Общее понятие о вентиляторах и их классификация

Машины, служащие для отсоса и нагнетания воздуха или других газов при общем напоре, не превышающем 1500 мм вод. ст., называются вентиляторами.

Вентиляторы работают по тому же принципу. что и центробежные или пропеллерные насосы и турбокомпрессоры, и отличаются от них обычно небольшим создаваемым ими давлением. Поэтому главное назначение вентиляторов состоит не в сжатии газа, а в сообщении газу движения для перемещения.

Вентиляторы применяются: для вентиляции (или воздухообмена) воздушного отопления, для тяги и дутья в печах, кузнечных горнах, в топках и пылеприготовительных системах паровых котлов, сушильных установках, для пневматического транспорта и т.п.

Основной частью всякого вентилятора является рабочее лопастное колесо, вращающееся на валу внутри неподвижного кожуха с двумя отверстиями - для всасывания и нагнетания. При вращении рабочего колеса газу сообщается посредством лопастей избыточное давление на выходе из колеса.

В зависимости от создаваемого давления вентиляторы бывают: низкого (до 100 мм вод. ст.), среднего (до 100-300 мм вод. ст.) и высокого давления (свыше 300 мм вод. ст.).

Вентиляторы выпускают самой различной производительности, так, например, промышленные вентиляторы изготовляются с производительностью от 500 до 1000000 м³/час. Рабочие колеса вентиляторов имеют различные числа оборотов от 200 до 3000 и более. Наиболее целесообразно классифицировать вентиляторы, турбокомпрессоры и турбовоздуходувки по коэффициенту быстроходности. Коэффициент быстроходности вентилятора представляет собой число оборотов такого вентилятора, который создает напор 30 мм вод. ст. при производительности в 1 м³/сек. Формула коэффициента быстроходности получает такой вид:

, (1)

г де γ_ст = 1,2 - стандартный объемный вес воздуха (при p₀=760 мм рт. ст., t = 20°С, φ = 50%), где φ - относительная влажность);

n - число оборотов в минуту;

H - напор в мм вод. ст. (или кГ/м²);

Q - производительность в м³/сек.

В зависимости от коэффициента быстроходности вентиляторы делятся на:

а) тихоходные (n_s < 700);

б) средней скорости n_s = 700 - 1400);

в) быстроходные (n_s > 1400).

Наибольшей быстроходностью обладают осевые вентиляторы.

Центробежные вентиляторы. Устройство принцип действия

Устройство и принцип действия центробежного вентилятора аналогичны устройству и принципу действия центробежного насоса и турбокомпрессора.

Рис.1. Схема центробежного вентилятора:

1 - рабочее колесо; 2 - кожух-диффузор; 3 – всасывающий патрубок; 4 - нагнетательный патрубок; 5 - лопасти рабочего колеса

Рабочее колесо центробежного вентилятора имеет вид лопастного ротора с большим числом невысоких лопаток, которое определяется диаметром (рис.1). Лопасти большинства центробежных вентиляторов изготовляют изогнутыми вперед. Материалом для лопастей служит углеродистая сталь. Лопасти крепятся к днищу и ободу ротора посредством клепки или сварки.

Рабочее колесо I заключено в спиральный кожух-диффузор 2.

Последний склепывается или сваривается из листовой стали, а иногда отливается из чугуна.

Кожух вентилятора имеет два патрубка: всасывающий 3 - круглого сечения и нагнетательный 4 - обычно прямоугольного сечения. Вентиляторы большой производительности, аналогично центробежным насосам большой производительности, имеют рабочее колесо с двусторонним входом и кожух с двумя всасывающими патрубками.

Приводом для вентилятора обычно служит электродвигатель, с которым вал вентилятора соединен или непосредственно или ременной передачей со шкивом на валу вентилятора. В первом случае установка получается более компактной, во втором случае получается минимум шума (гудения). Уменьшению шума способствует также и загнутая вперед форма лопастей 5. Лопасти, загнутые назад, делаются лишь в вентиляторах высокого давления с целью повышения к.п.д. этих вентиляторов.

Работа вентилятора протекает следующим образом. Как в центробежных насосах и турбокомпрессорах, в вентиляторах процессы всасывания и нагнетания производятся быстро вращающимися лопастями рабочего колеса. При этом у входа в вентилятор создается пониженное, а на выходе из него - избыточное давление. Избыток давления на выходе расходуется на преодоление сопротивления в нагнетательном трубопроводе.