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

Г л а в а XIII

ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ

§ 109. Конструкция осевых вентиляторов

Простейший осевой вентилятор (рис. 173, а) состоит из двух основных частей: осевого лопастного колеса 1 (с числом лопаток

колесо в большинстве случаев насаживается непосредственно на вал двигателя 6, а двигатель, укрытый обтекателем 7, располагается внутри кожуха. Величина зазора между кожухом и концами лопа­ ток должна быть минимальной, чтобы только колесо могло вращать­ ся внутри кожуха. Она не должна превышать 1,5% от длины лопат­ ки, так как при больших зазорах ухудшаются аэродинамические качества осевых вентиляторов (уменьшается статическое давление и снижается общий к. п. д.). Осевое колесо состоит из втулки от­ носительно большого диаметра и прикрепленных к ней глухих или поворотных лопаток. Лопатки могут быть симметричного и несим­ метричного профилей. Наиболее совершенную форму имеют лопат­ ки со специальным несимметричным профилем, напоминающим профиль крыла самолета. Лопатки с симметричным профилем мо­ гут работать при любом направлении вращения. Вентиляторы с такими лопатками называются реверсивными. Нереверсивными принято называть вентиляторы с несимметричными лопатками. Если форма профиля несимметрична, то лопатки устанавливаются

220

так, чтобы вогнутая сторона их двигалась по направлению враще­ ния колеса. Лучшая форма лопаток по вихревой теории Н. Е. Ж у­ ковского— расширяющаяся к втулке (осевые вентиляторы ЦАГИ).

Лопатки или все колесо изготовляются штамповкой из листо­ вого металла. При больших размерах вентилятора лопатки дела­ ются пустотелыми. Втулки могут быть литые и сварные. Лопатки к ним привариваются либо кре­ пятся наглухо заклепками и при помощи стержней. В последнем случае при регулировании можно

Рис. 173. Общий вид и схема осевого вентилятора

менять угол поворота лопаток относительно плоскости вращения. С повышением быстроходности осевого вентилятора число лопа­ ток уменьшают.

Для преобразования динамического давления в статическое цилиндрический кожух снабжается расходящимся так называемым осевым диффузором 5 (рис. 173, б). Иногда на крупных вентиля­ торах для выпрямления закручивающегося потока, а следователь­ но, для преобразования динамического давления в статическое не­ посредственно за осевым колесом устанавливается спрямляющий аппарат, состоящий из неподвижных лопаток, плоских или про­ филированных, которые образуют в кожухе продольные каналы.

§ 110. Вентиляторы встречного вращения

Для увеличения давления осевые вентиляторы соединяются последовательно. Сдвоенный вентилятор (рис. 174 а, б) состоит из двух колес, установленных на концах удлиненного вала. Так как поток воздуха одним колесом закручивается, то для раскру­ чивания потока второе колесо с обратным поворотом лопаток вращается в обратную сторону, для чего вентилятор имеет двой­ ную коробку скоростей. Таким образом был получен вентилятор встречного вращения. Для обеспечения высокого к. п. д. воздух должен войти в рабочее колесо в осевом направлении и в том же

потока за третьим колесом устанавливается аппарат с неподвиж­ ными лопатками.

221

Рис. 174. Схема вентилятора встречного вращения

и его характеристики

Если привод монтируется внутри кожуха, то потребная мощ­ ность делится между двумя небольшими двигателями половинной мощности вместо одного двигателя больших размеров. Иногда для увеличения полезного сечения кожуха осевого вентилятора, умень­ шения сопротивления движению воздуха двигатель вентилятора устанавливается вне потока.

§ 111. Особенности осевых вентиляторов

Осевые вентиляторы относятся к быстроходным нагнетателям и применяются для подачи относительно больших объемов газа при меньших давлениях, по сравнению с центробежными (на­ пример, для проветривания помещений, для вентиляции шахт, тун-

222

нелей, у ходков печей обжига во время выгрузки кирпича и т. д.). В осевых вентиляторах струи воздуха движутся параллельно оси, поэтому окружная скорость практически не изменяется, т. е. для каждой струйки U\ = u 2. Следовательно, в работе вентилятора не участвуют центробеленые силы. Вот почему вентиляторы этого типа развивают меньшие давления, чем центробежные.

Мощность, потребляемая осевым вентилятором, почти не зави­ сит от изменения производительности. Поэтому нет необходи­ мости устанавливать двигатели с запасом мощности, как это делается для центробеленых вентиляторов.

Осевые вентиляторы имеют большой к. п. д.; при симметрич­ ных лопатках они реверсивны, т. е. позволяют менять направление двилеения газа. Размеры такого вентилятора в радиальном направ­ лении невелики.

Задачи.

