Классификация вентиляторов
Подача приточного и удаление вытяжного воздуха осуществляются с помощью воздуховодов. При движении по воздуховодам, через фильтры, калориферы, увлажнительные и другие устройства воздух встречает сопротивление двух видов: трение о стенки воздуховодов и местные препятствия (повороты, вход в каналы и выход из них, решетки, фильтры, калориферы и другое оборудование). Для того чтобы воздух мог преодолеть эти сопротивления, необходимо создать разность давлений перед сопротивлением и за ним. Если давление перед сопротивлением будет больше, чем за ним, возникает движение воздуха через препятствие. В системах с механическим побуждением разность давлений создается с помощью вентиляторов.
Вентилятор- устройство, создающее избыточное давление воздуха и других газов до 15 кПа для их перемещения, перемещении при проветривании помещений, для транспортирования аэросмесей по трубопроводам.
Основными характеристиками вентиляторов являются следующие параметры:
1)Давление развиваемое вентилятором, или его напор Па;
2)Расход воздуха, куб.м/ч;
3)Частота вращения, об/мин;
4)Потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, кВт;
5)КПД- коэффициент полезного действия вентилятора, учитывающий механические потери мощности на различные виды трения в рабочих органах вентилятора, объемные потери в результате утечек через уплотнения и аэродинамические потери в проточной части вентилятора.
В зависимости от величины полного давления, которое они создают, вентиляторы бывают:
1)Вентиляторы малого давления до 1кПА;
2) Вентиляторы среднего давления до 3 кПа;
3) Вентиляторы высокого давления до 12кПа;
|
По направлению вращения рабочего колеса (если смотреть со стороны всасывания):
1)Вентиляторы правого вращения (колесо вращается по часовой стрелке);
2)Вентиляторы левого вращения (колесо вращается против часовой стрелки).
В зависимости от состава перемещаемой среды и условий эксплуатации вентиляторы подразделяются на:
1)Обычные вентиляторы - для воздуха (газов) с температурой до 80°С;
2)Коррозийностойкие вентиляторы - предназначены для работы в коррозионных средах;
3)Термостойкие вентиляторы - для работы с температурой воздуха выше 80°С;
4) Пылевые вентиляторы - для удаления запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/куб.м);
5) Взрывозащищенный вентилятор - предназначен для перемещения газо-паро-воздушных взрывоопасных смесей. Вентиляторы применяются для обслуживания взрывоопасных помещений. Во взрывозащищенном вентиляторе предусмотрены средства и меры, исключающие возможность искрообразования в процессе их эксплуатации;
6) Вентилятор дымоудаления - применяется в аварийных системах вытяжной вентиляции подземных гаражей, производственных, общественных, жилых, административных и других помещений. Предназначены, в зависимости от типа вентилятора, для удаления образующихся при пожаре дымовоздушных смесей с температурой от 400°С до 600°С.
Наиболее широко в качестве вентиляторов используются так
называемые «лопастные нагнетатели» (в отличие от объемных и струй-
ных). В лопастных вентиляторах энергия вращающегося колеса
преобразуется в потенциальную и кинетическую, которая сообща-
ется перемещаемой среде. Лопастные вентиляторы в соответствии
с направлением движения воздуха в нем могут быть подразделены на
радиальные (центробежные), диаметральные, осевые.
|
В радиальных вентиляторах поток воздуха движется от оси колеса
по радиусу и покидает корпус вентилятора через специально орга-
низованное отверстие (нагнетательный патрубок). В диаметральных
вентиляторах поток воздуха входит в боковое отверстие кожуха,
проходит по диаметру рабочего колеса и покидает кожух через вто-
рое боковое отверстие кожуха. В осевых вентиляторах поток дви-
жется по направлению к оси вала рабочего колеса.
Радиальные вентиляторы
Радиальными(центробежными) вентиляторами называются гид-
равлические машины с рабочим органом в виде колеса с лопатками,
предназначенные для перемещения воздуха или иных газов с плот-
ностью р = 1,2 кг/м3. Они применяются
для осуществления целого ряда технологических процессов:
сушки различных материалов, охлаждения воды в вентиляторных
градирнях.
Радиальные вентиляторы также широко используются во всех отраслях
народного хозяйства для вентиляции, воздушного отопления, кон-
диционирования зданий и сооружений.
Типы радиальных вентиляторов
В промышленности наиболее широко применяются вентиляторы
радиальные (центробежные) общего назначения.
Рис. 1. Радиальный (центробежный) вентилятор:
1-кожух; 2-вал; 3-передний диск; 4-задний диск;6-
рабочее колесо; 7-нагнетательный патрубок.
