книги из ГПНТБ / Ушаков, Константин Андреевич. Аэродинамика осевых вентиляторов и элементы их конструкций

При определении параметров при са += сау. опт находят пол­ ное давление Н собственно вентилятора:

--

H = hy + ^~,

которое и используется для вычисления величин параметров.

Рассмотрим пример определения параметров для вентиля­ тора, работающего в шахтной установке на всасывание. Вос­ пользуемся заданием примера 2 (гл. IV, § 6), предположив, что заданное давление 320 кг]м? является статическим давлением установки с коэффициентом потерь С = 0,3. В остальном задание то же.

Примем П2 — 0,2.

Находим по формуле (203) статический к- п. д. установки 1

многоступенчатого вентилятора нужно определять не по формуле (205), а по формуле (203), положив са — сау. опт.

219

Глава VIII

РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

§1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Вряде случаев режим работы вентиляторной установки во время эксплуатации не остается постоянным, а время от вре­

мени или даже непрерывно изменяется.

При этом вентилятор, подобранный на определенный режим, на котором он работает с максимальным к. п. д. или близким к нему, на других режимах будет работать с низким к. п. д. или вообще не сможет обеспечить получение этих режимов.

Регулирование изменением скорости вращения вентилятора возможно невсегда и может не обеспечивать получение необ­ ходимых режимов. Оно дает положительные результаты только в тех случаях,, когда необходимо изменить производительность в той же сети (о влиянии изменения скорости вращения на ха­ рактеристику вентилятора см. гл. X, § 1).

Появляется необходимость замены вентилятора или измене­ ния самой безразмерной характеристики его.

Внастоящем разделе мы и будем рассматривать регулирова­ ние. ведущее к изменению безразмерной характеристики.

Восевых вентиляторах такое регулирование осуществляется путем изменения углов установки лопаток рабочих колес и ло­ паток НА.

К регулированию изменением характеристики вентиляторов

можно отнести также их включение на последовательную и па­

раллельную работу' (см. гл. IX).

Изменение угла установки лопаток рабочих колес приводит

кширокому изменению производительности и давления в обла­ сти приемлемых величин к. п. д., как видно из рассмотрения характеристик (рис. НО). Однако этот способ регулирования требует особой конструкции вентилятора, позволяющей изменять

визвестных пределах угол установки лопаток его рабочего ко­ леса, а также остановки вентилятора на более или менее зна­

чительное время.

221

При регулировании поворотом лопаток НА (рис. 111) в не­ котором диапазоне углов к. п. д. сохраняется достаточно высо­ ким, а затем резко уменьшается. При, этом способе регулиро­ вания достигается значительное изменение потребляемой венти­ лятором мощности. Это используется для пуска крупных вен­ тиляторов: перед пуском НА ставится в положение, соответ­ ствующее наибольшему снижению мощности.

Регулирование НА осуществляется на ходу, без остановки вентилятора. При помощи соответствующего механизма все ло­ патки поворачиваются одновременно и достаточно быстро. Ча­ сто применяют смешанное регулирование колесом и аппаратом \ При этом углы установки лопаток колеса изменяют, например, через 5°, а в промежутках между кривыми 0К и 0К -ф- 5° регули­

рование осуществляется НА. Пример такого регулирования при­

веден на рис. 112 [101].

Задача регулирования состоит в том, чтобы при помощи од­ ного вентилятора получить несколько заданных рабочих точек

или всю совокупность точек в некоторой области изменения Q

и Н при, достаточно высоком к. п. д. При этом обычно бывает известной заранее последовательность получения рабочих точек и, следовательно, характер регулирования, т. е. известно, что

необходимо или изменять давление при незначительном изме­ нении производительности,, или, наоборот, изменять производи­ тельность при неизменном примерно давлении или одновре­ менно изменять и то и другое.

Кроме того, заранее может быть задан и способ регулиро­ вания, т. е. что вентилятор должен регулироваться или только

аппаратом, или только колесом или может быть применено сме­

шанное регулирование.

