Пользоваться полными характеристиками, несмотря на их простоту и наглядность, не совсем удобно, поскольку каждая полная характеристика соответствует только одной частоте вращения рабочего колеса. Поэтому для подбора нагнетателей преимущественное распространение получили универсальные характеристики, которые могут быть индивидуальными и общими.
Индивидуальные характеристики. Они строятся в координатах р – L для одного типоразмера нагнетателей при различных частотах вращения рабочего колеса (рис. 3.7). Эти характеристики могут быть получены путем пересчета исходной полной характеристики нагнетателя на другие частоты вращения колеса с помощью приведенных выше формул пересчета при изменении частоты вращения рабочего колеса, если полная характеристика соответствует нагнетателю того же размера, или путем двойного пересчета (по частоте вращения и габаритам нагнетателя).
Верхняя линия на рис. 3.7 (n = 2400 мин-1) соответствует, как правило, режиму с предельно допустимой (по соображениям прочности или уровню шума) частотой вращения рабочего колеса. Нижняя характеристика р – L строится для наименьших давлений, при которых использование данного нагнетателя еще целесообразно. Кривые, соединяющие точки с одинаковыми значениями КПД, представляют собой квадратичные параболы. Крайняя правая линия КПД, совпадающая с характеристикой динамического давления pd – L,определяет условия работы нагнетателя без сети (L = L max).Иногда для того чтобы ускорить подбор электродвигателей к нагнетателям, на индивидуальные характеристики наносят зависимости N – L.
Рисунок 3.7 – Индивидуальная аэродинамическая характеристика радиального вентилятора, построенная в линейном масштабе
При работе центробежных насосов на воде заметное увеличение у них частоты вращения рабочего колеса и, следовательно, подачи приводит к возникновению кавитации, что ведет к снижению КПД. Поэтому в отличие от вентиляторов область высоких КПД насосов не может далеко распространяться в область высоких частот вращения (вверх) и больших подач (вправо). В связи с этим характеристики КПД приобретают эллиптический вид, что начиная с определенного значения соответствует уменьшению КПД (рис. 3.7).
Индивидуальными характеристиками пользуются следующим образом. По заданным значениям полного давления рзад и подачи Lзад находят точку А (рис. 3.7) и путем интерполяции определяют частоту вращения колеса и значение КПД. При подборе нагнетателя надо стремиться к тому, чтобы частота вращения нагнетателя совпадала со стандартной частотой электродвигателя, а рабочая точка (точка А)располагалась в области эффективной работы нагнетателя (область эффективной работы – это область на характеристике (заштрихованная), ограниченная значениями КПД (η ≥ 0,9ηmax). Если на характеристике не нанесены зависимости N – L,то затраченную мощность определяют по формуле:
N = pL/ η.(3.5)
Индивидуальные характеристики, приведенные в каталогах и справочниках, построены в логарифмической сетке. Их особенностями является отсутствие нулевых значений давления и подачи и то, что линии КПД являются прямыми.
Общие характеристики
Общая универсальная характеристика строится для всей серии нагнетателей, относящихся к данному типу. Из известных общих характеристик рассмотрим только две, как получившие наибольшее распространение.
Совмещенная характеристика (рис. 3.8) представляет собой график, на котором совмещены области эффективной работы всех нагнетателей данной серии. Пользование такой характеристикой очень удобно, так как она позволяет быстро выбрать из нескольких нагнетателей тот, который обеспечивает заданные параметры и является самым экономичным. Способ пользования характеристикой показан на рисунке.
В последнее время для вентиляторов находят распространение совмещенные характеристики, выполненные в виде сводных диаграмм рабочих участков, полученные наложением на основную координатную сетку L = const и p = const дополнительной сетки линий D = const и п = const. (рис. 3.9).
Рисунок 3.9 – Диаграмма для выбора размера и частоты вращения радиального вентилятора Ц4-70
3.7. Безразмерные (отвлеченные) характеристики
Безразмерные (отвлеченные) характеристики предназначены для сравнения аэродинамических качеств вентиляторов разных типов. Их получают в результате аэродинамических испытаний модели вентилятора или промышленного образца. Строят эти характеристики в координатах, где по осям абсцисс и ординат отложены не конкретные значения подачи, давления и мощности, а их безразмерные аэродинамические параметры.
Коэффициенты подачи, давления и мощности определяют безразмерную аэродинамическую характеристику вентиляторов, относящихся к одному типу, но с разными размерами, частотой вращения и плотностью перемещаемой среды. На рис. 3.10 для примера приведена безразмерная характеристика радиального вентилятора Ц4-70.
Обычно при проек-тировании систем венти-ляции и кондиционирования воздуха с такими характе-ристиками не приходится иметь дело, так как выбор вентиляторов производится из серийно выпускаемых, на которые имеются разрабо-танные индивидуальные характеристики. Однако в случае, когда возникает необходимость в применении несерийного вентилятора, индивидуальную характеристику для него можно получить с помощью безразмерной.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризовать потери давления в рабочем колесе нагнетателя.
2. Что представляют собой потери перед рабочим колесом нагнетателя и за ним?
3. Что называется коэффициентом быстроходности?
4. Изобразить универсальную характеристику нагнетателя.
5. Что такое безразмерные характеристики нагнетателей?
ЛЕКЦИЯ 4