Aspirace. Výběr a výpočet ventilátoru.

Univerzální ventilátory se používají k provozu v čistém vzduchu, jehož teplota je nižší než 80 stupňů. Speciální tepelně odolné ventilátory jsou navrženy pro pohyb teplejšího vzduchu. Pro práci v agresivním a výbušném prostředí se vyrábí speciální antikorozní a nevýbušné ventilátory. Plášť a díly antikorozního ventilátoru jsou vyrobeny z materiálů, které chemicky nereagují s korozivními látkami dopravovaného plynu. Nevýbušná konstrukce eliminuje možnost jiskření uvnitř skříně ventilátoru a zvýšené zahřívání jeho částí během provozu. K pohybu prašného vzduchu se používají speciální prachové ventilátory. Velikosti ventilátorů jsou charakterizovány číslem, které udává průměr oběžného kola ventilátoru, vyjádřený v decimetrech.

Podle principu činnosti se ventilátory dělí na odstředivé (radiální) a axiální. Nízkotlaké odstředivé ventilátory vytvářejí celkový tlak až 1000 Pa; středotlaké ventilátory – do 3000 Pa; a vysokotlaké ventilátory vyvíjejí tlak od 3000 Pa do 15000 Pa.

Radiální ventilátory jsou vyráběny s kotoučovými a bezdiskovými oběžnými koly:

Lopatky oběžného kola jsou namontovány mezi dvěma disky. Přední kotouč je prstencového tvaru, zadní kotouč je plný. Lopatky bezdiskového kola jsou připevněny k náboji. Spirálová skříň radiálního ventilátoru je instalována na samostatných podpěrách nebo na rámu společném s elektromotorem.

Axiální ventilátory se vyznačují vysokým výkonem, ale nízkým tlakem, proto jsou široce používány v obecné ventilaci k přesunu velkých objemů vzduchu při nízkém tlaku. Pokud se oběžné kolo axiálního ventilátoru skládá ze symetrických lopatek, je ventilátor reverzibilní.

Schéma axiálního ventilátoru:

Střešní ventilátory se vyrábí axiální a radiální; se instalují na střechy a na nezastřešená podlaží budov. Oběžné kolo axiálních i radiálních střešních ventilátorů se otáčí v horizontální rovině. Schémata provozu axiálních a radiálních (odstředivých) střešních ventilátorů v:

Axiální střešní ventilátory slouží k obecnému odvětrávání bez sítě vzduchovodů. Radiální střešní ventilátory vyvíjejí vyšší tlaky, takže mohou pracovat jak bez sítě, tak se sítí vzduchovodů k nim připojených.

Výběr ventilátoru na základě aerodynamických charakteristik.

Pro každý ventilační systém, aspirační nebo pneumatickou přepravní instalaci je ventilátor vybrán individuálně pomocí grafů aerodynamických charakteristik několika ventilátorů. Na základě tlaku a průtoku vzduchu v každém grafu je nalezen pracovní bod, který určuje účinnost a rychlost otáčení oběžného kola ventilátoru. Porovnáním polohy pracovního bodu na různých charakteristikách vyberte ventilátor, který poskytuje nejvyšší účinnost při daných hodnotách tlaku a průtoku vzduchu.

Příklad. Výpočet ventilační jednotky ukázal celkovou tlakovou ztrátu v systému Hc = 2000 Pa při požadovaném průtoku vzduchu Q c = 6000 m³/hod. Vyberte ventilátor, který dokáže překonat tento odpor sítě a poskytne požadovaný výkon.

Pro výběr ventilátoru se bere jeho návrhový tlak s bezpečnostním faktorem k = 1,1:

Hb = kHc; Нв=1,1·2000=2200 (Pa).

Spotřeba vzduchu se počítá s přihlédnutím ke všem neproduktivním sání. Qin = Qs = 6000 (m³/hod). Uvažujme aerodynamické charakteristiky dvou podobných počtů ventilátorů, jejichž rozsah provozních hodnot zahrnuje hodnoty návrhového tlaku a průtoku vzduchu navržené ventilační instalace:

Aerodynamické vlastnosti ventilátoru 1 a ventilátoru 2.

V průsečíku hodnot P v =2200 Pa a Q =6000 m³/hod., uvedeme pracovní bod. Nejvyšší účinnost určuje charakteristika ventilátoru 2: účinnost = 0,54; otáčky oběžného kola n =2280 ot/min; obvodová rychlost okraje kola u ~42 m/sec.

Obvodová rychlost oběžného kola 1. ventilátoru (u ~38 m/s) je výrazně nižší, což znamená, že hluk a vibrace vytvářené tímto ventilátorem budou menší a provozní spolehlivost instalace bude vyšší. Někdy se dává přednost pomalejšímu ventilátoru. Ale provozní účinnost ventilátoru musí být alespoň 0,9 jeho maximální účinnosti. Porovnejme dvě další aerodynamické charakteristiky, které jsou vhodné pro výběr ventilátoru pro stejnou ventilační instalaci:

Aerodynamické vlastnosti ventilátoru 3 a ventilátoru 4.

Účinnost ventilátoru 4 se blíží maximu (0,59). Otáčky jeho oběžného kola jsou n = 2250 ot/min. Účinnost 3. ventilátoru je o něco nižší (0,575), ale otáčky oběžného kola jsou výrazně nižší: n = 1700 ot./min. Pokud je rozdíl účinnosti malý, je vhodnější použít 3. ventilátor. Pokud výpočty výkonu měniče a motoru ukazují podobné výsledky pro oba ventilátory, měl by být zvolen ventilátor 3.

Výpočet výkonu potřebného k pohonu ventilátoru.

Výkon potřebný k pohonu ventilátoru závisí na tlaku, který vytváří H v (Pa), objemu vzduchu pohybovaného Q v (m³/s) a faktoru účinnosti:

Nin = H v · Q in/1000 · účinnost (kW); Hb=2200 Pa; Qin = 6000/3600 = 1,67 m³/s.

Účinnosti ventilátorů 1, 2, 3 a 4 předem zvolené podle aerodynamických charakteristik: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.

Dosazením hodnot tlaku, průtoku a účinnosti do výpočtového vzorce získáme následující hodnoty výkonu pro každý pohon ventilátoru: 7,48 kW, 6,8 kW, 6,37 kW, 6,22 kW.

Výpočet výkonu elektromotoru pro pohon ventilátoru.

Výkon elektromotoru závisí na typu jeho převodu z hřídele motoru na hřídel ventilátoru a je při výpočtu zohledněn odpovídajícím koeficientem (k per). Při přímém uložení oběžného kola ventilátoru na hřídeli elektromotoru nedochází ke ztrátě výkonu, to znamená, že účinnost takového převodu je 1. Účinnost spojení hřídele ventilátoru a elektromotoru pomocí spojky je 0,98. Pro dosažení požadované rychlosti otáčení oběžného kola ventilátoru používáme pohon klínovým řemenem, jehož účinnost je 0,95. Ztráty v ložiskách jsou zohledněny koeficientem k p = 0,98. Podle vzorce pro výpočet výkonu elektromotoru:

N el = N v / k na · k p

získáme tyto výkony: 8,0 kW; 7,3 kW; 6,8 kW; 6,7 kW.

Instalovaný výkon elektromotoru se bere s bezpečnostním faktorem k з = 1,15 pro motory s výkonem menším než 5 kW; pro motory nad 5 kW k z = 1,1:

Při zohlednění bezpečnostního faktoru k з = 1,1 bude konečný výkon elektromotorů pro 1. a 2. ventilátor 8,8 kW a 8 kW; pro 3. a 4. 7,5 kW a 7,4 kW. První dva ventilátory by musely být vybaveny motorem o výkonu 11 kW pro libovolný ventilátor z druhého páru stačí výkon elektromotoru 7,5 kW. Vybíráme ventilátor 3: protože je méně energeticky náročný než velikosti 1 nebo 2; a jako nízkootáčkový a provozně spolehlivější ve srovnání s ventilátorem 4.

Čísla ventilátorů a grafy aerodynamických charakteristik v příkladu výběru ventilátoru jsou převzaty podmíněně a nevztahují se na žádnou konkrétní značku a standardní velikost. (A mohli.)

Výpočet průměrů hnacích řemenic ventilátoru klínovými řemeny.

Pohon klínovým řemenem umožňuje zvolit požadovanou rychlost otáčení oběžného kola instalací řemenic různých průměrů na hřídel motoru a hnací hřídel ventilátoru. Převodový poměr otáček hřídele elektromotoru k otáčkám oběžného kola ventilátoru je určen: n э / ne в .

Hnací řemenice klínovým řemenem jsou voleny tak, aby poměr průměru řemenice pohonu ventilátoru k průměru řemenice na hřídeli elektromotoru odpovídal poměru otáček:

D в / D э =n э / ne в

Poměr průměru hnané řemenice k průměru hnací řemenice se nazývá řemenový převodový poměr.

Příklad. Výběrové řemenice pro pohon klínovým řemenem ventilátoru s otáčkami oběžného kola 1780 ot/min, poháněné elektromotorem o výkonu 7,5 kW a otáčkami 1440 ot/min. Převodový poměr:

n э / ne в =1440/1780=0,8

Potřebnou rychlost otáčení oběžného kola zajistí tato zařízení: řemenice na ventilátoru o průměru 180 mm, řemenice na elektromotoru o průměru 224 mm.

Schémata převodu klínovým řemenem ventilátoru, který zvyšuje a snižuje rychlost otáčení oběžného kola: