Краткая теоретическая справка

Практическое занятие №7

Расчет вентилятора и подбор по каталогу.

Цель работы: изучить конструкцию, принцип действия и устройство центробежного вентилятора, научиться рассчитывать основные параметры вентилятора и проводить выбор его по ГОСТу.

Оборудование: методические рекомендации по выполнению практической работы, счетное устройство.

Краткая теоретическая справка

В технохимических процессах различных отраслей промышленности осуществляется перемещение газа между соответствующими стадиями процесса. Для перемещения газов используются следующие компрессорные машины: вентиляторы, турбогазодувки,компрессоры.

Центробежные вентиляторы или их еще называют центробежные компрессоры делятся в зависимости от создаваемого давления, на вентиляторы низкого давления (давление до 100 мл водного столба), среднего давления (от 100мл до 300 мл водного столба), высокого давления (от 300 мл до 1000 мл водного столба).

Центробежный вентилятор состоит из спиралевидного корпуса 1, в который помещается рабочее колесо 2 с большим количеством лопаток 4. Колесо вращается от электродвигателя. Воздух или газ через нагнетательный патрубок 3поступает по оси колеса в корпус, захватывается лопатками и выбрасывается через нагнетательный трубопровод 5 в перпендикулярном направлении.

Рисунок 1- Центробежный вентилятор

Производственные вентиляторы выпускаются сериями, охватывающими группы подобных вентиляторов, которые отличаются друг от друга диаметром колеса. Каждый вентилятор серии имеет номер, соответствующий диаметру колеса в метрах, умноженному на 10. Вид характеристики подобных вентиляторов одинаков, поэтому выбрать вентилятор можно, пользуясь общей или обезличенной характеристикой целой серии вентиляторов(таблица1).

Рисунок 2 - Обезличенная характеристика центробежных вентиляторов типа «СИРОККО» низкого давления.

 

Рисунок 3 - Обезличенная характеристика центробежных вентиляторов типа «СИРОККО» среднего давления.

 

Таблица 1.Размер серийных вентиляторов низкого и среднего давления.

№ вентил.	Dн м	Dс м	Sвых,М2	Nвентил.	Dнм	Dсм	Sвых,М2
	0,20	0,22	0,026		1,10	1,21	0,775
	0,30	0,33	0,058	12 ½	1,25	1,375	1,000
	0,40	0,44	0,102		1,40	1,54	1,255
	0,50	0,55	0,160	15 ½	1,55	1,705	1,540
6 ½	0,65	0,715	0,270		1,70	1,87	1,850
	0,80	0,88	0,410	18 ½	1,85	2,035	2,190
9 ½	0,95	0,045	0,578		2,00	2,20	2,560

 

где D_н – диаметр колеса вентилятора низкого давления;

D_с – диаметр колеса вентилятора среднего давления;

S_вых – площадь поперечного сечения выхлопного отверстия вентилятора.

По таблице 1«Размеры серийных вентиляторов низкого и среднего давления» находят диаметр (D) колеса, причем значение D_н соответствуют диаметрам колеса вентилятора низкого давления, D_с соответствует диаметрам колеса среднего давления и подбирают значение выхлопного отверстия серийного промышленного вентилятора, причем берется большее ближайшее сечение выхлопного отверстия по таблице 1 по сравнению с рассчитанными.

 

Затем производится расчет выбранного вентилятора:

1. Скорость газа в выхлопном отверстии выбранного вентилятора составит:

ω = ,

где ω- скорость газа в выхлопном отверстии, м/с;

Q – количество отсасываемого газа, м;

S - площадь поперечного сечения выхлопного отверстия вентилятора, м

По характеристикам вентиляторов строим точку А, для выбранного вентилятора и скорость газа в нем.

На рисунках (рис. 2, рис. 3.) нанесены линии постоянного к.п.д. (ŋ), линия динамического давления (Р_дин.), линии зависимости давления (Р) от скорости выхода газа из вентилятора (ω) при различных значениях окружной скорости вращения колеса вентилятора (U).

Для расчета и выбора вентилятора задаются динамическим давлением (Р_дин.) и максимальным значением к.п.д. (ŋ) (см. рис.4) подбирают скорость воздуха (ω) и окружную скорость колеса (U) в области близкой к максимальному к.п.д., для этого по характеристикам вентиляторов (рис.2.или рис.3) находим рабочую точку А.

 

 

A

ω

ŋ =0,57

Рдин

 

 

 

Рисунок4. Определение скорости газа по характеристикам вентилятора

После чего определяют сечение выхлопного отверстия вентилятора по формуле:

S_вых=Q/ω,

где S_вых – выхлопное отверстие вентилятора, м²;

Q- объем воздуха, проходящего через вентилятор, м³/с;

 

ω

 

Рисунок 9.

которой соответствует окружная скорость колеса вентилятора и к.п.д..

2.Определяем число оборотов вентилятора:

,

где n- число оборотов вентилятора, ,

U-окружная скорость вращения колеса;

D- диаметр колеса вентилятора, м;

π- постоянная величина, равная 3,14.

3.Полное давление, развиваемое вентилятором, определяется по формуле:

P=Pдин+Pстат=Pдин+ ,

где P- полное давление, развиваемое вентилятором;

Pдин- динамическое давление вентилятора, принимается для вентиляторов низкого давления до 100 мм вод.ст., для вентиляторов среднего давления от 100 да 300 мм вод.ст., Н/м²;

Pстат – статистическое давление, развиваемое вентилятором, Н/м²;

ρ – плотность газа, кг/м³;

ω - скорость газа, м/с.

4. Мощность, потребляемую вентилятором определяют по формуле:

N= ,

где N- мощность, потребляемая вентилятором,кВт;

Р- полное давление развиваемое вентилятором, Н/м²;

ɳ- кпд вентилятора.