1. Какая мощность электродвигателя (с запасом 10%) необходима для вен­ тилятора производительностью 35000 м3/ч, работающего при давлении д=1500 Н/м2=150 мм вод. ст., если полный к. п. д. вентилятора равен 0,55?

Ответ: Л^дВ = 28,5 кВт.

2. Центробежный вентилятор среднего давления типа ЭВР № 4 при произ­ водительности 9000 м3/ч и при частоте вращения «=1500об/мин создает дав­ ление р=1100 Н/м2. Определить коэффициент полезного действия вентилятора,

80000 м3/ч при температуре £=190°С требуется установить дымосос.

Определить необходимую производительность дымососа, перепад давления,

223

П Р И Л О Ж Е Н И Е

ПРИМЕРНЫЕ ИНСТРУКЦИИ к ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ПРЕДМЕТУ «НАСОСЫ, КОМПРЕССОРЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ»

шлифовальная наждачная бумага, щетки стальные, обтирочный материал, мо­ лотки, керосин, масло машинное, ключи гаечные, сальниковая набивка, уровень рамный слесарный.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности и правилами поведения при работе в лаборатории.

2 . Проверить исправность рабочих инструментов.

3.Подготовить рабочее место и насос к разборке.

4.Разобрать насос вначале на отдельные сборочные единицы, а затем — на детали.

5. Прочистить и протереть детали (в особенности привалочные поверхности

ипосадочные места).

6.Подготовить, если требуется, сальниковую набивку.

7.Снять эскизы и размеры с основных деталей.

8.Смазать детали и собрать насос, установив его горизонтально. При этом

использовать рамный уровень.

ники.

3.Снять крышки сальников.

4.Снять крышку насоса.

5.Отвернуть гайки, крепящие верхние крышки подшипников, снять послед­

ние.

6.Вынуть ротор вместе с подшипниками из корпуса насоса.

7.Снять полумуфту и вынуть шпонку.

8.Снять внешние крышки корпусов подшипников.

9.Снять распорную трубку со стороны муфты.

10.Снять корпуса подшипников.

11.Отвернуть гайку, снять шайбу.

12.Снять с вала шарикоподшипники (с помощью съемника).

13.Снять с вала упорные втулки, крышки сальников, грундбуксы и уплот­ няющие кольца.

14.Отвернуть и снять защитные втулки вала, снять приставки.

224

15. Снять с вала рабочее колесо и вынуть шпонку.

Сборка насоса производится в последовательности, обратной разборке. Ввиду ограниченного времени производится неполная разборка.

Лабораторная работа № 2 (2 ч)

Пуск в ход, остановка и регулирование центробежного насоса

Цель работы. Практическое изучение последовательности пуска и остановки

центробежного насоса, регулирования его, а также приобретение навыков по испытанию насосов.

Оборудование и приборы. Центробежный насос с замкнутой циркуляцион­

Рис. I. Лабораторная насосная установка

емкость 0,8—1,0 м3 (рис. I); манометр на нагнетательной линии, вакуумметр на всасывающей линии, пусковая аппаратура (магнитный пускатель); устройство для заливки насоса; секундомер; тахометр.

4.Остановить насос.

5.Подготовить насос к пуску: залить насос, проверить, закрыта ли задвиж­

ка 1, краны на манометре и вакуумметре.

225

6.Открыть кран на манометре и пустить насос. Продолжительная работа насоса при закрытой задвижке не допускается.

7.Открыть кран на вакуумметре и плавно открыть задвижку.

8.Задвижку открывать с паузами для записи показаний манометра, соот­ ветствующих 0,00; 0,25; 0,50; 0,75 и полному открытию задвижки.

То же повторить в обратном порядке. Таким образом, можно получить 3-ь4

средних значения давления, которые соответствуют 3-^4 значениям производи­

внижний бак).

20.Остановить насос, слить воду из бака и насоса.

21.Данные свести в таблицу:

22. По данным таблицы построить кривые р — Q и N — Q.

226

Лабораторно-практическая работа № 3 (1 ч)

Ознакомление с конструкциями шестеренных, лопастных и осевых поршне­ вых насосов

Цель работы. Изучение конструкций, а также приобретение учащимися на­

выков в разборке и сборке масляных насосов, широко применяемых в металло­ режущих станках, гидравлических прессах, землеройных, дорожных и других машинах.

Оборудование, инструменты и материалы. Насосы (4-Н5 шт.); стол-верстак;

ключи гаечные; штангенциркуль; личные напильники, шлифовальная наждачная бумага. Обтирочный материал, керосин; масло машинное.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Ознакомиться с правилами безопасности при выполнении слесарных и ре­ монтных работ.

2.Подготовить рабочее место, инструменты, материалы и насосы (к раз­ борке) .

