книги из ГПНТБ / Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник

колесо вентилятора от золы. Если пришла в негодность хотя бы одна лопатка, ее надо немедленно сменить и вновь отбалансиро­ вать колесо.

Дымососы изготовляются с односторонним и двусторонним вса­ сыванием (рис. 161). Приводом в большинстве случаев служит электродвигатель, соединенный с вентилятором жесткой или гид­ равлической муфтой. Дымососы и дутьевые вентиляторы имеют

лированных неподвижных лопаток из листовой стали. Концы ло­ паток присоединены к наружному кольцу, при помощи которого лопатки могут одновременно поворачиваться относительно своих осей вручную или автоматически. Дымососы иногда снабжаются приспособлениями для дистанционного управления.

Дымососы и дутьевые вентиляторы изготовляются Барнауль­ ским, Хабаровским котлостроительными заводами, Подольским машиностроительным, Бийским и др. На Борисоглебском чугуно­ литейном заводе впервые в нашей стране осваивается выпуск про­ мышленных вентиляторов из полимеров для работы в агрессивных средах.

Дымососы Д-20; Д-18; Д-15,5; Д-13,5; Д-12; Д-10; Д-8 (цифра означает номер вентилятора, т. е. диаметр колеса в дециметрах) имеют односторонний подвод.

Дутьевые вентиляторы маркируются буквами БД (например, БД -18) и также имеют односторонний подвод.

Нашли применение вентиляторы с двусторонним всасыванием с установкой на входе коробок и патрубков. В этом случае под­ шипники вала устанавливаются вне газопровода, что особенно важно в случае перемещения горячих газов (дымососы). Монтаж и осмотр подшипников облегчаются.

§ 97. Изготовление и установка кожуха вентилятора

Нередко на производстве бывает необходимо частично или пол­ ностью изготовить кожух вентилятора своими силами. Построение кожуха вентилятора выполняется с помощью так называемого «конструкторского» квадрата. Исходной величиной является дина­ мическое давление, которое принимается обычно в пределах 15-^50% от общего. По выбранному динамическому давлению

находим скорость на выходе из вентилятора

По вычисленной скорости, зная производительность вентилято­ ра, определяем площадь выходного отверстия

200

Наконец, если отверстие прямоугольное, то, задавшись шири­ ной кожуха В (по ширине колеса с учетом зазора между колесом и кожухом), получаем вторую сторону прямоугольного выходного отверстия

После определения величины А описываем окружность диамет­

Вершины этого квадрата являются центрами, из которых опи­ сываем дуги окружностей, составляющие в совокупности спираль

ного патрубка (коллектора). Коллектор служит для подвода воз­ духа к колесу с малыми гидравлическими потерями. Зазор между колесом и входным патрубком кожуха не должен превышать 0,01 диаметра колеса. При большем зазоре количество перетекающего через него воздуха становится значительным.

Спиральные кожухи преимущественно изготовляются сварны­ ми из листовой стали, некоторые — клепанными на фальцах, или литыми (малые кожухи). Кожух небольшого вентилятора может крепиться непосредственно к станине. У больших же вентиляторов ввиду значительного веса кожух устанавливается на самостоятель­ ных опорах сварной конструкции. Для дальнейшего увеличения давления за спиральным кожухом устанавливается трапецеидальный

диффузор. На рис. 163, а, б соответственно изображено пра­ вильное и неправильное раскрытие трапецеидального диффузора. Этот диффузор иногда применяется также для обеспечения пере­ хода от выходного отверстия вентилятора к воздухопроводу боль­ шего сечения. Приемный патрубок и диффузор заводами не по­ ставляются, и их приходится изготовлять на месте.

§ 98. Схемы соединения вентилятора с двигателем

Необходимо внимательно отнестись к монтажу центробежного вентилятора.

