2. Вычисляем фактическую скорость в воздуховодах:
c |
4Q |
|
4 2,58 |
13,2 м/c; |
c |
|
|
4Q |
|
4 2,58 |
16,2 м/c. |
||
|
|
2 |
|
|
|||||||||
1 |
πd |
2 |
|
π 0,52 |
|
|
πd |
2 |
|
π 0,452 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3. Определяем уравнение характеристики сети: |
|
С1 1 |
|
PC |
(k1 k2 )Q2 , |
где k1 , k2 – коэфф ц енты участков.
Рассч тываем потерю давления на участках: |
|||||||||||
при |
|
|
|
||||||||
P |
λ |
l |
ρ |
c 2 |
0,04 |
20 |
1,2 |
13,22 |
167 Па |
потеря давления на вса- |
|
1 |
|
d1 |
|
2 |
|
0,5 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|||||||||||||||||||
сывающем участке |
|
открытом клапане; |
||||||||||||||||||||||||
|
ρ |
c 2 |
1,2 |
13,22 |
|
104,5 Па |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
P |
1 |
|
|
|
|
|
|
динамическое давление на всасы- |
||||||||||||||||||
Д1 |
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вающем воздуховоде; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
c2 |
2 |
|
|
|
|
|
А |
||||||||||||||||
PД 2 |
ρ |
|
|
|
|
1,2 16,22 157 Па |
|
|
динамическое давление в нагнета- |
|||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
тельном воздуховоде; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
P2 |
λ |
l2 |
|
|
PД 2 0,04 |
|
32 |
157 446 Па |
сопротивление трения в |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,45 |
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
нагнетательном воздуховоде; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
сопротивление диффузора на выходе вентилятора: |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρc |
2 |
|
|
|
|
|
|
1,2 202 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PДИФ |
|
ξ ДИФ |
|
|
В |
|
|
|
0,25 |
|
60 Па , |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
c2 d2 |
2 |
|
|
|
|
c2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
cВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 м/c |
скорость на выходе вентилятора. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
( 0,9d2 |
|
)2 |
0,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
167 446И60 157 830 Па |
||||||||||
Полное сопротивление сети |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
P P P P |
|
P |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
С |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
ДИФ |
|
|
|
|
Д 2 |
|
|
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
PC |
|
|
830 |
|
124,7. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,582 |
|
|
|
||||
Уравнение характеристики сети
PC 124,7Q2 .
76
По полученному уравнению для различных производительностей находим значения сопротивления сети (табл. 3.4).
Таблица 3.4
Зависимость сопротивления сети от расхода
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Q, м3/с |
|
0 |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
1,5 |
2,0 |
|
2,58 |
3,0 |
|||
|
P = 124,7 Q2, Па |
|
0 |
|
|
31 |
|
|
125 |
|
280 |
499 |
|
830 |
1122 |
||
|
4. На основан |
данных табл. 3.4 строим график характеристики |
|||||||||||||||
|
сети (р с. 3.6). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
режима |
P |
|
830 Па; |
Q 2,58 м3/с |
|
|
||||||||||
|
5. Для заданного |
( |
C |
|
|
|
|
|
|
|
) рассчиты- |
||||||
|
ваем д аметр вент лятора Ц4-76 на оптимальном режиме ОПТ = 0,82, |
||||||||||||||||
|
ОПТ = 0,22 (табл. 3.5): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
б |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
0,81ρψОПТ |
0,25 |
|
0,81 1,2 0,82 0,25 |
|
|
|
|
|||||||||
|
DB |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
0,603 м. |
|
||||
|
|
k ОПТ |
|
|
|
124,7 0,22 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Ближайш й д аметр з нормального ряда (см. табл. 2.1) равен 0,63 м. 6. Определяем частоту вращения n:
n |
24,3Q |
|
24,3 2,58 |
1300 1/ мин; |
|
D3 |
0,22 0,6033 |
||||
|
|
|
угловая скорость |
ω |
πn |
|
π 1300 |
136 |
1 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
А |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
30 |
|
|
|
30 |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
окружная скорость u |
πDn |
|
π 0,603 1300 41 |
|
м |
. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
60 |
|
|
|
60 |
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|||||
7. Используя формулы предыдущей работы |
ψ |
|
2P |
, |
Q |
и |
|||||||||||||
|
2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Дρu u D / 4 |
|
|||||||||||
табл. 3.5, рассчитываем характеристику вентилятора (табл. 3.6) и |
|||||||||||||||||||
строим ее на рис. 3.6 (можно использовать характеристики вентиля- |
|||||||||||||||||||
тора № 6,3 Ц4-76 из любого справочника). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Пересечение |
характеристик сети и |
вентилятора D = 0,63 м при |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||
n = 1300 1/м дает рабочую точку А с параметрами QА = 2,63 м /с, |
|||||||||||||||||||
PА = 860 Па (см. рис. 3.6). Эти данные (с запасом) отличаются от заданных на величину менее 2%, поэтому можно не пересчитывать частоту вращения вентилятора. При необходимости ведется пересчет.
77
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.5 |
|
Расчетные точки безразмерной характеристики вентилятора |
|||||||||||
Номер расчетной 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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.6 |
|
Расчетные |
ндивидуальной характеристики вентилятора |
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,14 |
|
|
0,175 |
|
0,22 |
|
0,27 |
0,29 |
|
|
|
0,93 |
|
|
0,91 |
|
0,82 |
|
0,67 |
0,60 |
|
Q = 12,75, м3/с |
|
1,78 |
|
|
2,23 |
|
2,8 |
|
3,4 |
3,7 |
|
P = 1007, Па |
|
936 |
|
|
916 |
|
825 |
|
675 |
604 |
|
точки |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Характеристика сети (за- |
|
Характеристика |
|
|||||||
|
слонка частично закрыта) |
|
|
|
сети |
|
|||||
P, бПа |
|
|
|
|
|||||||
1000 |
|
В |
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вентилятора |
|
||
PВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n = 1300 об/мин |
|
|
PА |
А |
|
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
600 |
|
|
|
|
ДQ |
||||||
400 |
|
|
|
|
|||||||
200 |
|
|
Q |
|
|||||||
|
|
|
В |
||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 Q, м3/с |
|
|
|||
Рис. 3.6. Определение рабочей точки сети и вентилятора |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
8. Строим эпюры давлений по длине воздуховодов. |
|
||||||||||
Для построения эпюр необходимо знать давления в характерных |
|||||||||||
сечениях. В нашем случае, когда дроссель-клапан полностью открыт, |
|||||||||||
имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P1 = 167 Па – потеря давления на всасывающем воздуховоде; |
|||||||||||
P2 = 446 Па – потеря давления на нагнетательном воздуховоде; |
|||||||||||
78
PДИФ = 60 Па – потеря давления в диффузоре;
PД1 = 104 Па и PД2 = 157 Па – динамические давления;
PДВ |
c |
В |
2 |
240 Па динамическое давление за вентилятором. |
|
|
|||
2 |
|
|||
|
|
|
||
На рис. 3.7 показаны эпюры давлений для двух случаев: |
||||
С |
||||
а) дроссель-клапан открыт (QА = Qmax ) ; |
||||
б) дроссель-клапан частично закрыт (QН = 0,5QА ), расход в сети |
||||
равен 50% от макс мального. |
||||
Для построен я эпюр проводим линию 0 0, обозначающую атмо- виисферное давлен е. Вверх откладываем избыточное давление (+), вниз
– давлен я разряжен я ( ). Масштаб давлений выбираем в соответст-
с макс мальным, например mp |
|
830 Па |
10 Па/мм. |
|
|||
б |
|
||
|
|
83 мм |
|
Используются заданные граничные условия: давление на входе в
сеть на выходе з сети принято равным атмосферному. Это означает: на входе полное давление равно нулю, а на выходе статическое давлен е равно нулю. Поэтому во всасывающей трубе возникает разрежение, а в нагнетательной тру е – избыточное давление. На выходе
из сети динамическое давление PД2 теряется. В сечении вентилятора
происходит скачок давления, равный полному давлению вентилятора |
||
PА = 830 Па. |
Давление |
|
|
||
При частично закрытом дросселе-клапане рабочую точку В по- |
||
лучаем на характеристикеАвентилятора при расходе QH = 0,5 QA = |
||
= 0,5 2,63 = 1,31 м3/с (см. рис. 3.6). |
PН = 930 Па получаем |
|
из графика (см. рис. 3.6).
При дросселировании вентилятора расчет эпюры можно упростить, так как QH = 0,5 QА , то скорость в сетиИуменьшается в 2 раза, а давление в 4 раза. Поэтому все давления в сечениях уменьшаем в 4 раза.
Потерю давления в дросселе-клапане определяем таким образом. Вначале строим эпюру на всасывающем участке, затем – на нагнетательном, начиная с конца сети (на выходе воздуха). Давление вентилятора PН = 930 Па определяет перепад давлений на дросселе-клапане
PЗАС :
PЗАС = PН – 0,25 ( P1 + P2 + PДИФ + PД2 ) = 930 – 0,25 (167 + + 446 + + 60 + 157) = 930 – 207,5 = 722,5 Па.
79
СPА |
|
PДИФ |
|
|||
|
P2 |
|
||||
|
+ |
|
||||
и |
|
|
||||
|
PД2 |
|
||||
|
|
|
||||
0 |
PД1 |
|
|
|
|
0 |
|
P1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
||
0 |
|
|
А |
0 |
||
|
|
PЗАС |
PН |
Д |
||
|
|
|
||||
|
Рис. 3.7. Эпюры давлений по длине вентиляционной сети |
|
||||
|
|
|
|
|
И |
|
На рис. П.5 приведены варианты заданий по расчету вентиляцион- |
||||||
ной сети. |
|
|
|
|
|
|
80