Министерство образования и науки российской федерации
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (СИБСТРИН)
В.И.Костин
Энергоэффективная работа насосов и вентиляторов в системах теплоснабжения и вентиляции
Новосибирск 2015
удк 621.6.01
ббк 31.56
к 723
Энергоэффективная работа насосов и вентиляторов в системах теплоснабжения и вентиляции: В.И. Костин; Новосиб.гос.архитектур. -строит.ун-т (Сибстрин),- Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2014.- 181 с.
ISBN
В книге рассмотрены насосы и вентиляторы, применяемые в системах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, теплоснабжения. Приводятся принципы подбора и работы насосов и вентиляторов в сети трубопроводов и воздуховодов. Проанализирована совместная работа нагнетателей (параллельная, последовательная, смешанная схемы соединения). Рассмотрены особенности регулирования насосов и вентиляторов в системах теплоснабжения и вентиляции, в том числе при совместной работе. Освещены вопросы повышения энергоэффективности работы насосов и вентиляторов. Книга предназначена для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция», и для инженерно-технических работников проектных и монтажных организаций.
Рецензенты
Д-р. техн.наук, профессор В.Г. Гагарин (Московский строительный университет)
Д-р. техн.наук, профессор Н.А. Попов (институт горного дела СОРАН)
Оглавление
Основные условные обозначения 5
Глава 1. Классификация нагнетателей и о область их применения 7
1.1.Классификация нагнетателей 7
1.2.Основные параметры работы нагнетателей 8
1.3.Объемные нагнетатели 11
1.4.Лопастные нагнетатели 13
1.5.Нагнетатели трения 17
1.6.Области применения нагнетателей 21
Глава 2. Теоретические основы работы лопастных вентиляторов и насосов 23
2.1.Движение жидкости в колесе центробежного нагнетателя 23
2.2.Формула Эйлера. Полное теоретическое давление, создаваемое колесом центробежного нагнетателя 24
2.3.Потери энергии в центробежном нагнетателе 28
2.4.Принципы конструирования центробежного нагнетателя 31
2.5.Принципы работы осевых нагнетателей 33
2.6.Кавитация насосов. Допустимая высота всасывания 38
Глава 3. Характеристика нагнетателей 42
3.1.Понятие о характеристиках нагнетателей 42
3.2.Характеристики лопастных нагнетателей 42
3.2.1.Характеристики центробежных нагнетателей 42
3.3.2.Характеристики осевых и диаметральных нагнетателей 46
3.3.Подобие лопастных нагнетателей. Пересчет характеристик 48
3.4.Универсальные характеристики 53
Глава 4. Работа насосов и вентиляторов в сети 58
4.1.Характеристика сети 58
4.2.Метод наложения характеристик 61
4.3.Влияние изменения параметров нагнетателя и характеристики сети на параметры системы «нагнетатель-сеть» 62
4.4.Совместная работа нагнетателей 71
4.4.1.Понятие о совместной работе нагнетателей 71
4.4.2.Параллельная работа нагнетателей 72
4.4.3.Последовательная работа нагнетателей 87
4.4.4.Сопоставление последовательной и параллельной работы 92
4.4.5.Смешанная схема совместной работы нагнетателей 93
4.5.Устойчивость работы нагнетателей в сети (помпаж) 99
4.6.Регулирование насосов и вентиляторов 103
4.6.1.Методы регулирования 103
4.6.2.Регулирование нагнетателей при совместной работе 113
4.6.3.Регулирование насосов и вентиляторов в системах отопления 121
4.6.4.Оценка энергетической эффективности регулирования насосов и вентиляторов 128
Глава 5. Конструкции вентиляторов 131
5.1.Основные конструкции и их классификации 131
5.2.Радиальные вентиляторы 135
5.3.Осевые вентиляторы 143
5.4.Энергосберегающее присоединение вентиляторов к сети воздуховодов 148
5.5.Подбор вентиляторов 155
Глава 6. Конструкции насосов 163
6.1.Основные типы насосов и специфика их работы 163
6.2.Центробежные насосы 165
6.3.Осевые насосы 174
6.4.Подбор насосов 176
Библиографический список 181
Основные условные обозначения
b – ширина рабочего колеса лопастного нагнетателя, мм
С – абсолютная скорость, м/с
С1u – проекция абсолютной скорости на переносную на входе
потока в рабочее колесо, м/с.
С2u – проекция абсолютной скорости на переносную на выходе
потока из рабочего колеса, м/с.
D – диаметр рабочего колеса лопастного нагнетателя, мм
d – диаметр трубопровода (воздуховода), мм
E – энергия, Дж
F – сила, Н
G – массовый расход, кг/ч
H – напор, м вод.ст.; высота всасывания, м
Ке – критерий энергетической эффективности регулирования
l – линейный размер, мм,м
L – объемный расход; производительность, подача нагнетателя, м3/ч, л/с, м3/с
N – мощность, кВт, Вт
n – частота вращения, об/мин
P – полное давление, Па, кПа, МПа
Pd –динамическое давление, Па, кПа, МПа
PS – статическое давление, Па, кПа, Мпа
R – радиус, мм, м
u – переносная скорость, м/с
V – объем, м3
w – относительная скорость, м/с
Z – число лопаток, высота уровня, м
Δh – потери напора, м вод.ст.
ΔP – потери давления, Па
β1 – угол установки лопатки в рабочем колесе на входе, град
β2 – угол установки лопатки в рабочем колесе на выходе, град
γ – удельный вес, Н/м3
ξ, λ – коэффициенты местных сопротивлений и по длине
η – коэффициент полезного действия (КПД)
ρ – плотность, кг/м3
υ – удельный объем, кг/м3; скорость потока в трубопроводе (воздуховоде), м/с
φ–
коэффициент закручивания потока,
=
Сu/u
ψ – коэффициент давления, ψ = Р/Рd
ω – угловая частота вращения, рад/с
Г – циркуляция скорости, м2/с