На рис.1 изображена схема радиального (центробежного) венти-
лятора, основными элементами которого являются улиткообразный
кожух 1, рабочее колесо 6 с валом 2. Рабочее колесо собирается из
сплошного переднего 3 и заднего 4 с отверстием дисков, между кото-
рыми укрепляется некоторое число лопаток. Кожух 1 имеет нагне-
тательный 7 и всасывающий 5 патрубки. Воздух, входящий в меж-
лопастное пространство, закручивается при силовом взаимодейст-
вии с вращающимся колесом (при этом давление его повышается). При этом возникает центробежная сила,
направленная по радиусу от внутренней окружности колеса к на-
ружной.
|
Спиральный корпус с выходным отверстием сваривается обычно из листовой стали и предназначен для подачи воздуха в определенном направлении и частичного преобразования динамического давления в статистическое давление. Улитки вентиляторов большой производительности устанавливаются на собственных опорах, малой производительности- на литых чугунных или сварных стальных станинах. Назначение рабочего колеса передавать энергию привода вентилятора перемещаемому воздуху. Материал рабочих колес- листовая сталь, в некоторых типах вентиляторов пластмасс или чугун.
Крепление лапаток к диску осуществляется с помощью сварки или заклепок. Рабочие колеса изготавливаются трех модификаций: с лопатками загнутыми вперед, радиальными лопатками и загнутыми назад. Входной патрубок предназначен для подачи премещаемого воздуха к рабочему колесу. Он ассиметричен с валом и может иметь цилиндрическую, коническую, троидальную или более сложную комбинированную форму.
Усовершенствованным типом радиального (центробежного) вен-
тилятора является его прямоточный вариант (рис.2, а), в котором
поток воздуха под действием той же центробежной силы проходит
в радиальном направлении в межлопаточном пространстве, попа-
дает в кольцевой корпус и нагнетается через выпускное окно, рас-
положенное по периметру корпуса. Корпус вентилятора может
выполнять роль лопаточного радиально-осевого спрямляющего аппа-
рата, в котором часть динамического давления преобразуется в ста-
тическое. Одним из преимуществ такого типа вентиляторов является
возможность размещения электродвигателя внутри кожуха, что
приводит к улучшению его шумовых характеристик.
Рис. 2. Конструктивные решения радиальных вентилято-
ров:
a- вихревого; б- дискового; в- смерчевого
В дисковых вентиляторах (рис.2, б) для транспортировки
воздуха используется эффект «прилипания жидкости» к обтекаемой
твердой поверхности. Рабочее колесо дискового вентилятора пред-
ставляет собой набор глад-
ких параллельно располо-
женных дисков, между ко-
торыми образуются узкие
каналы. Воздух поступает
в вентилятор через централь-
ный входной коллектор и
под действием сил трения
при вращении колеса транс-
портируется за счет центро-
бежных сил радиально в
междисковых каналах, по-
лучая ускорение в танген-
циальном направлении. Ча-
стицы газа движутся по
спиральным траекториям и покидают колесо с увеличенной энергией, что обусловливает
возникновение полезного перепада на входе и выходе из венти-
лятора. Дисковые вентиляторы эффективнее используются при
больших скоростях вращения, однако в настоящее время эф-
фективность этих вентиляторов низка. Такие вентиляторы мало-
шумны, что предопределяет их применение в кондиционерах.
В радиальных смерчевых вентиляторах (рис.2, в) перед вра-
щающимся колесом возникает интенсивное вихревое движение
(смерч) в центральной и периферийной частях которого возникает
полезный перепад давлений, являющийся побудителем движения
воздуха. Воздух проходит, минуя рабочее колесо, которое является
лишь побудителем смерча, именно поэтому они успешно при-
меняются в качестве пылевых вентиляторов.
Осевые вентиляторы
В осевых вентиляторах в отличие от радиальных, направление
движения воздушного потока совпадает с осью вращения рабочего
колеса. Лопасти рабочего колеса, закрепленные под некоторым углом
к плоскости вращения, передают энергию воздушному потоку, пере-
мещая его в осевом направлении. Осевые вентиляторы, как правило,
применяются в тех случаях, когда требуемое давление, развиваемое
рабочим колесом, относительно невелико, а объемы перемещаемого
воздуха значительны.
Производительность современных осевых вентиляторов варьи-
руется в широких пределах, достигая нескольких миллионов кубиче-
ских метров в час.
КПД у осевых вентиляторов больше, чем у радиальных, поскольку
внутренних потерь в них меньше. Осевые вентиляторы по конструк-
ции проще радиальных. Осевые вентиляторы компактны, просты в монтаже и эксплуатации и имеют более низкую удельную массу.