Дано
1. Перепад даления Р = 300 Па
2. Диаметр колеса Dk = 0.456 м
3. Число оборотов n = 3000 об/мин
Задаем:
1. Ширина лопатки b=0.1 м
2. Плотность воздуха ρ=1.293
3. Гидравлический КПД ηg=0.91
4. Диаметр Втулки Dвт = 0.2 м
5. Число лопаток Z = 4
РАСЧЕТ:
1. Находим угловую скорость
W= π×n/30 = 3.14×3000/30 = 314 c-1
2. Окружная скорость на внешнем диаметре
U = π×n×Dk/60 = 71.59
3. Из уравнения находим
Критерий быстроходности ny = 452.14
По значению критерия быстроходности выбирается тип вентилятора.
| Вентиляторы | Критерий быстроходности (ny) | |
| Радиальные | Высокого давления | 10…30 |
| Низкого давления с лопатками загнутыми: А) вперед Б) назад | 30…60 50…80 | |
| Двустороннего всасывания | 80…120 | |
| Дисковые | > 80 | |
| Осевые | Со спрямляющим аппаратом | 120…200 |
| С листовыми кручеными лопатками | 200…400 |
Таким образом по критерию быстроходности получаем осевой вентилятор, с листовыми кручеными лопатками.
4. Из уравнения
находим Расход
L= 3.84 м3/с
5. Относительный диаметр втулки
ν = Dвт/Dk = 0.2/0.456 = 0.439
6. Осевая скорость
Са = 4×L/π×Dk2×(1-ν2) = 29.1
7. Площаль колеса вентилятора
F1 = π×Dk2/4 = 0.163 м2
8. Относительный коэффициент расхода
L/ = L/F1×U = 0.328
9. Коэффициент давления
Ψ = 2×P/ρ×U2 = 9.05×10-2
10. Теоретический коэффициент
k = 1.25
Ψt= Ψ×k= 0.113
11. Длина Лопатки
Lлоп = (Dk – Dвт)/2 = 0.128 м
Расчет Длинных Лопаток
1. Число разбиений – n = 3.
i - номер участка.
2. Средний радиус участка
ri = Dвт/2 + Lлоп × (2×i -1) / 2×n
r1 = 0.121
r2 = 0.164
r3 = 0.207
3. Относительный радиус i - ого сечения
ri- = 2×r/Dk
r1- = 0.532
r2- = 0.719
r3- = 0.906
4. Окружная скорость на i - ом участке
Ui = π×r×n /30
U1 = 38.09
U2 = 51.5
U3 = 64.9
5. Окружная составляющая скорости
С2Ui = P / ρ×Ui× ηg
С2U1 = 6.69
С2U2 = 4.95
С2U3 = 3.92
Вычисление углов потока в i – ом сечении
6. Угол входа потока на решетку (в градусах)
β1i = arctg(Ca/Ui)×180/π
β11 = 37.39
β12 = 29.48
β13 = 24.16
7. Угол выхода потока (в градусах)
β2i = arctg(Ca/(Ui – C2Ui))×180/π
β21 = 42.83
β22 = 32.02
β23 = 25.52
8. Угол среднегеометрической скорости (в градусах)
βmi = arctg(Ca/((Ui – C2Ui)/2))×180/π
βm1 = 39.95
βm2 = 30.7
β13 = 24.82
9. Угол среднегеометрической скорости (в радианах)
βmi = arctg(Ca/((Ui – C2Ui)/2))
βm1 = 0.7
βm2 = 0.54
β13 = 0.43
10. Нагруженность решетки
(Сyτ)i = Ψt×cos(βmi)/(ri- - Ψt/4)
(Сyτ)1 = 0.34
(Сyτ)2 = 0.2
(Сyτ)3 = 0.13
11. Густота решетки
τi = Z×b/π×D× ri-
τ1 = 0.52
τ2 = 0.39
τ3 = 0.31
12. Коэффициент подъемной силы
Cyi = (Сyτ)i/ τi
Cy1 = 0.65
Cy2 = 0.52
Cy3 = 0.42
Расчет КПД осевой ступени и мощность на валу вентилятора
Обратный коэффициент качества решетки Μ= 0.04
Механический КПД ηm= 0.95
КПД Решетки
ηг = (1-μ×tg(βmi))/(1 + μ×1/tg(βmi)) = 0.91
Полный КПД ступени η= ηг×ηм = 0,85
Мощность на валу
N = P×L/η = 1340 Вт
Результаты расчета профилей лопасти (Таблица 1).
| i | ri | ri- | Ui | C2Ui | β1i | β2i | βmi | βуст | (Сyτ)i | τi | Cyi |
| м | - | м/с | м/с | Градус | Градус | Град | Градус | - | - | - | |
| 0,12 | 0,53 | 6,69 | 37,38 | 42,83 | 0,67 | 0,34 | 0,52 | 0,65 | |||
| 0,164 | 0,72 | 51,5 | 4,95 | 29,47 | 32,02 | 0,54 | 30,5 | 0,2 | 0,39 | 0,51 | |
| 0,206 | 0,9 | 64,9 | 3,92 | 24,16 | 25,52 | 0,43 | 24,8 | 0,13 | 0,3 | 0,42 |
Электродвигатели
В сухих мало запыленных помещениях, не содержащих в воздухе агрессивных газов и взрывоопасных веществ, устанавливают защищенные двигатели.
В помещениях пыльных, влажных и содержащих: агрессивные газы, а также при установке на открытом воздухе применяют закрытые обдуваемые двигатели исполнения АО2 и АОЛ2.
В помещениях, содержащих взрывоопасные соединения, а также при установке в одном помещении с вытяжными вентиляторами, обслуживающими взрывоопасные производства, применяют двигатели во взрывобезопасном исполнении.
При клиноременных передачах электродвигатели устанавливают на салазках.
Выбираем электродвигатель:
Электродвигатель серии 4А – 4А80А.
Параметры электродвигателя:
Мощность – 1.5 кВт
Синхронная частота вращения 3000 об/мин.
Список использованной литературы
1. В.М.Черкасский "Насосы, вентиляторы, компрессоры" Москва, Энергоатомиздат 1984г.
2. В.Н.Богословский и др. "Вентиляция и кондиционирование воздуха" Справочник проектировщика. Москва, Стройиздат 1978г.
3. И.В.Брусиловский "Аэродинамический расчет осевых вентиляторов" Москва, Машиностроение 1986г.
4. В.Н.Богословский и др. "Внутренние санитарно-технические устройства" Справочник проектировщика. Москва Стройиздат 1990г.
5. Е.И.Володин и др. "Справочник металлиста" Москва 1958г.
6. В.А.Добровольский и др. "Детали Машин"