3.Разобрать насос на отдельные сборочные единицы и детали.

7.Каждая бригада разбирает и собирает не менее двух насосов.

8.Вычислить производительность насоса по заданной частоте вращения

иснятым основным размерам насоса.

9.Оформить отчет вчерне и предъявить преподавателю для проверки.

Лабораторно-практическая работа № 4 (1 ч)

бумага, личные напильники, штангенциркуль, обтирочный материал, керосин,, масло машинное, густая смазка для подшипников.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности при выполнении сле­

4.Произвести замеры зазоров (вредного пространства) в крайнем положении поршня.

5.Разобрать компрессор на отдельные сборочные единицы и детали.

6.Разобрать клапаны стационарных компрессоров.

7.Прочистить и протереть детали.

8.Снять эскизы и основные размеры (блок цилиндров, крышка блока,,

поршень, предохранительный клапан, клапаны стационарных компрессоров).

9.Смазать детали и собрать компрессор.

10.■Собрать клапаны стационарных компрессоров.

11.Каждой бригаде разобрать и собрать не менее двух сборочных единиц.

12.Оформить отчет вчерне и предъявить преподавателю для .проверки.

227

поршневого компрессора. Ознакомление с автоматикой защиты при его эксплу­ атации и регулирования производительности.

Оборудование и приборы. Действующая компрессорная установка (в лабо­

ратории или на производстве), манометры на компрессоре; термометры на ком­ прессоре; индикаторы на компрессоре; щит управления компрессором; дроссель­ ное устройство и привод к нему для регулирования производительности комп­

дения и коммуникаций внутри машинного зала и с контрольно-измерительными приборами.

3. Ознакомиться с правилами подготовки компрессора к пуску (до заня­ тия). На занятиях преподаватель проверяет знание этих правил учащимися.

4.Ознакомиться с приспособлением для вывода поршней иЗ мертвых поло­ жений (при пуске в ход).

5.Пустить компрессор (вхолостую).

6.Прослушать его работу.

7.Перевести компрессор на рабочий ход.

8.Записать показания манометров, термометров.

9.Записать максимальное и минимальное давления непосредственно с инди­ каторной диаграммы.

10.Записать марку и техническую характеристику компрессора, диаметры цилиндров, ход поршня, род и тип двигателя.

11.Составить отчет вчерне и предъявить преподавателю для проверки.

Лабораторная работа № 6 (2 ч)

Изучение конструкции вентилятора. Пуск в ход и регулирование. Давление вентилятора, его вакуум. Совместная работа вентиляторов

Цель работы. Изучение конструкции вентиляторов и приобретение прак­

тических навыков по пуску, регулированию и определению его давления и про­ изводительности.

и диаметра колеса. Резиновые шланги с внутренним диаметром 5э-6 мм для

228

4.Закрыть шиберы 1, 2, 5, включить вентилятор I и замерить его полное

давление.

5.Открыть шиберы 1, 5, и, введя чашечный анемометр в окошечко д, заме­ рить скорость воздуха. Выключить вентилятор I.

Примечание. Если скорость воздуха слишком велика для анемометра, то частично прикрыть шибер 1.

6. Закрыть шиберы 1, 2, 3. Открыть шиберы 4, 5. Включить вентилятор II

и замерить вакуумы. Показания манометра и вакуумметра (в пп. 4, 6) должны быть близкими. Остановить вентилятор II.

5

и включить вентилятор /. Оба вентилятора работают последовательно. Закрыть шибер 5 и замерить полное давление обоих вентиляторов. Открыть частично шибер 5 и замерить скорость воздуха.

9. Не останавливая вентиляторов, открыть шиберы 1 и 3, закрыть шибер 2 . Вентиляторы работают параллельно. Замерить скорость воздуха (шибер 5 ча­ стично закрыть), введя чашечный анемометр в окошко д. Одновременно заме­

рить полное давление параллельно работающих вентиляторов (при полном за­

должны быть равны. При одинаковой степени закрытия шибера 5 гидравличе­

ское сопротивление его почти не изменяется и равенство двух полных давлений не нарушается.

10.Замерить тахометром частоту вращения вентилятора.

11.По замеренным скоростям и размерам сечения воздуховода у шибера 5

вычислить производительности одного вентилятора и совместно работающих машин.

12. По найденным производительностям (при разных степенях открытия шибера 5) и полным соответствующим давлением (2—3 точки) вычислить мощ­ ности и построить характеристики вентилятора р—Q и N —Q.

13. Введя вместо шибера I диафрагмы с различными формами и размера­

ми отверстий, можно определить перепад давлений с помощью дифференциаль­ ного манометра, присоединенного к штуцерам а и б.

14. Составить отчет вчерне и предъявить преподавателю для проверки.

229