1.6.Области применения нагнетателей
Нагнетатели различных типов нашли широкое применение в промышленности, общественных зданиях, в быту, в системах энергообеспечения (тепло-, газо- и водоснабжения), на транспорте и т. д.
Радиальные вентиляторы со спиральным корпусом применяются в системах вентиляции и кондиционирования воздуха зданий, и транспортных средств, пневмотранспорта, дымоудаления. В теплоэнергетике – для подачи воздуха в топки тепловых генераторов (дутьевые вентиляторы), для отсасывания дымовых газов (дымососы), для подачи в топки угольной пыли в качестве топлива (мельничные вентиляторы).
Малогабаритные радиальные и осевые вентиляторы применяются для создания микроклимата в ограниченном пространстве охлаждения аппаратуры, электродвигателей и т. д.
Малогабаритные осевые вентиляторы используются также в быту. Осевые вентиляторы большой производительности применяются для проветривания шахт, рудников, вентиляции метрополитенов и тепловых электростанций, в вентиляторных градирнях и т. д.
Диаметральные вентиляторы применяются в качестве встроенных в оборудование (кондиционеры и т.д.). Другие типы вентиляторов серийно не выпускаются.
Центробежные насосы наиболее распространены в системах отопления, тепло-водоснабжения, в теплоэнергетических установках для питания котлоагрегатов, для подачи конденсата в системе регенеративного подогрева питательной воды и циркуляционной воды в конденсаторы турбин, в системах гидрозолоудаления.
Поршневые насосы в настоящее время применяются редко.
Роторные насосы применяются на электростанциях в системах смазки и регулирования турбин.
Вихревые насосы применяют в химической промышленности для подачи химически агрессивных сред, а также в качестве вакуум-насосов и для перекачки сжиженных газов.
Струйные нагнетатели применяются в теплофикационных установках – на вводах теплосети в здания (элеваторы), в системах вентиляции взрывопожароопасных помещений (эжекторы), в системах пневмогидротранспорта и т.д.
Эрлифты применяются в промышленности для подачи агрессивных жидкостей на небольшую высоту, для подъема воды из буровых скважин для хозяйственного водоснабжения и т.д.
Различные типы компрессоров (центробежные, осевые, роторные, поршневые) применяются для получения сжатого воздуха в технологических целях, для работы пневмоинструмента, для транспортировки газа по газопроводам, в холодильных машинах.
В системах теплоснабжения и вентиляции применяются только лопастные насосы и вентиляторы. Поэтому далее будут рассматриваться нагнетатели этого типа.
Глава 2.Теоретические основы работы лопастных вентиляторов и насосов
2.1.Движение жидкости в колесе центробежного нагнетателя
Важным элементом лопастных машин является рабочее колесо. В центробежных нагнетателях оно обычно состоит из двух дисков, связанных друг с другом лопатками: одного – сплошного (заднего) и второго – кольцеобразного с отверстием, через которое жидкость поступает в каналы между лопатками. Полное давление жидкости на выходе из колеса равно сумме статического PS и динамического Pd давления:
,
где C – скорость потока на выходе из колеса, м/с.
Рассмотрим элементарную частицу жидкости, оказавшуюся в некоторый момент времени t в точке A пространства между лопатками. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении колеса, частица должна была бы двигаться относительно колеса по радиусу R. Однако, криволинейная форма лопаток обусловливает отклонение траектории движения частицы в межлопаточном пространстве от прямолинейной. Кроме того, в период нахождения в межлопаточном пространстве жидкость участвует и во вращательном движении вместе с колесом. Таким образом, абсолютную скорость (скорость движения потока относительно неподвижного корпуса нагнетателя) С можно представить, как векторную сумму двух скоростей: относительной w (скорость движения относительно колеса) и переносной (окружной) u (скорость движения вместе с колесом). Векторная сумма называется параллелограммом скоростей, которые строятся на входе и выходе из колеса (рис.2.1). Скорость u является касательной к окружности вращения (перпендикулярна к радиусу), скорость w является касательной к лопатке.
Рис.2.1. Построение параллелограмма скоростей
Векторы окружной и абсолютной скоростей образуют угол ; вектор относительной скорости с обратным направлением окружной скорости – угол . Абсолютную скорость можно разложить на радиальную составляющую, равную Cr = Csinα,и окружную составляющую Cu=Сcosα, которая называется скоростью закручивания.