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

Для данного воздухопровода можно заменить gpS\l = K\, тогда применительно к вентиляторным установкам потери давления в воздухопроводах

р =

Кривая, построенная по этой формуле, называется характери­ стикой воздухопровода. Эта зависимость представляет квадра-

Рис. 167. Характеристика воздухопровода (а) и рабочая точка вентилятора (б)

тичную параболу, проходящую через>начало координат. Отсутствие в формуле члена pgHT объясняется тем, что насосу приходится преодолевать высоту столба жидкости Не (кроме потерь давления), а при работе вентилятора столб воздуха в воздухопроводе урав­ новешивается наружным атмосферным воздухом. Давление, раз-

210

виваемое вентилятором, расходуется исключительно на преодо­ ление сопротивлений сети (рис. 167, а). Характеристика вентиля­ тора строится в тех же координатных осях, что и характеристика центробежного насоса. По оси абсцисс откладывается производи­ тельность, по оси ординат — давление р, мощность N и к. и. д. г).

При наложении характеристики сети 1 на построенную в том же масштабе характеристику вентилятора 2 в пересечении этих кривых (рис. 167, б, точка А) получается рабочая точка. Она определяет подачу воздуха данным вентилятором в трубопровод и развиваемое при этом давление, т. е. точка пересечения кривых определяет режим работы вентилятора.

§ 104. Подбор вентилятора

Существуют два способа подбора вентиляторов: по таблицам и по характеристикам, приведенным в каталогах. Пользуясь задан­ ными величинами производительности и статического давления, по таблице определяют номер и частоту вращения соответствую­ щего вентилятора. Недостаток этого способа подбора вентилятора заключается в том, что невозможно точно определить оптималь­ ный режим работы вентиляторной установки. В результате спе-

.циально проведенных испытаний серийных вентиляторов состав­ лены таблицы, где для каждого номера вентилятора даются ха­ рактеристики (диаграммы). На каждой диаграмме нанесены кри­ вые давленгій и к. п. д. в зависимости от расходов воздуха при разных частотах вращения. На диаграмме, характеризующей вентилятор соответствующего номера, находят точку пересечения перпендикуляров, восстановленных к осям в местах, соответствую­ щих заданным производительности и давлению. Если эта точка не лежит на кривой, то значение т] или п определяют интерпо­ ляцией.

Например, требуется определить частоту вращения и к. п. д.

ставлена на рис. 168, по своему типу подходит к нашим условиям. Восстановленные перпендикуляры из точек Q= 5,6 м3/с, р=1000 Н/м2 пересекаются в точке А, которая лежит между кри­ выми 550 и 600 об/мин, поэтому искомую частоту вращения нахо­ дим интерполяцией. -В нашем случае она может быть принята 575 об/мин. Что касается значения rj, то оно находится между 0,60 и 0,62 и в нашем случае равно 0,61„

Пример. Подобрать вентилятор для перемещения воздуха при следующих

211

Рис. 168. Характеристика центробежного вентилятора № 8 серии ВРС при разных частотах вращения

Мощность на валу вентилятора по (ПО):

Мощность двигателя при rjn = 0,85 и с запасом 10%

1,1

Мдв = 19,5Qgg- = 25 кВт.

Окружная скорость

V = T,Dn!№ = 3,14 • 0,8 • 650/60 к 26 м/с.

что вполне допустимо (при скоростях, превышающих 30ч-40 м/с, работа венти­ лятора сопровождается сильным шумом).

Если заданным Q и р соответствует несколько номеров венти­ ляторов, то по их характеристикам определяют значения к. и. д. и выбирают тот из них, который при заданном режиме имеет наи­ большее значение к. п. д., меньше размером и потребляет мень­ шую мощность.

212

Для геометрически подобных вентиляторов строят так назы­ ваемые универсальные характеристики. Такие характеристики от­ носятся к координатам р—ивых, на которых нанесены кривые ок­ ружных скоростей и кривые одинаковых тр

Скорость і'вых определяется по производительности Q и пло­ щади выходного отверстия вентилятора Твых

V = QIF

^ В Ы Х Х , ! І в ы х

К характеристике приложена таблица (рис. 169), в которой для серийных номеров указаны значения наружного диаметра колеса и площадь выходного отверстия F вых. По этой характери-

