Аэродинамические схемы. Под аэродинамической схемой осевого вентилятора подразумевается совокупность признаков и параметров, однозначно характеризующих проточную часть машины: число ступеней, равное числу рабочих колес; тип схемы, зависящей от наличия аппаратов, и их расположение по отношению к рабочему колесу; относительный диаметр втулки; число лопаток колеса и аппаратов, их углы установки.

Аэродинамическая схема обозначается буквами. Например, для одноступенчатых вентиляторов схема, состоящая из одного колеса, обозначается буквой К; схема, включающая кроме колеса спрямляющий аппарат - буквами К+СА; установка, оборудованная входным направляющим аппаратом, - буквами BHA+K+СА. Двухступенчатые схемы имеют, например, такое обозначение: К+СА+К+СА, ВНА+К+НА+К+СА.

Каждая из схем имеет свои особенности. По схеме К обычно выполняют вентиляторы с очень малыми значениями коэффициента давления (y< 0,15), у которых относительная скорость закручивания c2и и связанное с ней динамическое давление незначительны. Воздух при этом подводится к рабочему колесу в осевом направлении (входной направляющий аппарат отсутствует). Конструкция проста, но КПД в области рабочих режимов снижается на 5 - 30% из-за отсутствия спрямляющего аппарата.

В СА динамическое давление, связанное со скоростью закручивания потока за рабочим колесом, преобразуется в статическое с некоторыми потерями, обусловленными течением в его диффузорном лопаточном венце. При этом без изменения характеристики мощности увеличиваются как полные давление и КПД, так и статические давление и КПД.

В тех случаях, когда по условиям компоновки вентилятора перед ним образуется неравномерный по сечению входа поток, входной направляющий аппарат будет уменьшать эту неравномерность и ее неблагоприятное влияние на работу вентилятора.

К многоступенчатым вентиляторам относятся также вентиляторы встречного вращения, у которых рабочие колеса вращаются в противоположных направлениях, а аппарат между ними отсутствует. Получив энергию в первом колесе, закрученный поток поступает во второе колесо, которое закручивает его в противоположном направлении, продолжая передавать ему энергию. Эти вентиляторы могут иметь входной и выходной аппараты.

По назначению осевые вентиляторы делят на вентиляторы общего назначения и специальные. Вентиляторы общего назначения предназначены для перемещения чистого или мало запыленного воздуха, не содержащего взрывоопасных веществ, липкой, волокнистой и цементирующей пыли и агрессивных веществ при температуре до 40°С. Температурный предел принят из тех соображений, что при более высоких температурах значительно ухудшаются условия теплоотдачи обмоток электродвигателя, находящегося обычно в потоке перемещаемого газа.

К специальным вентиляторам относят вентиляторы, не используемые в обычных системах обще обменной вентиляции гражданских и промышленных зданий. Это вентиляторы, используемые для перемещения взрывоопасных и агрессивных примесей, шахтные вентиляторы и вентиляторы тоннельной вентиляции, потолочные вентиляторы, вентиляторы градирен, вентиляторы, встроенные в технологическое оборудование, и т. д.

Для перемещения взрывоопасных примесей применяют вентиляторы, выполненные из разнородных металлов: проточная часть выполнена из стали (рабочее колесо) и латуни (в корпусе имеется обечайка в зоне расположения рабочего колеса). При этом перемещаемая среда не должна иметь температуру выше 40°С, вызывать ускоренную коррозию материалов проточной части вентиляторов, содержать пыль и другие твердые примеси в количестве более 10 мг/м3, а также взрывоопасную пыль, липкие и волокнистые материалы.

Шахтные осевые вентиляторы используют в системах вентиляции подземных выработок. Вентиляторы местного проветривания предназначены для установки под землей в шахтах и рудниках и служат для проветривания тупиковых выработок, а также шахтных стволов и околоствольных выработок при их проходке. К местным вентиляторам предъявляют требования взрыво-безопасности, компактности, минимальной массы, устойчивости работы в широком диапазоне расходов воздуха, простоты обслуживания и транспортабельности. Вентиляторы главного проветривания предназначены для обеспечения свежим воздухом шахт горнодобывающей промышленности. Их располагают на поверхности и они перемещают все количество воздуха, проходящего по вентиляционной сети шахты. Шахтные вентиляторные установки работают в основном на всасывание.

