§ 6.2. Вентиляторы

Вентиляторы предназначены для перемещения воздуха или других газов. Они подразделяются на центробежные и осевые. Основными характеристиками, определяющими вентилятор, яв­ляются: подача, давление и частота вращения рабочего колеса.

Теоретическое давление (Па), создаваемое вентилятором, определяется по формуле

Р_m=ρ(u₂c₂cosα₂-u₁c₁cosα₁), (6.23)

где ρ — средняя плотность перемещаемого газа, кг/м³; u₁ и u₂ — окружные скорости газа на входе и выходе с рабочей лопатки, м/с; c₁ и с₂ — абсолютные скорости газа на входе и выходе с рабочего колеса, м/с; α₁ и α₂ — углы между аб­солютной и окружной скоростями на входе и выходе газа с рабочей лопатки.

Окружная скорость (м/с) газа при входе на рабочую лопатку

u₁=πd₁n/60, (6.24)

где d₁ — внутренний диаметр рабочего колеса, м; n — частота вращения рабочего колеса, об/мин.

Окружная скорость (м/с) газа на выходе с рабочей лопатки

u₂=πd₂n/60, (6.25)

где d₂ — наружный диаметр рабочего колеса, м.

Действительное, давление (Па), создаваемое вентилятором,

Р=Р_тη_г, (6.26)

где η_г — гидравлический кпд вентилятора.

Мощность (кВт), потребляемая вентилятором,

N_в=(PQ/η₀)100, (6.27)

где Р — действительное давление, создаваемое вентилятором, кПа; Q — подача вентилятора, м³/с; η₀ — общий кпд вентилято­ра, %.

Мощность двигателя (кВт) для привода вентилятора находит­ся по формуле

N_дв=βN_в, (6.28)

где β — коэффициент запаса мощности двигателя, принимаемый для центробежных вентиляторов 1,1... 1,15, для осевых вентилято­ров — 1,05...1,1.

Задача 6. Определить теоретическое давление, создавае­мое центробежным вентилятором, если частота вращения рабо­чего колеса n=1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего коле­са d₁=0,5 м, окружная скорость воздуха на выходе с рабочей лопатки u₂=45 м/с, абсолютная скорость воздуха при входе на рабочее колесо c₁=32 м/с, абсолютная скорость воздуха на вы­ходе с рабочего колеса с₂=60 м/с, угол между абсолютной и окружной скоростями при входе воздуха на рабочую лопатку α₁=40°, угол между абсолютной и окружной скоростями на выходе с рабочей лопатки α₂=20° и средняя плотность воздуха в вентиляторе ρ=1,2 кг/м³.

Ответ: Р_т=1854 Па.

Задача 7. Определить действительное давление, создавае­мое центробежным вентилятором, если частота вращения рабо­чего колеса n=1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего коле­са d₁=0,5 м, наружный диаметр рабочего колеса d₂=0,6 м, про­екция абсолютной скорости с₁ на направление окружной скорости воздуха при входе на рабочую лопатку c₁cosα₁=25 м/с, проек­ция абсолютной скорости с₂ на направление окружной скорости воздуха на выходе с рабочей лопатки c₂cosα₂=58 м/с гидрав­лический кпд вентилятора η_г=0,8 и средняя плотность воздуха в вентиляторе ρ=1,2 кг/м³.

Ответ: Р=1646 Па.

Задача 8. Определить мощность двигателя для привода центробежного вентилятора, если подача вентилятора Q=10 м³/с, коэффициент запаса мощности двигателя β=1,1, частота вращения рабочего колеса n=1500 об/мин, внутренний диаметр рабочего колеса d₁=0,6 м, наружный диаметр рабочего колеса d₂=0,7 м, средняя плотность воздуха в вентиляторе ρ=1,2 кг/м³, абсолютная скорость воздуха при входе на рабо­чее колесо c₁=30 м/с, абсолютная скорость воздуха на выходе с рабочего колеса с₂=56 м/с, угол между абсолютной и окру­жной скоростями при входе воздуха на рабочую лопатку α₁=40°, угол между абсолютной и окружной скоростями на выходе воз­духа с рабочей лопатки α₂=20°, гидравлический кпд вентилятора η_г=0,8 и общий кпд вентилятора η₀=65%.

Задача 9. Определить мощность, потребляемую центро­бежным вентилятором, если теоретическое давление, создавае­мое вентилятором, Р_т=2100 Па, гидравлический кпд вентилято­ра η_г=0,8, подача вентилятора Q=10 м³/с и общий кпд вен­тилятора η₀=65%.

Задача 10. Определить подачу центробежного вентилятора, если средняя плотность воздуха в вентиляторе ρ=1,2 кг/м³, окружная скорость воздуха при входе на рабочую лопатку u₁=42 м/с, окружная скорость воздуха на выходе с рабочей лопат­ки u₂=54 м/с, проекция абсолютной скорости с₁ на направление окружной скорости воздуха при входе на рабочую лопатку c₁cosα₁=25 м/с, проекция абсолютной скорости с₂ на направле­ние окружной скорости воздуха на выходе с рабочей лопатки c₂cosα₂=55 м/с, гидравлический кпд вентилятора η_г=0,82, мощ­ность, потребляемая вентилятором, N_в=20кВт и общий кпд вентилятора η₀=64%.

Задача 6.28. Определить общий кпд осевого вентилятора, ес­ли теоретическое давление, создаваемое вентилятором, Р_т=2100 Па, гидравлический кпд вентилятора η_г=0,8, подача вентилятора Q=9,5 м³/с, мощность двигателя для привода вен­тилятора N_дв=24 кВт, коэффициент запаса мощности двигателя β=1,05.