Вентиляция и кондиционирование / вент_задания / vosn / files / vosn_8-9
.pdf
РАБОТА ВЕНТИЛЯТОРА В СЕТИ
2.РАБОТА ВЕНТИЛЯТОРА В СЕТИ
Вентиляторы, как правило, работают в сети, кото рая представляет собой систему воздуховодов различ ной протяженности, включающую всевозможные фа сонные элементы и воздухо распределяющие устрой ства. Энергия, передаваемая вентилятором переме щаемому газу, расходуется на преодоление гидравли ческого сопротивления сети, которое равно суммар ным потерям давления во всех элементах сети.
Зависимость суммарных потерь давления ∆р от объёмного расхода Q перемещаемой через сеть сре ды называется характеристикой сети. Она зависит от плотности ρ перемещаемой среды, скорости течения V и конфигурации элементов сети. В подавляющем большинстве случаев эта зависимость представляет ся квадратичной параболой
∆р = k Q2, (10) где k — коэффициент, зависящий от формы и длины участков сети и от плотности ρ перемещаемой сре ды. На графиках аэродинамических характеристик в логарифмических координатах парабола (10) пред ставляется в виде прямой линии, параллельной ли нии постоянных значений КПД.
Характеристику проектируемой сети определяют расчетом. Характеристики реальных систем опреде ляют экспериментально путём измерения потерь давления во всасывающем и нагнетательном трактах или путём определения разности полных давлений в выходном и входном сечениях вентилятора, установ ленного в этой сети.
Рабочий режим вентилятора определяется точкой пересечения характеристики вентилятора pv(Q) с ха рактеристикой сети ∆р(Q). В этом режиме создавае мое вентилятором давление равно суммарным поте рям давления в сети. При выборе вентилятора следу ет стремиться к тому, чтобы его рабочий режим нахо дился как можно ближе к номинальному режиму ра боты вентилятора с максимальным КПД, что обусло вит наименьший шум и наименьшую потребляемую мощность.
Вентилятор может устанавливаться в сети следу ющим образом:
элементы сети находятся на стороне всасывания (вентилятор работает на всасывание); элементы сети находятся на стороне нагнетания (вентилятор работает на нагнетание);
элементы сети расположены на сторонах всасы вания и нагнетания (вентилятор работает в ком бинированной сети).
При работе вентилятора в комбинированной сети развиваемое им полное давление pv расходуется на потери давления во всасывающем участке сети ∆р1, на потери давления в нагнетательном участке сети ∆р2 и на динамическое давление ∆рd в выходном се чении нагнетательного участка
pv = psv + pdv = ∆р1 + ∆р2 + ∆рd. |
(11) |
При работе вентилятора на нагнетание величина |
|
∆р1 = 0 и |
|
pv = psv + pdv = ∆р2 + ∆рd. |
(12) |
При работе вентилятора на всасывание величина ∆р2 = 0 и динамическое давление ∆рd в выходном сечении нагнетательного участка равно динамическо му давлению вентилятора ∆рd = pdv. Формула (11) приводится к виду
psv = ∆р1. |
(13) |
В этом случае вентилятор на заданные парамет ры следует подбирать по величине не полного, а ста тического давления, используя приведенную на гра фиках аэродинамических характеристик вентилято ров дополнительную шкалу динамического давления pdv. Статическое давление для каждого режима опре деляется по формуле (2), как разность между полным и динамическим давлением вентилятора.
При установке вентилятора в сети необходимо, чтобы фасонные элементы сети, нарушающие равно мерность потока, не располагались на расстоянии меньше четырех гидравлических диаметров от вход ного сечения и меньше двух гидравлических диамет ров от выходного сечения вентилятора. Нарушение этого условия может привести к снижению аэродина мических характеристик вентиляторов, приведенных в Каталоге. Особенно резко ухудшаются характерис тики при установке вблизи вентиляторов стенок, по воротных участков в виде колен, диффузоров с боль шими углами раскрытия (30° и более). При необходи мости установки этих элементов вблизи вентилятора необходимо пользоваться сниженными характерис тиками вентиляторов с этими элементами.
8
РАБОТА ВЕНТИЛЯТОРА В СЕТИ
Изменение рабочего режима вентилятора при изменении плотности перемещаемой среды
В соответствии с формулами (3) производи тельность вентилятора и его КПД не зависят от плотности перемещаемой среды, а создаваемое вентилятором давление и потребляемая мощность прямо пропорциональны плотности. Поэтому при изменении плотности перемещаемой среды в m раз величина потерь давления в сети изменится также в m раз. В такое же число раз изменится ве личина создаваемого вентилятором давления и по требляемой мощности.
Изменение рабочего режима вентилятора при увеличении потерь давления в сети
При увеличении потерь давления в сети, которое происходит, например, при дросселировании, при засорении фильтров, рабочий режим смещается по характеристике вентилятора в сторону меньших рас ходов, что сопровождается увеличением создаваемо го вентилятором давления и снижением потребляе мой мощности.
Изменение рабочего режима вентилятора при изменении частоты вращения вентилятора
При изменении частоты вращения вентилятора, работающего в заданной сети, рабочий режим венти лятора смещается вдоль характеристики сети. В со ответствии с формулами (5) при изменении частоты вращения в m раз, производительность вентилятора изменится в m раз, создаваемое давление в m2 раз, потребляемая мощность в m3 раз. КПД венти лятора остается неизменным.
Определение рабочего режима вентиляторав системе с параллельно установленными воздуховодами
При работе вентилятора в разветвленной сети, состоящей из нескольких параллельных участков, не обходимо прежде всего рассчитать характеристику сети каждого участка. Затем определить суммарную характеристику сети путём сложения величин расхо да для каждого участка при заданном значении по терь давления. Рабочий режим вентилятора опреде лится точкой пересечения его характеристики с сум марной характеристикой сети. Величина расхода воз духа в каждом участке сети будет обратно пропорци ональна величине потерь давления в этом участке .
9