Вентиляторами называются воздуходувные машины, создающие полное давление до 15 кПа. Наиболее распространены радиальные (центробежные) и осевые вентиляторы. В центробежных вентиляторах воздух входит в машину в осевом направлении, а выходит в радиальном. В осевых вентиляторах воздух движется вдоль оси вращения рабочего колеса.
По создаваемому давлению вентиляторы делятся на три группы:
- вентиляторы низкого давления до 1 кПа;
- вентиляторы среднего давления до 3 кПа;
- вентиляторы высокого давления до 15 кПа.
Радиальные вентиляторы обычно применяются для подачи воздуха при более высоких давлениях, в то время как осевые служат для перемещения больших масс воздуха при низких давлениях.
Обозначение вентиляторов включает набор букв и цифр. Например, радиальный вентилятор Ц 4-70 № 5, обозначает: Ц - центробежный; 4 -коэффициент давления, умноженный на 10; 70 - коэффициент быстроходности; №5 - диаметр рабочего колеса в дм.
Основными техническими характеристиками вентилятора являются производительность по воздуху Q (подача), измеряемая 
или 
, развиваемое давление р, к.п.д. 
, потребляемая мощность N при заданном числе оборотов n. Производительность вентиляторов зависит от их габаритов, конструктивного исполнения и числа оборотов. С увеличением габаритов и числа оборотов производительность вентиляторов возрастает.
Вентиляционная установка обычно состоит из вентилятора с присоединёнными к нему всасывающей и нагнетательной трубами. Поэтому давление, создаваемое вентилятором, затрачивается на преодоление сопротивления всасывающей и нагнетательной труб и создания динамического давления на выходе нагнетательного трубопровода
|
|
, (1)
где 
потери давления на трение и в местных сопротивлениях всасывания и нагнетания;
разность давлений перед выходом и перед входом в вентиляционную сеть, или гидростатическая составляющая;
динамическое давление на выходе из нагнетательной трубы.
Для вентиляционных установок гидростатическую составляющую учитывают при естественной тяге и при создании подпора (например при расчёте дымососа), но в большинстве случаев ею пренебрегают из-за малости.
Давление, создаваемое вентилятором, определяется уравнением Л. Эйлера, которое в современном виде выглядит таким образом
(2)
где 
коэффициент давления,
массовая плотность,
окружная скорость на концах лопастей.
Коэффициент давления является характеристикой напора Н, создаваемого вентилятором. Он определяется опытным путем и находится в зависимости от скорости закручивания потока при выходе из рабочего колеса, от гидравлического к.п.д., числа и формы лопаток. С уменьшением числа лопаток закручивающее действие колеса на поток снижается и коэфф. Давления и напор падают.
Из уравнения Эйлера видно, что давление вентилятора зависит от плотности воздуха, т.е. от атмосферного давления и абсолютной температуры воздуха. Плотность 
рассчитывается по формуле
(3)
где 
- параметры атмосферы при стандартных условиях.
Объёмная производительность или подача Q вентилятора не зависит от плотности газа. Поэтому при всяком изменении плотности будет соответственно изменяться массовое количество перекачиваемого газа (массовая подача) 
(4)
При изменении режимах, характеризующихся подобием треугольников скоростей, подача вентилятора изменяется прямо пропорционально изменению частоты вращения 
|
|
, (5)
где 
угловая скорость вращения,
-число оборотов в минуту.
При этом давление, создаваемое вентилятором, пропорционально квадрату частоты вращения
, а мощность кубу- 
Необходимая мощность на валу двигателя:
, квт, где
Q- подача вентилятора,
Р- развиваемое давление, н/ 
(Па)
- гидравлический к.п.д. вентилятора
- к.п.д. передачи, зависящий от способа соединения с электродвигателем (0,85-1,0).
Установочная мощность электродвигателя
, где К- коэффициент запаса, принимаемый для центробежных вентиляторов 1,5-1,1, для осевых 1,2-1,05 (для крупногабаритных К меньше, чем для малогабаритных).
Число оборотов n ограничивается механической прочностью вентилятора, по условиям которой окружная скорость колеса u не должна превышать 50-60 м/с.
, где
D – диаметр рабочего колеса, м
n- число оборотов колеса в минуту.
Основным показателем аэродинамических качеств каждого типа центробежного вентилятора является критерий быстроходности (или удельное число оборотов 
, который связывает между собой подачу Q и полный напор Н с числом оборотов n рабочего колеса:
Коэффициент быстроходности вентилятора характеризует конструкцию рабочего колеса, следовательно, способность создавать давление. Если принять плотность воздуха = 1,2 кг/м3, то Для каждого типа вентилятора характерно определенное значение коэффициента быстроходности: Центробежные высокого давления – 10–30, Центробежные низкого и среднего давления с лопатками: отогнутыми вперед – 30–60 отогнутыми назад – 50–80 Центробежные двустороннего всасывания – 80–120.
|
|