Jaký je rozdíl mezi nízkotlakými a středotlakými ventilátory?

Odstředivé ventilátory jsou stroje pro pohyb čistých plynů a směsí plynů s jemnými pevnými materiály, které mají poměr zvýšení tlaku nejvýše 1,15 při hustotě proudění 1,2 kg/m3. Charakteristickým znakem odstředivého ventilátoru je zvýšení tlaku v důsledku odstředivé síly plynu pohybujícího se v oběžném kole od středu k okraji.

Při mírném zvýšení tlaku plynu lze zanedbat změnu jeho termodynamického stavu. Proto je teorie stroje pro nestlačitelné médium použitelná pro odstředivé ventilátory.

Norma stanoví následující termíny:

ventilátor – jednotka sestávající z pouzdra, rotoru, vodítek, rovnacího zařízení s rozdělovačem a k nim připojené vstupní skříně;

ventilátorová jednotka – ventilátor nebo dva ventilátory se vstupními a výstupními prvky proudění vzduchu, vstupními a výstupními kanály a k nim připojenými difuzory.

napájení ventilátoru Q je množství vzduchu pronikajícího za jednotku času otevřeným průřezem vstupu ventilátoru, m 3 /s.

jmenovitý průtok ventilátoru Q_nom – napájení v režimu maximální statické účinnosti, m 3 /s.

celkový tlak ventilátoru P_V – rozdíl celkového tlaku plynu na výstupu z ventilátoru a před vstupem do něj, Pa.

statický tlak ventilátoru P_SV – rozdíl mezi celkovým tlakem ventilátoru a dynamickým tlakem za ním, Pa.

jmenovitý statický tlak ventilátoru P_SVnom – statický tlak ventilátoru v režimu maximální statické účinnosti, Pa.

užitečná síla N – celkový přírůstek měrné energie za jednotku času přijatou průtokem vzduchu ve ventilátoru, kW,

kde β – koeficient stlačitelnosti vzduchu ve ventilátoru (β = 1,01 – 1,07).

spotřeba energie N_B – výkon hřídele ventilátoru, kW.

Radiální ventilátory jsou široce používány v průmyslu a veřejných službách pro větrání budov a odsávání škodlivých látek v technologických procesech.

V tepelných elektrárnách se odstředivé ventilátory používají k přivádění vzduchu do spalovacích komor kotlů, k pohybu palivových směsí v systémech přípravy prachu, odsávání spalin a jejich transportu do atmosféry.

7.2 Klasifikace ventilátorů

V literatuře neexistuje jediná obecně uznávaná klasifikace odstředivých ventilátorů. Ventilátory však lze klasifikovat podle řady kritérií: rychlost, generovaný tlak, uspořádání, typ pohonu, účel atd.

Podle rychlosti lze ventilátory rozdělit na nízkorychlostní (N_y = 11 30), průměr (N_y = 30 60) a velké (N_y = 6081) rychlost.

Nízkorychlostní ventilátory. Mají malé vstupní průměry, malou šířku kola, malou šířku a otvor spirálového pouzdra. Lopatky oběžného kola lze ohýbat ve směru jeho otáčení i proti tomuto směru. Čím nižší jsou otáčky ventilátoru, tím méně ovlivňuje tvar lopatky jeho aerodynamické vlastnosti. Maximální účinnost těchto ventilátorů nepřesahuje 0,8. Rozměry se liší v rozsahu D_y = 6 1,7.

Středně rychlostní ventilátory. Výrazně se liší svými geometrickými a aerodynamickými parametry. Ventilátory s bubnovým kolem a velkým sacím průměrem mají průměrnou rychlost a jejich tlakové koeficienty se blíží maximální možné hodnotě (ψ ≈ 3). Tyto ventilátory dosáhly maximální účinnosti ή’_max ≈ 07,3.