При подборе вентилятора следует учесть, что установка всасы­ вающего патрубка и диффузора снижают к. п. д., давление и пода­ чу. С аэродинамической точки зрения (улучшение условий входа воздуха в рабочее колесо, уменьшение гидравлических потерь) коллектор вентилятора желательно иметь переменного сечения — суживающимся к всасывающей воронке. Диффузор должен быть достаточной длины для обеспечения наибольшего превращения ди­ намического давления в статическое. Раскрытие диффузора (угол конусности) допускается не более 55°. Опыт показывает, что ось диффузора целесообразно наклонять в сторону вращения (рис. 163). Стык диффузора с кожухом должен быть безукориз­ ненно гладким. Не рекомендуется устанавливать задвижку до диффузора.

Большое распространение получила посадка колеса вентиля­ тора 1 непосредственно на вал 2 электродвигателя 3 (рис. 164, I) ввиду компактности и надежности, а также бесшумной и экономич­ нойработы вентилятора. Однако такое соединение вентилятора с приводом возможно лишь при малых размерах вентилятора:

202

нине. Вал соединяется с двигателем при помощи муфты 5 (рис. 164, IV).

Валы вентиляторов чаще всего устанавливаются на шарико­ вых подшипниках. Колеса на валах насажены на шпонки и кре­ пятся стопорными винтами. При двустороннем всасывании кон­ сольно располагать колесо на валу невозможно. В этом случае и при большом весе колеса оно располагается на валу между дву­ мя подшипниками 6 (рис. 164, V, VI, VII), что обеспечивает более спокойную работу вентилятора, но усложняет конструкцию, мон­ таж и присоединение к сети. Подшипники крепятся на кронштей­ нах.

а

о

Рис. 164. Схемы соединения вентиляторов с двигателями

Кроме указанных способов присоединения ■ вентилятора к двигателю применяются клиноременная передача, привод от электродвигателя через редуктор и от паровой турбины, установ­ ленной на одном валу с вентилятором. В последнем случае мож­ но в широких пределах регулировать скорость вращения колеса вентилятора.

Как и в центробежных насосах, для правильной работы венти­ лятора колесо должно вращаться по ходу разворота спирального кожуха. Изменять направление вращения колеса вентилятора не­ эффективно. Для изменения направления движения воздуха или газа на обратное (опрокидывание вентиляции) при неизменном направлении вращения колеса устраиваются обходные каналы (на­ пример, при проветривании шахт), в которых устанавливаются специальные поворотные перегородки.

Вентиляторы, в которых колеса должны вращаться по часо­ вой стрелке, если наблюдать со стороны привода, называются правыми (см. рис. 152, а), а против часовой стрелки — левыми (см. рис. 152, б). Положение кожуха при нормальной работе вен­ тилятора принято обозначать литерами. Если выходное отверстие

203

ПраВое Вращение

Рис. 165. Положение кожухов вентиляторов

АНАЛИЗ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

§ 99. Давление вентилятора

Давление вентилятора складывается из статического и динами ческого, т. е.

Статическое давление соответствует потенциальной энергии газа. Статическое давление у вентилятора, как и у центробежных насосов, можно представить как сумму разрежения при всасыва­ нии р в и давления при нагнетании рИ.

На рис. 166 представлены три способа использования стати­ ческого давления вентилятора:

20 4

1)при наличии всасывающего и нагнетательного трубопрово­ дов (рис. 166, а) ;

2)в нагнетательном вентиляторе (рис. 166, б);

3)во всасывающем вентиляторе (рис. 166, в).

Максимальные ординаты р п и рв на рис. 166, б и рис. 166, в

и расходует свою мощность на нагнетание воздуха. Поэтому такой вентилятор называется нагнетающим, при большом давлении — дутьевым.

2. Если нагнетательная труба отсутствует или очень короткая по сравнению с всасывающей трубой (р„ = 0), то давление венти­ лятора

и мощность вентилятора тратится только на отсасывание возду­ ха. Поэтому такой вентилятор называется всасывающим, или вы­ тяжным (эксгаустером).

