РЕГУЛИРОВАНИЕ НАГНЕТАТЕЛЕЙ

Обычно нагнетатели подбирают по максимальному зна­чению требуемой подачи. Однако в условиях эксплуа­тации часто бывают случаи, когда подачу нагнетателя необходимо изменить. Как известно, фактическая пода­ча определяется точкой пересечения характеристики полного давления нагнетателя с характеристикой сети. Следовательно, изменить подачу можно в результате изменения характеристики или нагнетателя или сети.

Способы регулирования

Под регулированием понимают такое изменение по­дачи (и других параметров работы) нагнетателя, кото­рое осуществляется с помощью специального регулиру­ющего устройства (направляющего аппарата, гидро- и электромуфты, дроссель-клапана и т. д.), позволяюще­го получать непрерывное изменение характеристик без останова машины.

Цель регулирования – приспособление параметров нагнетателя к изменяющимся условиям его работы.

Изменения параметров нагнетателя можно достичь и другими способами. Так, в дымососных установках, работающих то на твердом топливе, то на газе, весьма значительное изменение подачи и давления без резко­го снижения КПД можно получить в результате смены рабочего колеса. В вентиляционных установках при наличии клиноременной передачи изменение подачи и давления достигается сменой шкивов. Однако в обоих указанных случаях необходим останов нагнетателя и те или иные переделки в нем. Здесь можно говорить о при­способлении к изменившимся условиям работы, но не о регулировании, так как происходит не плавное, а сту­пенчатое изменение параметров.

Изменение подачи нагнетателя при регулировании, отнесенное к подаче при исходном режиме, характери­зует глубину регулирования.

Все регулирующие устройства в зависимости от их влияния на характеристику или сети или нагнетателя можно разделить на три группы.

В первую группу входят устройства, дросселирую­щие сеть, т. е. изменяющие характеристику сети, но не изменяющие характеристику нагнетателя. К таким уст­ройствам относятся клапаны, шиберы, задвижки, диа­фрагмы и т. п. При дросселировании параметры рабо­чей точки (подача, давление, мощность и КПД) опре­деляют на характеристике нагнетателя при неизменной частоте вращения рабочего колеса.

Вторую группу образуют устройства, изменяющие частоту вращения рабочего колеса (характеристику на­гнетателя). При этом характеристика сети не меняется. Известно много устройств, позволяющих изменять час­тоту вращения рабочего колеса: электродвигатели по­стоянного тока, фрикционные передачи, гидромуфты и индукторные муфты скольжения и др. В вентиляционно-отопительной технике эти устройства еще не нахо­дят широкого применения, хотя они перспективны в тех случаях, когда требуется глубокое регулирование.

Третья группа включает устройства, одновременно изменяющие характеристику как нагнетателя, так и сети. Примером такого устройства является входной на­правляющий аппарат, устанавливаемый в вентиляцион­ном агрегате. Сопротивление самого направляющего аппарата необходимо учитывать при снятии характери­стики вентиляционного агрегата. Рассмотрим подробно отдельные способы регулирования.

Дросселирование

Дросселирование при n = const – самый неэкономич­ный, но, к сожалению, весьма распространенный способ регулирования. Он заключается в искусственном вве­дении в сеть дополнительного сопротивления в виде шибера 2,дроссель-клапана или других подобных элементов. Так как сопротивление сети при этом увеличи­вается, то характеристика сети становится более крутой и рабочая точка передвигается из положения А (рис. 8.1 а) по характеристике нагнетателя влево вверх, занимая последовательно положения Б, В и т. д. и определяя тем самым новые значения параметров ра­боты. Поскольку наибольшая подача достигается при полностью открытом шибере, то такой способ регулирования применяется только с целью уменьшения по­дачи.

Рисунок 8.1 – Схема регулирования радиального вентилятора путем дросселирования

На рис. 8.1 а видно, что при дросселировании уменьшается мощность на валу машины и вместе с тем повышается доля энергии, расходуемой при регулирова­нии (бесполезные потери давления на шибере – Δ р_Ш). Поэтому оно неэкономично. Чем более глубоко осуще­ствляется процесс регулирования, тем более непроизво­дительны затраты мощности.

Эффективность дросселирования (уменьшение мощ­ности) в большой степени зависит от формы лопаток рабочего колеса нагнетателя I. Например, для совре­менных вентиляторов с загнутыми назад лопатками снижение подачи на 40 % приводит к снижению КПД с 85 до 20 – 30 %. Снижение мощности составляет лишь 15 % от первоначальной. Для вентиляторов с лопатка­ми, загнутыми вперед, и с более низким максималь­ным КПД при той же глубине регулирования КПД снизится до 35 – 37 %. Снижение мощности достигает при этом 40 %. Все же и в этом случае экономичность регулирования весьма мала, так как развиваемое дав­ление в основном срабатывается на дросселе.

Изменение характеристики сети и подачи вентилятора для степени открытия шибера 5 = 100; 80; …, 0 % (полное закрытие) показано на рис. 8.1 а. На рис. 8.1 б показана зависимость расхода в сети от степе­ни открытия шибера: L = f(s). Таким образом можно плавно изменять расход в диапазоне от L _max до 0.

При регулировании центробежных насосов, подаю­щих воду, дросселирующее устройство нужно распола­гать на напорном трубопроводе, так как если устано­вить его на всасывающем трубопроводе, то при регулировании могут возникать кавитационные явления в потоке и нарушение нормальной работы насоса.