21. Способы регулирования вентиляторов

Для изменения производительности вентилятора в процессе эксплуатации используется ряд способов.

Наиболее простым способом является регулирование шибером в тракте. Однако этот способ наименее экономичен, так как прикрытие шибера не влияет на характеристику Q−H машины, а лишь искусственно повышает сопротивление тракта. Ввиду низкой экономичности шиберного регулирования этот способ, как правило, не применяется и лишь иногда встречается в установках небольшой мощности.

Более экономичными являются способы регулирования, воздействующие на характеристику Q−Н машины. К ним отно­сятся регулирование изменением частоты вращения, регулирование направляющим аппаратом, а также пово­ротом самих рабочих лопаток или их закрыл­ков.

При изменении скорости вращения параметры Q, Н и N машины изменяются по известным соотношениям (11). Здесь КПД машины при пересчете произ­водительности и развиваемого давления по указанным соотношениям для соответствую­щих точек при различных частотах вращения практически одинаковый.

При регулировании направляющим аппаратом КПД машины несколько снижается. Однако, несмотря на это рас­ход мощности меньше, чем при шиберном регулировании, за счет уменьшения созда­ваемого машиной давления до значения со­противления тракта. Благодаря сравнительной простоте кон­струкции и обслуживания при относительно малой инерционности и удовлетворитель­ной экономичности регулирование направ­ляющими аппаратами является наиболее распространенным способом регулирования.

Машины с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса имеют более высокую экономичность в процессе регулирования, чем машины, снабженные направляющим аппаратом.

22. Аэродинамические характеристики вентилятора

Аэродинамические качества вентилятора характеризуются производительностью , давлением H_ст или Н, КПД η_ст или η и потребляемой мощностью N.

Зависимость между указанными параметрами данного венти­лятора при определенных углах установки θ лопастей рабочего колеса, лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов и при постоянной частоте вращения его ротора называется аэродинамической характеристикой вентилятора. Она получается опытным путем при испытаниях вентилятора и представляется в виде как это показано на рис.20.

Рис. 20. Аэродинамические характеристики вентиляторов: а- центробежного; б - осевого

Рабочий участок 1-2 характеристики центробежного вентилятора (рис.20а) получен из условия экономичности для η ≥ 0,6.

На характеристике осевого вентиляторами (рис.20б) слева от точки В – область неустойчивой, т. е. недопустимой работы. Поэтому координаты точки 1 определяются из условия устойчивой работы вентилятора при увеличении сопротивления вентиляционной сети в 1,5 раза. Точка 2 получена из условия экономичной работы. Таким образом, для установок с осевыми вентиляторами рабочий участок 1-2 аэродинамической характеристики определяется из условия устойчивой и экономичной работы.

В процессе эксплуатации вентиляторов возникает необходимость регулирования их рабочих режимов. Для этого лопасти рабочих колес и лопатки направляющих аппаратов могут устанавливаться под различными углами в зависимости от условий эксплуатации.

Для каждого угла установки лопастей вентиля­тор имеет свою аэродинамическую характеристику. Ряд этих характеристик, будучи нанесены на один график, образуют семейство кривых, на котором выделяется область промышленного использования вентилятора.

Область промышленного использования венти­лятора включает рабочие участки аэродинамических характеристик для различных углов установки лопастей при одинаковой частоте вращения ротора и устанавливается индивидуально.

На рис.21а рабочие участки аэродинамических характеристик 1-2 и 3-4 соответствуют крайним предельным значе­ниям углов установки лопастей рабочего колеса, 1-3 является границей устойчивой работы, 2-4 – указывает на минимальное допустимое значение КПД η_min. На этой же диаграмме пока­заны линии одинаковых значений КПД – от минимально допу­стимого до максимального. Построение области промышленного использования на рассматриваемом рисунке показано для осевых вентиляторов.

Рис.21. Области промышленного использования вентиляторов: а- осевого; б- центробежного

Область промышленного использования центробежного венти­лятора (рис.21б) при регулировании направляющим аппаратом, заключена между рабочими участками аэродинамических харак­теристик, соответствующих предельным углам установки лопаток направляющего аппарата и линией минимально допустимого КПД =0,6. При регулировании изменением частоты вращения рабочего колеса область промышленного использова­ния ограничена рабочими участками аэродинамических характеристик при предельных значениях частоты вращения и линий минимально допустимого КПД.