3.При отсутствии всасывающей и нагнетательной труб стати

ческое давление отсутствует, т. е. рв = 0, рн—0, вентилятор созда­ ет давление

205

и мощность тратится исключительно на перемещение воздуха.

в единицу времени, называется производительностью и выража­ ется в м3/с (м3/мин, м3/ч).

от газовой постоянной, температуры, давления и влаж­ ности всасываемого газа, кг/м3.

Следует отметить, что характерной величиной для размеров вентилятора является объемная, а не массовая производитель­ ность. В то же время для теплового баланса важно знать массовое количество подаваемого или отсасываемого воздуха при t = 20° С;

р —1 • ІО5 Н/м2 = 760 мм рт. ст.

Количество воздуха при стандартных условиях для сравнения

называется коэффициентом подачи, или объемным к. п. д.

§ 101. М ощность, потребляемая вентилятором. Установленная мощность

При определении мощности, потребляемой вентилятором, мож­ но пренебречь изменением плотности воздуха.

Мощность, потребляемая вентилятором, кВт

206

В (ПО) общий к. п. д. т]0бщ учитывает потери мощности внутри вентилятора, на преодоление механических сопротивлений в при­ воде и подшипниках, т. е.

мощи соединительной муфты, то т]пер = 1.

Для центробежных вентиляторов, у которых мощность' резко возрастает даже при незначительном увеличении производитель­ ности, в (ПО) вводится коэффициент запаса мощности. Это объ­ ясняется тем, что при работе вентилятора в сети в результате не­ точностей расчетов, отступлений от проекта при монтаже, негерме­ тичности сети и многих других причин мощность может отличаться от расчетной.

Коэффициент запаса мощности принимается К= 1,10-г-1,15; для осевых вентиляторов, у которых мощность в меньшей степени за­

По каталогу подбирается соответствующий по типу двигатель, у которого установленная мощность на валу — ближайшее боль­ шее значение по сравнению с расчетным. Правильно выбранная установленная мощность электродвигателя вентилятора обуслов­ ливает экономичность и надежность его эксплуатации. Если по­ добрать двигатель недостаточной мощности, то он быстро выйдет из строя, а работа двигателя с избыточной мощностью вследствие уменьшения cos ф при недогрузке установки станет неэко­ номичной.

207

РАБОТА ВЕНТИЛЯТОРА В СЕТИ

§ 102. Силы движущие и тормозящие

Установившееся движение жидкости или газа в трубопроводах происходит при равновесии действующих движущих сил давления

где 7,= 0,02-4-0,03— коэффициент трения воздуха о стенки трубы; / — длина прямого участка трубы, м;

d = 4 R —диаметр трубы, м;

R — гидравлический радиус сечения, м;

V— скорость движения газа в трубе, м/с;

Р— плотность воздуха, кг/м3;

'У трубопроводов, состоящих из участков разного диаметра, потери давления на преодоление трения вычисляются отдельно для каждого участка. Величина сопротивления всего трубопровода рав­ на сумме сопротивлений всех участков.

Потери давления в фасонных частях по (20)

Коэффициенты потерь определяются отдельно для каждого ви­ да местного сопротивления — колена, перехода и т. д., значения которых приведены в табл. 15.

Динамическое давление на выходе из трубопровода обычно полностью теряется. Поэтому его необходимо прибавить к тормо­ зящим силам

Рліш ~ рт>"/2.

Для того чтобы пропустить через данный трубопровод заданное количество воздуха, необходимо у начала трубопровода создать нагнетателем избыточное давление

т. е. величина этого давления должна быть равна сумме всех сопротивлений движению, в том числе: сопротивлений трения на прямых участках трубы, местных сопротивлений и потерь динами­ ческого давления на выходе из трубопровода.

§ 103. Характеристика трубопровода. Рабочая точка

Потери давления в трубопроводе на основании (57)

^ Р = gpS.lQ2,

где Q — расход воздуха, пропускаемого трубопроводом; Si — удельное сопротивление трубы.

208

Резкий поворот

Плавный поворот

209