Характеристика |
|
|||||||
|
частично закрыта) |
|
|
сети |
|
|
|||
р, Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
В |
|
|
А |
|
Характеристика |
|
|
рВ |
|
|
|
|
|
вентилятора |
|
||
800 |
рА |
|
|
|
|
|
n = 1300 об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
VВ |
|
|
VА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 V, м3/с |
|
|
|
Рис. 24. Определение рабочей точки сети и вентилятора |
|
||||||||
5. Для заданного режима ( рC 830 |
Па; V 2,58 м3/с ) рассчиты- |
ваем диаметр вентилятора Ц4-76 на оптимальном режиме ОПТ = 0,82,ОПТ = 0,22 (см. табл. 5)
|
|
|
0,81ρψ |
ОПТ |
0,25 |
0,81 1,2 0,82 |
|
0,25 |
||
D |
B |
|
|
|
|
|
|
|
0,603 м. |
|
|
2 |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
124,7 0,22 |
|
|
|||
|
|
|
k ОПТ |
|
|
|
||||
Ближайший диаметр из нормального ряда № 6,3 D = 0,63 м. 6. Определяем частоту вращения n
n |
24,3V |
|
24,3 2,58 |
1300 1/мин; |
|
D3 |
0,22 0,6033 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
34 |
|