N D. ,cSüXi 8т N мг

2 0.2 0/28

3 0,3 0/53

4 04 0,102

5 Of 0,160

6,5 0/5 8238

8 0,8 0,410

9,5 ops 0,578

11 1,1 0,775

12,5 1/5 1/00

/4 1,4 1/55

15,5 155 1,540

17 1/ W ir

125 1.85 2,130

20 2,0 2,560

Рис. 169. Универсальная характеристика вентиляторов

стике вентилятор подбирают следующим образом. По заданному р, ориентируясь на тітах (рис. 169, кривая и= 0,57), определяют предварительное значение скорости воздуха на выходе из вентиля-

По таблице выбирают ближайшую площадь F ВЬІХ, соответствую­ щую определенному номеру вентилятора, и находят действитель­ ную скорость выхода

Далее по заданному р и найденной сторости ивых на характеристи­ ке данной серии вентиляторов отмечают точку А, положение кото­ рой соответствует определенному значению окружной скорости и и к. п. д. вентилятора. Наконец, по найденной скорости и

213

и принятому по таблице диаметру можно вычислить частоту враще­ ния, об/мин

п — 60u(kD).

Для привода вентилятора применяем клиноременную передачу.

§ 105. Параллельная и последовательная работа вентиляторов

Если вентилятор по производительности и напору не удовлетво­ ряет заданным условиям, то вместо одного молено установить два или несколько вентиляторов, соединенных либо параллельно, либо последовательно.

Рис. 170. Параллельная работа вентиляторов

Параллельное соединение вентиляторов (рис. 170, а) применя­ ется в том случае, когда один из них не в состоянии обеспечить требуемую производительность. Для параллельной работы обычно применяются машины одинаковых размеров или геометрически подобные. Воздух из обоих вентиляторов I, II подается в один

214

воздухопровод или же оба вентилятора параллельно отсасывают воздух из одной и той же емкости (среды). Так, например, парал­ лельная работа вентиляторов осуществляется в котельных уста­ новках большой мощности. Вентилятор (или дымосос) с двусто­ ронним всасыванием представляет по существу параллельное со­ единение двух вентиляторов, у которых колеса помещены в общий

из этого и построена суммарная характеристика MC совместно работающих вентиляторов. На диаграмме отрезок ОЕ характери­ зует производительность, а ED — к. п .д. каждого из параллельно работающих вентиляторов. Если работает только один вентиля­

чительно больше производительности одного вентилятора OG. При крутой характеристике сети, что бывает при значительных сопро­ тивлениях, подключение второго вентилятора неэффективно: произ­ водительность Qb совместно работающих вентиляторов мало отли­ чается от производительности Qa при работе одного вентилятора.

Последовательное соединение вентиляторов (рис. 171, а) при­ меняют в тех случаях, когда один из них не в состоянии преодо­ леть противодавление сети. Для последовательной работы двух вен­ тиляторов следует нагнетательный патрубок одного из них соеди­ нить с всасывающим патрубком другого, который подает газ в сеть.

При последовательной работе вентиляторов с характеристика­ ми 1, 2 (рис. 171, б) получается суммарная характеристика 3. Рас­ ход воздуха через один вентилятор при изолированной работе в сети характеризуется отрезком О С Общая же производитель­ ность вентиляторов при совместной работе характеризуется отрез­ ком ОС2. При этом производительность каждого из них равна ОС2, поскольку весь воздух, подаваемый первым вентилятором, проходит через второй вентилятор. На рис. 171, б видно, что про­ изводительность ОС2 двух последовательно работающих вентиля­

215

торов несколько больше производительности ОСі одного при его изолированной работе. Общее давление, хотя и больше давления, создаваемого только одним вентилятором, но меньше суммарного давления при изолированной работе вентиляторов: А2С2<с2 А іСі.

Оба вентилятора могут соединяться непосредственно с одним электродвигателем, который в этом случае должен иметь два сво­ бодных конца вала. Возможна также последовательная работа вентиляторов, приводимых от разных двигателей.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ

§106. Пуск и остановка вентилятора

Перед пуском вентилятора следует проверить исправность всех соединений, прочность крепления колеса и наличие масла в мас­ ленках; убрать инструмент, оставленные детали, обтирочный ма­ териал (после монтажа или ремонта). После этого включают ру­ бильник. Чтобы определить правильно ли направление вращения колеса, выключают рубильник: при замедлении вращения колеса уточняют направление его вращения. Колесо вентилятора должно вращаться в сторону разворота спирального кожуха. Если на­ правление вращения правильное, вновь включают рубильник. В противном случае две фазы из трех на двигателе меняют места­ ми. Для остановки вентилятора достаточно выключить рубильник, после чего следует осмотреть агрегат.