Эти требования должны быть учтены при выборе аэродина­

мической схемы вентилятора, а также его расчетных параметров

пли исходных, если, вентилятор подбирается из имеющихся. Как в случае расчета нового вентилятора, так и в случае

его подбора из имеющихся, когда отсутствуют его регулировоч­ ные характеристики, последние должны быть рассчитаны для того, чтобы оценить, могут ли быть получены заданные режимы работы, какая понадобится мощность электродвигателя, каковы предполагаемые к. п. д. в рабочих точках.

В работе [102] рассматривается регулирование производи­ тельности вентилятора, а регулировочные качества его оцени­ ваются по относительному изменению производительности при повороте лопаток на 1°, что затем приводит к выражению для эффективности регулирования в исходной точке. Это выражение

связывает такие параметры вентилятора, как //т, са, п.\ в исходной

1 В дальнейшем для краткости будем называть регулирование поворо­ том лопаток рабочего колеса и регулирование поворотом лопаток НА регу­ лированием рабочим колесом (К) и регулированием аппаратом (НА).

223

НА

224

(расчетной) точке и позволяет судить о влиянии их величины на регулировочные качества вентилятора. Регулирование произво­ дительности рассматривается при условии постоянства теорети­ ческого давления.

Аналогичные критерии могут быть введены и для регулиро­ вания давления при постоянной производительности,. Таким

образом, зная, каким должен быть характер регулирования и его способ, можно выбрать исходные параметры вентилятора такими, чтобы эффективность регулирования была возможно большей.

На рис. 113 приведены графики, из которых видно, как зави­ сит эффективность регулирования поворотО1М лопаток направ­ ляющего аппарата Эна и поворотом лопаток рабочего колеса

Эк от величины са при разных //т и п\.

По описанным критериям нельзя окончательно судить о глу­

бине регулирования производительности и давления, т. е. о воз­

можном наибольшем их изменении. Глубина регулирования

---------- Регулирование давления

---------- Регулирование производительности

Рис. 113. Зависимость эффективности регулирования от параметров.

Ят, ~са и Щ

При повороте лопаток на небольшой угол А© < 5° критерии эффективности регулирования отражают явления правильно.

Например, изменение производительности при, повороте лопаток

колеса на 1° при большом исходном значении НТ происходит в большей мере, чем при малом его значении при неосевом входе потока в колесо и прочих равных условиях. Это подтвер­ ждается экспериментом. Если же посмотреть, каково может

быть наибольшее изменение производительности с учетом раз­

рыва характеристики и при заданном наименьшем допустимом к. п. д., то окажется, что у вентилятора с малым НТ оно может быть не меньше и даже больше. Это объясняется тем, что

увентилятора с высоким НТ допустимая величина угла пово­

рота лопаток при этом оказывается значительно меньшей, чем

увентилятора с малым значением /7Т. То же относится и к ре­

гулированию давления.

Таким образом, если по каким-либо условиям величина угла-

поворота лопаток не имеет значения, величина НТ на глубину регулирования влияет мало.

226

Увеличение са способствует увеличению как эффективности, так и глубины регулирования аппаратом. На регулирование ко­

лесом величина са в обычном диапазоне исходных расчетных значений влияет незначительно.

§ 2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОВОРОТОМ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА

равна нулю потребляемая вентилятором мощность.

Для того чтобы представить, как должна изменяться харак­ теристика вентилятора при регулировании, прежде всего необ­ ходимо проанализировать изменение Нт. Его величина, будучи равной мощности, приходящейся на единицу производительно­ сти Q, характеризует кривую потребляемой мощности N. С дру­

прочих равных условиях может быть больше при меньшем угле

установки. Величины В и А уменьшаются с увеличением 0. Вели­

чина коэффициента А мала и равна нулю для густых решеток. При

решеток данной густоты и кривизны от угла установки профиля:

а — диффузорной; б — конфузорной

этот угол атаки имеет наибольшее значение. Для обследован­ ных рабочих колес при 0к<45ч-5О° с уменьшением 0К этот

угол уменьшается. Так, для вентилятора, характеристика кото­

228