Изучение аэродинамических характеристик вентиляторов проветривания

Отчет:

Теоретические характеристики

Действительная индивидуальная характеристика.

Характеристика внешней сети.

Режим работы центробежного вентилятора.

1. Теоретическая индивидуальная характеристика турбомашины представляет

собой зависимость между теоретическим напором Нт и теоретической подачей Qт при известных размерах турбомашины и определенной частоте вращения ее рабочего колеса. Лопасти рабочих колес центробежных колес могут быть:

загнутые вперед, когда В2<90, т.е. ctg>0 (рис. а)

радиальные, когда В2=90, т.е. ctg=0 ( рис.б )

загнутые назад, когда В2>90, т.е. ctg<0 ( рис. в )

Из рисунка видно, что при увеличении подачи Qт напор турбомашин с колесами имеющими лопасти, загнутые вперед, возрастает, при радиальных лопастях ос

тается постоянным, а при лопастях,

загнутых назад, снижается. В отн-

ошении величины напора колеса с ло-

пастями, загнутыми вперед, предпоч-

тительнее. Для уменьшения потерь

желательно, чтобы скорость с2 была

меньше, но не менее известного пре-

дела, т.к. с ее уменьшением снижа-

ется Нт. Значения с2, обеспечиваю-

щие максимальный к.п.д. колеса, име-

ют место при 155> В2 >130, т.е.при

лопастях загнутых назад. Шахтные

вентиляторы характеризуются значительными производительностями и небольшими давлениями, поэтому необходимо иметь колесо большого диаметра. Теоретическая индивидуальная характеристика осевой турбомашины в координатах Qт – Нт имеет вид нисходящей прямой.

2. Действительная индивидуальная характеристика представляет собой зависимость между действительным напором Н и действительной подачей Q вентилятора при известных размерах машины и определенной частоте вращения рабочего колеса. Действительный напор меньше теоретического из-за потерь в турбомашине, причинами которых являются: 1) конечное число лопастей колеса; 2)трение частиц текучего между собой и о поверхности проточной части; 3) за-

траты энергии на удары при вихревом движении внутри турбомашины; 4) затраты энергии на преобразование скоростного напора в статический.

Все указанные потери напора учитываются гидравлическим к.п.д. вентилятора, определяемым отношением действительного давления к теоретическому, которые изменяется с изменением производительности вентилятора . Отношение полезной мощности к мощности ТМ называется К.П.Д. ТМ и является ее характеристикой. Он прямопропорционален гидравлическому, объемному и механическому К.П.Д., т.е. _____________. Кривую действительной индивидуальной

характеристики вентилятора можно получить,

если из ординат теоретического напора Нт

вычесть ординаты потерь напора Нп при

соответствующих подачах.

Сравнение форм действительных

индивидуальных характеристик

вентиляторов, имеющих рабочие

колеса с лопастями, загнутыми

вперед (а) и назад (б), показывает что первая характеристика имеет вид выпуклой кривой (горбатые характеристики), а вторая – падающей кривой (безгорбые характеристики) или имеет слабо выраженный горб. Действительная индивидуальная характеристика осевой турбомашины (в) имеет форму седлообразной кривой. Каждому углу установки лопаток соответствует соответствующая характеристика. Наиболее устойчивый режим работы имеет вентилятор с лопатками установленными под углом 15-20*, при угле установки меньше 20* вентилятор развивает невысокую производительность и имеет низкий К.П.Д. При углах более 20* характеристика принимает седлообразную корму, которая не обеспечивает устойчивою работу вентилятора особенно при параллельной работе вентиляторов на общую сеть.

3. Характеристика внешней сети представляет собой зависимость между подачей и напором, который должен развивать вентилятор для движения текучего во внешней сети, и выражается уравнением Н=RQ, где Q – производительность вентилятора (м/сек); R – сопротивление внешней сети (Па). Т.к. сечение сети может изменяться на своем протяжении, для упрощения расчетов пользуются понятием ,,эквивалентное отверстие” – абстрактное отверстие в идеально тонкой стенке, через которое проходит заданное кол – во воздуха, испытывающее при этом такое же сопротивление как и существующая вентиляционная сеть

шахты. Этот показатель зависит от площади сечения горных выработок

от шероховатости крепи и трубопроводов и от

загромождения горных выработок. А – эквивалент-

ное отверстие, тогда А= 0,38-----, где Н– напор, раз-

виваемый вентилятором, Н/м.

Характеристика сети построенная в координатах

Q – H, представляет собой параболу, выходящую из

начала координат. При одинаковой производительно-

сти вентилятора напор, развиваемый им, добыть

тем больше, чем меньше величина эквивалентного

отверстия.

4. Режим работы центробежного вентилятора приведен на рисунке. Точка М пересечения характеристик вентилятора 1 и сети 2определяет режим работы

вентилятора во внешнюю сеть. Производительность

и напор, соответствующие максимальному значению

К.П.Д. __( кривая 4 ), называются номинальной произ-

водительностьюQном и номинальным напором Нном .

При пересечении характеристики вентилятора в двух

или нескольких точках с характеристикой сети ре-

жим его работы будет неустойчивым (пересечение

кривых 1 и 2 в точках М и М ) . Работа вентилятора в неустойчивом режиме недопустима, т.к. сопровождается колебаниями давления, подачи и потребляемой мощности ( кривая 3 ).

Режим работы можно изменить – увеличением сечения вентиляционной сети, изменением числа рабочих колес. Для устранения неустойчивого режима необходимо увеличить скорость вращения колеса, при многоколесных машинах увеличить число последовательных соединенных колес.

Главные вентиляционные установки располагают на поверхности.