Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
222
производственных и общественных зданий, эксплуатацию в системах отопления и кондиционирования воздуха ежегодно расходуется примерно 10 % электроэнергии, вырабатываемой вТстране. В силу этого проблема создания высокоэкономнчных серий вентиляторов общего назначения имеет важное пародохозинстиенное значение.
К основным факторам, определяющим экономичность разрабатываемой серии вентиляторов и существенно илияющнм на решение проблемы в целом, относятся: степень совершенства базовой аэродинамической схемы, величин* максимального КПД, форма н протяженность рабочего участка характеристики вентилятора, простота способа регулирования, технологичность конструкции и густота ряда составляющих серию типоразмеров. Требования, предъявляемые к вентилятором общего назначения, учитывая массовость нх производства, довольно жесткие по всем указанным факторам. Аэродинамические схемы таких вентиляторов, как правило, не предусматривают применения дорогостоящих узлов, усложняющих проточную часть вентилятора, увеличивающих его материалоемкость и трудоемкость изготовления.
Вместе с тем аэродинамические схемы вентиляторов общего назначения должны обеспечивать для заданного уровня быстроходности достаточно высокий КПД и возможность нх модификации конструк-гнвно простыми способами.
В наибольшей мере этим требованиям отвечают одноступенчатые осевые вентиляторы со схемой сочетания лопаточных иенцон К или К + СЛ. Издіешіи и проточной части осевого вентилятора величину относительного диаметра втулки, тип решетки профилей, число, форму, углы установки н профиль лопаток, можно получить для режима максимального КПД широкий спектр значений быстроходности. При этом увеличению КПД способствует использование лопаток спрямляющего аппарата в качестве опорных элементов.
В табл. 6.3 приведены взятые из работы M1 данные но двум аэродинамическим схемам: OB - 143, но которой выпускаются вентиляторы общего назначения серии В-Об-300 и ОВ-78, приемлемой для вентиляторов среднего давления. Данные включают коэффициенты производительности давления >[¦* и быстроходность Пу на режиме максимального полного КПД, а также величины отношений максимальных значений коэффициентов производительности Ч:іг.ях н давления 1|-П111Х к минимальным фП)1„, фш|п, ограничивающим рабочий участок кривой давления вентилятора по условию »i ^
T я Ci л и и а G.3
Сочетание ijcli-цоіі {Цифр "у ч* ч* •Рпіях ¦l'mnx-
схеми 'Гпііи ¦ ml«
IC OB-1-13 .117 0,22 0.12 0,78 1,63 2.0G
К+СЛ ОВ-78 112 іі.ГіЯ 0.7 0,87 1.02 1.3
223
Рис. 6.11. Схема покрытия коли режимов лнскретиыуп характеристиками вентиляторов
Область режимов, обеспечиваемых вентиляторами общего назначения (осевыми и центробежными), находится в пределах значении производительности 0,1 ... 33 м3/с и полного давления 10 ... ... 300 даГІа. В перспективе, как показал статистический анализ ноля проектных режимов, диапазон эксплуатационных параметров, подлежащих реализации указанными вентиляторами на период до 1990 г., существенно расширится и достигнет по шкале производительности 70 м*/с, а по шкале давления 700 даПа и более. В этой связи приобретают особую актуальность вопросы, касающиеся рационального построения рядов вентиляторов, определения их оптимальной густоты и составляющих ряд значений диаметров, разработки новых к совершенствования существующих аэродинамических схем. Ранее эти вопросы рассматривались и в других работах.
Режимы ноля вентиляторов общего назначения представляют собой непрерывно распределенное множество случайных величин. При этом распределение в прямоугольных участках поля, ограниченных, как показано на рис. 6.11, координатами рабочей части характеристики вентилятора, является равномерным.
Допустим, что при диаметрах D,, Ds, D9 ... Dh ряда вентиляторов, частоты вращения я,, п3, п3 ... nk выбраны так, что максимальное давление вентилятора, соответствующее меньшей частоте вращения, равно минимальному давленню, соответствующему большой частоте вращения:
{Р"\)ітх ~ (/;"g)min*> {P"j)imx ~ (^"з)тіп ' ' • (^п/;-і)пих = (^"'Лтіп-
(6.32)
s Тогдя условие, необходимое для определения густоты ряда, можно записать в виде равенство значении производигелыюсти на границах рабочих ветве/і характеристик вентиляторов с диаметрами O1. D.,; D... D3 ... Dfc_„ D11:
(G?Omax = (go«)min". (ОДтах = (^rnln ' • * (Q"a_i)iiwx = (^°*).njr.i
(6.33)
полагая нрн этм D1 < Ло <йя < ... < Dh, H1 - tu — ии = ... ==
Исходя из принятых услоииії и опираясь Псі известные соотношения, вытекающие из законов подобия турбомашин, получим для расчета ряда диаметров следующую формулу:
fc-i
D" = D^ V-S.7 = D' (¦&) ' • *=1- 2. З . . і- (6-34)
Формула (6.34) определяет густоту ряда в зависимости от формы кривой давления и КПД вентилятора.
Учитывая, что для. вентиля горой общего назначеній) конкретные значения диаметров должны соответстиоиать ряду предпочтительных чисел R IO со значением знаменателя геометрической прогрессии q — 1,259, минимально необходимая величина отношения к? = — 'Ртах/Тт.и Должна удовлетворять условию 2? If.