Работа вентилятора всегда сопровождается шумом. Различают шум двух категорий: аэродинамический, возникающий вследствие воздействия отдельных элементов вентилятора на соприкасающий­ ся с ними воздух, и механический, возникающий вследствие вибра­ ции двигателя и вентилятора (шум подшипников и ременной передачи). Для уменьшения аэродинамического шума лопасти колес осевых вентиляторов с окружными скоростями свыше 30 м/с не следует делать слишком тонкими. У центробежных вен­ тиляторов низкого и среднего давления с лопатками, загнутыми назад, шум значительно меньше, чем у вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед. Аэродинамический шум возникает также в ко­ жухе вентилятора вследствие образования вихрей у всасывающих и выходных отверстий. Шум при работе вентилятора получается чаще всего в результате неправильного монтажа. Поэтому при установке вентилятора необходимо следить за тщательной балан­ сировкой колеса, затяжкой креплений. Для уменьшения шума

216

с вентилятором вставками из плотной парусины;- г) установить вентиляторы в деревянных футлярах, обитых войлоком; д) если возможно, то установить вентилятор низкого давления, имеющий колесо с загнутыми назад лопатками; е), если нет всасывающей трубы, установить коллектор обтекаемой формы или конус; ж) для центробежных вентиляторов с клиноременным приводом заменить подшипники качения подшипниками скольжения; з) боковые стенки спиральных кожухов снабдить уголками жесткости; и) обе­ спечить работу вентилятора при эксплуатационном к. и. д. не ниже 0,9 от максимального.

Очень большое значение для уменьшения шума при работе вентилятора, увеличения прочности, сохранения исправности под­ шипников имеет балансировка колес. Масса колеса должна быть расположена симметрично плос­ кости вращения и распределена так, чтобы центр тяжести ее был совмещен с осью вращения. Ста­ тическая балансировка произво­ дится на специальных приспособ­ лениях, причем если диски тон­ кие (клепаные или штампован­ ные), то для устранения неурав­ новешенности колеса к его диску приклепываются или приварива­ ются в соответствующих местах пластинки, а в литых колесах (насосов) стачиваются места на поверхности, где масса лишняя.

Статическая балансировка осу­ ществляется очень просто. Если колесо не уравновешено, то его поворачивают до тех пор, пока

ротор не будет находиться в состоянии устойчивого равновесия. При этом центр тяжести неуравновешенной части массы находит­ ся в самом нижнем положении по вертикали. Колесо поворачива­ ют на 90° и подбирают такой грузик, чтобы система не поворачи­ валась (рис. 172). Причем, снимают или прибавляют соответствую-

,щие массы на расстоянии, возможно большем от центра, с тем что­ бы величина снятого или прибавленного груза была .мини­ мальной.

Многоколесные роторы насосов могут быть статически уравно­ вешены, а колеса их в то же время — статически неуравновешены. Такие роторы называются динамически неуравновешенными, так как неуравновешенные массы двух колес, расположенные в диа­ метрально противоположных направлениях от оси вала, при вра­ щении его приводят к возникновению пары сил (изгибающей вал),

направление момента которой меняется через каждые 180°. Дина­ мически отбалансировать ротор можно статическим уравновеши­ ванием каждого колеса в отдельности.

Вибрация центробежной машины — явление нежелательное, а нередко и опасное. Различают вибрации при первом пуске маши­ ны и при нормальной ее работе. Наиболее опасными являются

(средняя величина зазора должна быть 2% о от диаметра цапфы)

ная установка прокладок под фундаментные рамы машины, редук­

Степень вибрации агрегата следует проверять после монтажа, до и после ревизии (но не реже одного раза в год) и при местном увеличении вибрации. За вибрацией необходимо вести система­ тическое наблюдение. Вибрация дымососов не должна превышать 0,1 мм. При повышении вибрации сверх указанной величины сле­ дует принять меры к устранению причин при первой же оста­ новке агрегата. При вибрации, превышающей 0,2 мм, дымосос (или вентилятор) должен быть немедленно отключен для устране­ ния причин вибрации.

§ 108. Основные неисправности вентиляторов

Правильная эксплуатация вентилятора увеличивает срок служ­ бы, позволяет лучше использовать его и уменьшить шум. Виды

218

219