Ventilátory s dozadu zahnutými lopatkami a nízkými tlakovými koeficienty (ψ ≈ 1) mají stejné otáčky. Maximální účinnost těchto ventilátorů může dosáhnout 0,87. Rozměry středněrychlých ventilátorů s velkými a malými koeficienty ψ se liší téměř 2 krát.

Vysokorychlostní ventilátory. Mají široká oběžná kola s malým počtem lopatek zakřivených proti směru otáčení oběžného kola. Koeficienty tlaku ψ < 0,9. Tyto ventilátory mohou mít hodnoty blízké maximálním možným hodnotám účinnosti ή_max ≈ 0,9.

Všimněte si, že největší počet ventilátorů vyvinutých v posledních letech má vysoké hodnoty účinnosti, otáčky v rozmezí 40 – 80 a nízké tlakové koeficienty (0,6 < ψ < 0,9). Tyto ventilátory patří do třídy vysoce úsporných strojů a jsou široce používány ve ventilačních a procesních instalacích.

Do třídy ventilátorů patří také ofukovací stroje, které poskytují celkový tlak až 30 kPa (3000 kgf/cm 2 ).

Na základě celkového tlaku vytvořeného při jmenovitém režimu se univerzální ventilátory dělí na nízkotlaké, středotlaké a vysokotlaké ventilátory.

Nízkotlaké ventilátory. Vytvořte celkový tlak až 10 kPa (100 kgf/m2). Patří mezi ně středně a vysokorychlostní ventilátory, jejichž oběžná kola mají široké listy. Maximální obvodová rychlost takových kol nepřesahuje 50 m/s. Nízkotlaké ventilátory jsou široce používány v sanitárních ventilačních systémech.

Středotlaké ventilátory. Vytvořte celkový tlak v rozmezí od 10 do 30 Pa (100 . 300 kgf/m2). Tyto ventilátory mají lopatky zakřivené jak ve směru otáčení kola, tak i proti tomuto směru. Maximální obvodová rychlost dosahuje 80 m/s. Ventilátory se používají ve vzduchotechnických a technologických instalacích pro různé účely.

Vysokotlaké ventilátory. Vytvořte celkový tlak přes 30 kPa (300 kgf/m2). Vysokotlaká oběžná kola ventilátoru mají typicky dozadu zakřivené lopatky, protože jsou účinnější. Obvodová rychlost oběžných kol je více než 80 m/s. Proto se v případě širokých kol (střední otáčky ventilátorů) používají profilové lopatky s plochým nebo mírně skloněným předním kotoučem.

Celkový tlak nad 10 kPa (1000 kgf/m 2 ) mohou zajistit pomaloběžné ventilátory s úzkými oběžnými koly, podobnými svými geometrickými parametry jako kompresorové. Jejich obvodová rychlost při vhodném provedení může dosáhnout 200 m/s. Takové ventilátory se používají v systémech s nízkým průtokem vzduchu a vysokým odporem: v jednotkách na čištění filtrů, v pneumatických dopravních systémech, pneumatických systémech atd.

Pro zajištění celkových tlaků blízkých 30 kPa (3000 kgf/m2) se v některých případech používají dvoustupňové ventilátory nebo ventilátorové jednotky se dvěma nebo třemi ventilátory pracujícími v sérii. Taková zařízení se někdy nazývají dmychadla.

Lopatky ventilátoru jsou obvykle zakřivené dopředu (úhel) nebo zakřivené dozadu () ve směru otáčení kola. U dopředu zahnutých lopatek je daný tlak získán při nižší obvodové rychlosti kola, respektive s menším průměrem než u dozadu zahnutých lopatek; hydraulický odpor druhého jmenovaného je však nižší.

Oběžná kola nízkotlakých a středotlakých ventilátorů s vysokými kapacitami mají poměrně velkou šířku. Aby byla zajištěna pevnost a tuhost širokých kol, musí být omezena jejich obvodová rychlost (ne více než 30 – 50 m / s). Proto jsou oběžná kola takových ventilátorů vyrobena s lopatkami zahnutými dopředu (β₂ = 120 – 150 0 ), bez ohledu na pokles hydraulické účinnosti η_г fanoušek.

