Осевые вентиляторы
Устройство, отличительные особенности и характеристики
Главной частью осевого вентилятора является колесо, которое состоит из втулки 1, сидящей на валу, и радиально расположенных на втулке лопастей 2, наклоненных под некоторым углом к плоскости, перпендикулярной к оси вентилятора (рис.7).
Количество лопастей рабочего колеса бывает от 2 до 16 шт. Лопасти больших вентиляторов могут быть пустотелыми и поворотными. Лопасти постепенно расширяются к втулке и имеют хорошую аэродинамическую форму авиационных пропеллеров. Колесо вращается внутри цилиндрического кожуха 3, имеющего плавное очертание формы на входе 4 и диффузор 5 на выходе. Для плавного обтекания втулки перед колесом установлен шаровой шит 6.
Осевой вентилятор в принципе отличается от центробежного прямоточным движением воздуха. Движение воздуха в нем при входе и выходе неизменное, вдоль оси вала. Более совершенная форма лопастей осевых вентиляторов и отсутствие резкого изменения направления потока в них повышают к.п.д., который поэтому больше к.п.д. центробежных вентиляторов.
Принципы расчета и конструирования осевых вентиляторов были разработаны советскими учеными К.А. Ушаковым, В.П. Поликовским и другими сотрудниками ЦАРИ на основе теории крыла, созданной Н.Е. Жуковским.
Осевые вентиляторы при одинаковых размерах и числе оборотов создают меньшие напоры, чем центробежные, но производительность их при этом больше. Однако при больших оборотах они также создают и большие напоры.
В отличие от центробежных, осевые вентиляторы допускают реверсирование, т.е. изменение направления движения воздуха. Коэффициент быстроходности осевых вентиляторов ns больше, чем у центробежных, и находится в пределах 1000-5000.
На рис.8 представлены типичные характеристики осевого вентилятора, которые несколько отличаются от характеристик центробежного вентилятора, а именно: 1) крутое падение напора; 2) резкое уменьшение к.п.д. в области небольших производительностей; 3) малое изменение мощности с изменением производительности, что является преимуществом осевых вентиляторов перед центробежными.
Рис.7. Схема осевого вентилятора;
1
-втулка;
2-лопасть;3-кожух вентилятора; 4-вход в
вентилятор; 5-диффузор; 6-шаровой щит.
Рис.8. Характеристики осевого вентилятора
Из рис.8 видно, что максимальное давление и максимальная мощность получаются при нулевой производительности, т.е. при закрытой задвижке. Поэтому осевой вентилятор, в отличие от центробежного, следует пускать в ход при открытой задвижке.
Теоретический напор осевого вентилятора определяется из основного уравнения Эйлера при условии осевого выхода в колесо
. (1)
Мощность, развиваемая вентилятором и сообщаемая потоку,
, (2)
где Q - производительность в м3/сек;
Н - напор в мм вод. ст.;
ηг - гидравлический к. п. д.
Мощность, потребляемая вентилятором
, (3)
г де η - полный к.п.д. вентилятора, учитывающий все потери (гидравлические, объемные, механические) и определяемый путем испытания и снятия характеристики вентилятора.