Необходимая мощность вентилятора рассчитывается по формуле (3.53).

Мощность приводного двигателя принимается с запасом, учитывающим возможное отклонение режима от расчетного уменьшения КПД и ухудшение изоляции двигателя в процессе наработки:

PQSH Qp -j

lOOOTjtij, ЮООпПп * *

Коэффициент запаса мощности т = 1,051,2 принимается тем большим, чем меньше мощность вентилятора. При непосредственном соединении валов вентилятора и двигателя муфтой КПД передачи iin=l; при клиноременной передаче Т1п=0,92.

Лдв = т

5.4. Характеристики. Регулирование центробежных вентиляторов

Характеристиками вентиляторов называют графики зависимостей напоров, мощности на валу и КПД от объемной подачи.

Характеристики получаются-непосредственным испыта- нием вентиляторов при постоянной частоте вращения н строятся для воздуха с р=1,2 кг/м.

При пересчете характеристик, построенных для нормальных условий и ф=50 %, на натурные следует иметь в; виду, что подача, напор и, КПД остаются неизменными, а; давление и мощность на валу изменяются пропорционально плотности газа, подаваемого вентилятором, т. е.

Р = Ро-~ и Л/= iVo-

Характеристики при переменной частоте вращения строятся по условиям подобия способом, указанным в § 3.11..

На рис. 5.4 и 5.5 даны типичные формы характеристик/ соответственно при =const и n=var.

В вентиляторостроении широко применяются безразмер-п ные характеристики, общие для целой серии геометрически подобных машин (см. § 3.11). На рис. 5.6 показана безраз--мерная характеристика вентиляторов Ц4-76, построенная по результатам испытания модели с D2=500 мм при п=> = 1200 об/мин.

Безразмерные характеристики очень удобны для расчета рабочих параметров вентилятора из данной серии, име-

ющего диаметр рабочего колеса Dq и работающего при п об/мин. Расчет ведется по формулам § 3.11

Q = Q.0,785Dl 2; НЫ; Л/= iVp-0,78501 н;

2 - 2 - яоп

я = Я 2-. Р == рр 2: ц = г\; 2 =

J0z=500mm п = 8б0о5/мин

Ш.ст. 81 76 70 65 59 5* W ❖3 37 32,5

27

О 1500 3000 itSOO 6000 7500 9000 10500 а,

Рис. 5.4. Размерная характеристика вентилятора при n=const .

Формы характеристик вентиляторов определяются аэродинамикой проточной полости их: в основном отношением Dg/Di, выходным углом лопасти Ргл и формой ее профиля. На рис. 5.7 показаны три типа характеристик давления вентиляторов. Из них интересна характеристика седлообразной формы /, свойственная вентиляторам с большими углами Ргл и малой радиальной протяженностью лопастей (малое D2/D,).

ГОСТ и ведомственные указания запрещают эксплуатацию вентиляторов при т1<0,9т1макс- Это требование исключает из эксплуатации начальный участок седлообразной характеристики при малых подачах.

Работа вентиляторов с седлообразной формой характеристики на сеть со значительным статическим напором в ряде случаев является неустойчивой. Это обстоятельство указывает на нежелательность применения вентиляторов с седлообразной формой характеристики.

Регулирование подачи вентиляторов можно производить всеми способами, указанными в § 3.16:

1) изменением частоты вращения вала вентилятора;

2) дросселированием на входе и выходе вентилятора;

3000 6000 S0O0 12000 TSOOO 78000 210000,44 I Рис. 5.5. Размерная Характеристика вентилятора ВВД № И при /г=уа/

Рис. 5.6. Безразмерная характеристика вентилятора Ц4-76

Jo,?Jo

а Рис. 5.7. Характеристики вентиляторов:

/ - вентилятор СТД № 8: 2 -вентилятор Ц6-46 № 4; S -вмтилятор ВРН № 4 ,

3) направляющими аппаратами различных конструкций па входе.

Первый способ требует применения электродвигателей с переменной частотой вращения (коллекторных или двух-скоростных). Возможно применение двигателей с постоянной частотой вращения при включении между валами дви-

0,5 Ofi 0,7 0,6 0,5 о.,

0,9 0,8 0,7\ 0,6 0,5\

О, 0,3

0,30,4 0,50,60.70,в0,9Q/Qg 0,3 0,4 0,50,6 0,90,8 Q/Qg

а) б)

Рис. 5.8. Изменения потребляемой мощности при различных способах регулирования:

а -вентилятор ЦН-53 с лопастями, отогнутыми назад; б-вентилятор ЦВ-55 с лопастями, отогнутыми вперед; /-дроссель; г - упрощенный направляющий аппарат; 3 - упрощенный осевой направляющий аппарат; 4 - осевой направляющий аппарат; 6 - гидромуфта; б - реостат в цепи ротора электродвигателя

гателя и вентилятора вариатора частоты вращения (обычно гидромуфты).

В обоих этих вариантах вентиляторная установка усложняется и удорожается, и поэтому такой способ регулирования применяется только для крупных вентиляторов в особо ответственных установках.

В некоторых- случаях для привода вентиляторов применяют электродвигатели с фазовым ротором, в которых с помощью специальных контактных колец и реостата можно регулировать сопротивление в цепи ротора и та?ким образом изменять частоту вращения вала.

В настоящее время для регулирования подачи вентиляторов изменением частоты вращения применяют приводные двигатели с тиристорными преобразователями частоты.

Этот метод регулирования подачи вентиляторов весьма экономичен.

Второй способ применяется очень широко ввиду его конструктивной простоты. Вентиляторы малых и средних размеров, приводимые асинхронными короткозамкнутыми двигателями, регулируются этим способом, единственно в таких условиях доступным.

Третий способ распространен для вентиляторов с большой подачей в шахтных установках, и особенно в станционной теплоэнергетике (дутьевые вентиляторы, дымососы).

По затратам энергии на привод в режимах регулирования при одинаковых подачах указанные способы не равноценны. Для любых типов вентиляторов худшим способом регулирования является дроссельное, дающее наибольшую затрату энергии. Сопоставление эффективности различных способов регулирования наглядно показано на графиках на рис. 5.8. Из графиков ясно, что при неглубоком регулировании подачи направляющие аппараты на входе и гидромуфта при Пдв = const почти равноэффективны; при глубоком регулировании установки с Пдв=уаг и установки с гидромуфтой равноэффективны.

5.5. Конструктивное выполнение центробежных вентиляторов общего назначения

В зависимости от давления, создаваемого вентиляторами, их принято подразделять на три основные группы: низкого давления - до 0,981, среднего - свыше 0,981 до 2,943, высокого - свыше 2,943 до 11, 772 кПа (по ГОСТ 5976-73).

Конструктивная форма и размеры вентилятора определяются его подачей, давлением и частотой вращения.

ъ,=ъ,

ь,=ь,

а) б) 6) г) д) е)

Рис. 5.9. Схемы конструкций рабочих колес центробеж1 1ых вентиляторов 216

формы конструкций рабочих колес вентиляторов даны на рис. 5.9.

Барабанная (а) и кольцевая (б) формы свойственны вентиляторам низкого давления с лопатками, загнутыми

п-п-П--ГЦ

-и-и-U-LT

Рпс. 5.10. Конструктивные типы рабочих лопастей

вперед; формы б, б и г характерны для вентиляторов низкого, среднего и высокого давлений с лопатками, загнутыми назад.

Наименьшей прочностью и жесткостью обладают колеса формы а, допускающие окружную скорость на диаметре 2 не более 40 м/с. Ширина таких колес постоянна и составляет около 0,5D2.