Vysokotlaké ventilátory s nižší účinností mají relativně úzké šířky kol. Proto jsou jejich lopatky obvykle zakřivené dozadu.

Charakteristiky odstředivých ventilátorů, ale i jiných odstředivých strojů pro pohyb a stlačování plynů jsou obdobné jako u odstředivých čerpadel a závislost produktivity, tlaku a výkonu na počtu otáček vyjadřují rovnice (3.1) – ( Provozní režim se nastavuje v místě průsečíku charakteristiky radiálního ventilátoru s charakteristikou sítě (viz obr. 3.3).

Výkon hřídele ventilátoru N_в nalezený rovnicí

kde V – výkon ventilátoru, m3/s; H – tlak ventilátoru, m; ρ – hustota plynu, kg/m3; η_в =λ_Vη_гη_srst – účinnost ventilátoru, definovaná jako součin součinitele přívodu λ_V, hydraulické η_г a mechanické η_srst účinnost

Celkový tlak ventilátoru H lze vypočítat pomocí vzorce

kde Р_Н и Р_Ne – statický tlak ve výtlačném a sacím potrubí Pa; υ _H a υ _BC – průměrná rychlost pohybu ve výtlačném a sacím potrubí, m/s; H_H и Н_Ne – výtlačné a sací výšky, m; h_п — ztráta tlaku způsobená hydraulickým odporem.

V tomto případě se statický tlak na sacím potrubí rovná barometrickému tlaku: P_BC = P_б

Rychlost vzduchu na vstupu ventilátoru se blíží nule: υ _Ne=0

Sací výška je také nulová: Н_Ne=0a výška vstřiku, tzn. vzdálenost od ventilátoru k místu instalace Pitot-Prandtlovy trubice, která umožňuje měřit rozdíl mezi celkovým a statickým tlakem, tzn. dynamická hlava rovná 1 m: H_H = 1 m.

Vypočítáme tlakovou ztrátu, zanedbáme místní odpory:

Kde λ – koeficient tření, který je v tomto případě 0,02; l и d – délka a průměr potrubí rovna 1 a 0,2 m.

Konečný vzorec pro výpočet celkového tlaku ventilátoru je následující:

Spotřeba ventilátoru, W

Kde V – objemová produktivita, m 3 /s; P – celkový tlak ventilátoru, Pa.

Účinnost ventilátoru η je poměr užitečného výkonu k celkovému spotřebovanému výkonu N_n, které lze měřit wattmetrem nebo jinými měřicími přístroji:

Účinnost instalace ventilátoru se rovná součinu účinnosti samotného ventilátoru, převodovky a elektromotoru:

Výkon spotřebovaný elektromotorem ventilátoru se skládá z užitečného výkonu, který se vynakládá na pohyb plynu a ztráty výkonu:

Ve chvíli, kdy se ventilátor spustí, je nutné použít dodatečný výkon, aby se překonaly setrvačné síly, takže motor bude vystaven zvýšenému zatížení. Aby se minimalizovalo zatížení motoru, při spouštění ventilátoru je výtlačné potrubí zcela uzavřeno. Zároveň výkon ventilátoru V=0. Užitečný výkon je tedy také nulový a veškerá energie spotřebovaná elektromotorem je vynaložena na překonání odporů (viz rovnice 3.8).

Nejdůležitější vlastností ventilátoru je výkon V (m 3 / s), tlak H (m), stejně jako spotřeba energie N a účinnost η. Pro správný výběr ventilátoru je potřeba znát závislost tlaku, příkonu a účinnosti na výkonu.

Charakteristickým znakem radiálních ventilátorů je, že jejich účinnost je maximální pouze při optimálním výkonu. V tomto ohledu je vhodné je používat pouze při určitých hodnotách výkonu, které odpovídají dostatečně vysokým hodnotám účinnosti.

Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: