2. Робота № 2. Визначення аеродинамічних характеристик відцентрового вентилятора

Мета роботи: ознайомлення з методикою отримання основних аеродинамічних характеристик відцентрового вентилятора та їх визначення за даними аеродинамічних випробувань.

Результат роботи слід представити у вигляді таких характеристик:

а) статичного тиску, що розвивається вентилятором, від його повітропродуктивності

б) коефіцієнта корисної дії вентилятора по статичним параметрам від його повітропродуктивності

в) коефіцієнта тиску по статичним параметрам від коефіцієнта продуктивності вентилятора

г) коефіцієнта потужності вентилятора від коефіцієнта продуктивності

д) коефіцієнта корисної дії вентилятора по статичним параметрам від коефіцієнта продуктивності .

Загальна інформація

Відцентрові вентилятори (аналогічно відцентрові насоси, див. лабораторну роботу № 6) відносяться до лопатевих машин, у робочих колесах котрих потік рухається радіально від центра до периферії.

У вентиляторах, що зобезпечують відносно малі степені підвищення тиску, витратами енергії на стискання (змінення густини) робочого середовища нехтують, густину вважають незмінною.

Конструкції відцентрового вентилятора і відцентрового насоса відрізняють тільки за виконанням окремих деталей.

Відцентровий вентилятор, зображений на рис. 2.1, складається з робочого колеса 1, насадженого на вал 2 привідного електродвигуна (на рисунку не показано), корпусу 3, зазвичай закріпленого на фланці двигуна, та приймального патрубка 4. Там же показані характерні розміри проточної частини вентилятора.

Корпус 3 вентилятора виконується у вигляді спіральної камери. Частина камери, що найбільш наближена до робочого колеса, носить назву язика та інколи виконується у вигляді окремої вставки.

Рис. 2.1. Схема проточної частини відцентрового вентилятора

Робоче колесо вентилятора виконується клепаної, звареної або литої конструкції. Важливий вплив на форму характеристик та ефективність відцентрових машин здійснює форма робочих лопаток, яка характеризується головним чином величиною вхідного β1л і особливо вихідного β2л кутів лопаток. Величина β2л визначається кутом, що утворений між напрямком дотичної до середньої лінії лопатки у виходній кромці та напрямком, протилежним напрямку колової швидкості руху робочого колеса на зовнішньому діаметрі D2.

Лопатки, сильно загнуті назад, з вихідним кутом β2л не більше 30⁰ (зазвичай β2л = 18…25⁰) тонкі, практично не профільовані. Робочі колеса з такими лопатками називаються «колесами насосного типу», оскільки вони широко використовуються у насосах. Робочі колеса із загнутими назад лопатками з помірним кутом виходу (β2л = 40…50⁰) називають «компресорними». Вони широко використовуються у компресорних машинах (інколи у вентиляторах), забезпечують за тієїж колової швидкості помітно більший напор, ніж насосні, однак мають меньше значення ККД.

Лопатки з вихідним кутом β2л = 90⁰ (радіальні) використовуються у відцентрових компресорах і вентиляторах для забезпечення міцностних характеристик при високих колових швидкостях робочих колес, а також у димососах з метою зменшення зносу.

На рис. 2.2 зображено робоче колесо, лопатки котрого мають вихідний кут β2л = 180⁰ . Такі колеса отримують із металевої або пластмасової (композитної) стрічки, в якій виштамповуються коритоподібні розрізи. За однакової колової швидкості на зовнішньому діаметрі робочого колеса такі вентилятори розвивавають суттєво більший тиск в порівнянні з вентиляторами, обладнаними колесами з лопатками, загнутими назад або радіальними.

Рис. 2.2. Робоче колесо вентилятора Рис. 2.3. Характер залежності

з вихідним кутом лопаток β2л = 180⁰ максимального ККД вентилятора

від кута β2л

На рис. 2.3 наведено характер залежності максимального ККД вентилятора від вихідного кута β2л лопаток робочого колеса.

Представлена залежність свідчить, що із зростанням вихідного кута лопаток робочого колеса, КПД відцентрового вентилятора зменшується. Однак, коли переважаючими факторами є простота і технологічність конструкції, прийнятні акустичні характеристики при незначних потужностях, що споживається привідним двигуном, використання вентиляторів з кутом лопаток робочого колеса, що наближається до значень β2л = 180⁰, є виправданим.

Такі вентилятори знайшли широке застосування в санітарно-побутових системах, системах охолодження теплотехнічних пристроїв, електронних блоків та приладів різноманітного призначення.

Характеристики вентилятора саме такої конструктивної схеми визначаються у запропонованій лабораторній роботі.

Для визначення основних характеристик відцентрового вентилятора використовуються такі показники його роботи:

1. Коефіцієнт продуктивності вентилятора