Тема 3.4 Характеристики. Регулирование центробежных вентиляторов

Характеристиками вентиляторов называют графики зависимостей напоров, мощности на валу и КПД от объёмной подачи.

Характеристики получаются непосредственным испытанием вентиляторов при постоянной частоте вращения и строятся для воздуха при = 1,2 кг/м .

При расчёте характеристик, построенных для нормальных условий и

= 50%, следует иметь в виду, что подача, напор и КПД остаются неизменными, а давление и мощность на валу изменяются пропорционально плотности газа, подаваемого вентилятором, т.е.

и .

Характеристики при переменной частоте вращения строятся по условиям подобия способом, указанным выше (раздел № 2).

На рис.3.4 и 3.5 даны типичные формы характеристик соответственно при п=const и п=var.

Рисунок 3.4 Размерная Рисунок 3.5 Размерная характеристика

характеристика вентилятора вентилятора при п=var

при п=const

В вентиляторостроении широко применяются безразмерные характеристики, общие для целой серии геометрически подобных машин. На рис.3.6 показана безразмерная характеристика вентиляторов Ц4 – 76, построенная по результатам испытаний модели с = 500 мм при п= 1200 об/мин.

Рисунок 3.6 Безразмерная характеристика вентилятора Ц4 – 76

Безразмерные характеристики очень удобны для расчёта рабочих параметров вентилятора из данной серии, имеющего диаметр рабочего колеса и работающего при п об/мин.

Расчёт ведёт по формула (раздел № 2)

; ; ;

; ; ; .

Формы характеристик вентиляторов определяются аэродинамикой их проточной части: в основном отношением , выходным углом лопасти и формой её профиля. На рис.3.7 показаны три типа характеристик давлений вентиляторов. Из них интересна характеристика седлообразной формы 1, свойственной вентиляторам с большим углом и малой радиальной протяжённость лопастей (малое ).

ГОСТ и ведомственные указания запрещают эксплуатацию вентиляторов при . Это требование исключает из эксплуатации начальный участок седлообразной характеристики при малых подачах.

Работа вентиляторов с седлообразной формой характеристики на сеть со значительным статическим напором в ряде случаев является неустойчивой. Это обстоятельство указывает на нежелательное применение вентиляторов с седлообразной формой характеристики.

Рисунок 3.7 Характеристики вентиляторов: 1 – вентилятор СТД № 8; 2 – вентилятор Ц6 – 46; 3 – вентилятор ВРН № 4.

Регулирование подачи вентиляторов можно производить следующими способами:

1) изменением частоты вращения вала вентилятора;

2) дросселированием на входе и выходе вентилятора;

3) направляющими аппаратами различной конструкции на входе.

Первый способ требует применение электродвигателей с переменной частотой вращения (коллекторных или двухскоростных). Возможно применение двигателей с постоянной частотой вращения при включении между валами двигателя и вентилятора вариатора частоты вращения (обычно гидромуфты).

В обоих этих вариантах вентиляторная установка усложняется и удорожает, и поэтому такой способ регулирования применяется только для крупных вентиляторов в особо ответственных установках.

В некоторых случаях для привода вентиляторов применяют электродвигатели с фазовым ротором, в которых с помощью специальных контактных колец и реостата можно регулировать сопротивление в цепи ротора и таким образом изменять частоту вращения вала.

В настоящее время для регулирования подачи вентиляторов изменением частоты вращения приименяют приводные двигатели с тиристорными преобразователями частоты.

Этот метод регулирования подачи вентиляторов очень экономичен.

Второй способ применяется очень широко ввиду его конструктивной простоты. Вентиляторы малых и средних размеров, приводимые асинхронными короткозамкнутыми двигателями, регулируются этим способом.

Третий способ распространён для вентиляторов с большой подачей в шахтных установках, и особенно в стационарной теплоэнергетике (дутьевые вентиляторы, дымососы).

По затратам энергии на привод в режиме регулирования при одинаковых подачах указанные режимы не равноценны. Для любых типов вентиляторов худшим способом регулирования является дросселирование, дающее наибольшую затрату энергии. Сопоставление эффективности различных способов регулирования показано на рис. 3.8. Из графиков ясно, что при неглубоком регулировании подачи направляющие аппараты на входе и гидромуфта при почти эффективны; при глубоком регулировании установки с и установки с гидромуфтой равноэффективны.

Рисунок 3.8 Изменение потребляемой мощности при различных способах регулирования: а – вентилятор ЦН – 53 с лопастями, отогнутыми назад; б – вентилятор ЦВ – 55 с лопастями, отогнутыми вперёд; 1 – дроссель; 2 – упрощённый направляющий аппарат; 3 – упрощённый осевой направляющий аппарат; 4 – осевой направляющий аппарат; 5 – гидромуфта; 6 – реостат в цепи ротора электродвигателя

Дата добавления: 2014-12-08