Материал: 2302

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

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

 

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

 

 

Рис. 24. Определение рабочей точки сети и вентилятора

 

5. Для заданного режима ( рC 830

Па; V 2,58 м3) 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