Универсальные характеристики

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 p_d – 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 р_зад и подачи L_зад 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 ≥ 0,9η_max). 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