Вентиляторы тоннельной вентиляции служат для удаления выделяющихся в процессе эксплуатации теплоты, влаги, пыли и газов, а также поддержания в транспортных тоннелях требуемых метеорологических условий и химического состава воздуха. Работа вентиляторных установок тоннельной вентиляции сопровождается поршневым воздействием транспортных средств (поездов метрополитена и железнодорожных поездов, автомобильного транспорта).

Потолочные вентиляторы (фены) обычно применяют для турбулизации воздушной среды в помещениях, но иногда их используют для создания локального душирующего эффекта (в тех случаях, когда обеспечить требуемую подвижность воздуха вследствие его перемешивания невозможно). По направлению вращения лопастного колеса вентиляторы могут быть правыми и левыми. Если смотреть со стороны входа воздуха, то у вентиляторов правого вращения колесо вращается по часовой стрелке.

Номер вентилятора определяет его размер, т. е. диаметр рабочего колеса, выраженный в дециметрах.

Номенклатура осевых вентиляторов, выпускаемых нашей промышленностью для использования в промышленных и гражданских зданиях, довольно ограничена и включает вентиляторы типа В-06-300(№ 4; 5; 6,3; 8; 10 и 12,5) и В-2, 3-130 (№ 8; 10 и 12,5). Из разнородных металлов выпускаются вентиляторы лишь типа В-06-300 (№ 5; 6,3; 8; 10 и 12,5). В крышной модификации выпускается осевой вентилятор с колесом Ц3-04 (№ 4; 5 и 6,3). При этом рабочее колесо вращается в горизонтальной плоскости; приводом служит вертикально расположенный электродвигатель.

Потолочные вентиляторы выпускаются двух типов - "Союз" (ВПК-12, ВПК-15 и ВПК-18) и "Зангезур" (ВПМ 1-100).

Номенклатура шахтных вентиляторов и вентиляторов тоннельной вентиляции довольно обширна и приведена в специальных справочных руководствах. Отличительной особенностью этих вентиляторов (по сравнению с вентиляторами общего назначения) является высокая подача. Например, вентилятор типа ВОМД-24 (осевой двухступенчатый реверсивный с диаметром рабочих колес 2400 мм), применяемый для реверсивной вентиляции метрополитена, имеет подачу: при прямом ходе - 70 000-250 000 м3/ч, при реверсивном - 60 000-200 000 м3/ч.

На рис. 1.8 показаны различные варианты конструктивных схем соединения осевых вентиляторов с электродвигателем. В схеме 2 условия входа воздуха на рабочее колесо хуже, чем в схеме 1, поскольку электродвигатель расположен перед колесом. Схемы 3 и 5 применяются в тех случаях, когда по правилам техники безопасности или по технологическим соображениям электродвигатель нельзя устанавливать в потоке перемещаемой среды. Если по конструктивным соображениям невозможно установить электродвигатель внутри корпуса вентилятора, то применяется схема 4. В случае когда частоты вращения электродвигателя и рабочего колеса вентилятора не совпадают, применяется схема 6.

В связи с осевым направлением потока непосредственное присоединение нагнетателя к трубопроводу является самым простым конструктивным решением. При входе в корпус чаще всего устанавливается очерченный плавной кривой коллектор. Если же перед нагнетателем имеется достаточно длинный трубопровод (такого же диаметра, что и корпус), то коллектор, естественно, становится ненужным. Следует заметить, что при очень длинных трубопроводах (lтр > 5d) наличие пограничного слоя на стенках трубы может привести к значительному вытягиванию профиля скоростей и нарушению работы нагнетателя. В связи с этим желательно цилиндрические участки на подводах к нагнетателю делать больших, чем у нагнетателя, диаметров.

Для вентиляторных установок, работающих на всасывание, присоединительными элементами к сети могут быть:

• входная коробка или входное колено для присоединения вентилятора к каналу, идущему от устья вентиляционной шахты;
• выходная часть, состоящая из примыкающего к вентилятору диффузора и поворотного участка за ним. Иногда за диффузором устанавливается шумоглушитель.

Насосы с диаметром лопастей более 1 м имеют подвод в виде колена, небольшие насосы - камерный подвод.

При построении эффективной рабочей характеристики нагнетателя следует учитывать наличие различных колен и коробок, с помощью которых нагнетатель присоединяется к сети.

На предыдущую страницу