3) Потребляемую мощность на валу электродвигателя определять по сле­дующим формулам:

• При перемещении чистого воздуха при нормальных условиях

(15)

где η_в — КПД вентилятора, выбирается по характеристике; η_п — КПД передачи,

• при перемещении воздуха с высокой температурой

(16)

• при перемещении воздуха с механическими примесями

(17)

4 ) Установочную мощность электродвигателя определять по формуле

(18)

где К₃ — коэффициент запаса мощности (К₃ = 1,05...1,20 — для осевых вентиляторов, К₃ = 1,10...1,50 — для центробежных вентиляторов).

Вопрос №3 Изменение режимов работы вентиляторов.

Изменять режим работы вентилятора можно различными способами:

• изменением частоты вращения вала вентилятора;

• дросселированием на входе и выходе вентилятора;

• направляющими аппаратами различной конструкции;

• параллельной и последовательной работой вентиляторов.

Первый способ требует применения электродвигателей с регулируемой частотой вращения. Законы подобия колес вентиляторов описываются уравнениями, умноженными на отношение плотнос­тей ρ/ρ₁ перекачиваемого газа при первоначальных и измененных услови­ях а для расчета потребной частоты вращения колес вентилятора приме­нимы законы пропорциональности. Так как характеристика сети! выходит из начала координат, то она является геометрическим местом то­чек, подчиняющихся, т. е. параболой подобных режимов работы вентиляторов.

Изменение подачи вентилятора дросселированием осуществляется с помощью шибера на всасывающей или напорной линии, устанавливае­мого не ближе двух калибров диаметра воздухопровода к вентилятору. Этот способ применяется очень широко ввиду его конструктивной про­стоты.

Направляющие аппараты различных конструкций используются для изменения режимов работы вентиляторов с большой подачей (дутьевые вен­тиляторы, дымососы).

Известны различные типы направляющих аппаратов: осевой (рис. 12), упрощенный, радиальный, цилиндрический, встроенный и др.

Рис. 12. Осевой направляющий аппарат:

1 – поворотные лопатки, 2 – цилиндрический патрубок, 3 – оси поворота лопаток, 4 – механизм поворота

Направляющий аппарат устанавливается на входе в вентилятор. Воздух проходя через направляющий аппарат, закручивается лопатками тем сильнее, чем больше угол их установки. При этом меняются регулировочные характеристики.

На рис. 13 приведены регулировочные характеристики Q—P центробежного вентилятора, полученные при различных углах установки лопаток направляющего аппарата (НА) (α_на = - 20...60°). Увеличение углов α_на приводит к уменьшению производительности, давления, мощности и КПД вентилятора.

Рис. 13. регулированные характеристики центробежного вентилятора

Закручивание потока против направления вращения колеса (α_на < 0) не­рационально, т. к. при этом происходит увеличение мощности без сущест­венного повышения давления, создаваемого вентилятором. На регулировоч­ных характеристиках обычно приводят линии равных значений КПД для оценки области экономичного регулирования.

Рис. 14. Изменение потребляемой мощности при различных способах регулирования:

1 – дроссельное, 2 – направляющим аппаратом, 3 – изменением частоты вращения

На рис. 14 показано сопоставление эффективности рассмотренных спо­собов регулирования работы вентиляторы.

Вышерассмотренные способы регулирования работы вентиляторов связаны, как правило, с из­менением их расхода. В диапазоне отношений ми­нимального расхода вентилятора к расчетному (глубине регулирования) от 1,0 до 0,95 допускает­ся регулировать расход вентилятора дросселем. При более низких значениях глубины регулиро­вания пользоваться дросселем неэкономично.

Применение осевого направляющего аппара­та целесообразно при глубине регулирования от 1,0 до 0,5.

Лучшие результаты дает изменение частоты вращения вала рабочего колеса вентилятора, все чаще применяемое на практике и энергоэконо­мичное при любой глубине регулирования. Кро­ме того, этот вид регулирования может быть пол­ностью автоматизирован.

Наиболее эффективно изменение частоты вра­щения вала рабочего колеса вентилятора с помо­щью частотного преобразователя за счет измене­ния частоты электрического тока.

На практике, благодаря простоте технической реализации, применяется также параметрическое регулирование частоты вращения вала рабочего ко­леса вентилятора изменением подводимого к электродвигателю напряже­ния при неизменной частоте (50 Гц). Однако этот метод применим лишь на электродвигателях с высоким сопротивлением ротора, т. к. обычные асинх­ронные электродвигатели не могут регулироваться таким способом. Если вентилятор по производительности и напору не удовлетворяет заданным ус­ловиям, то вместо одного можно установить два или несколько вентилято­ров, соединенных либо параллельно, либо последовательно.

Параллельное соединение вентиляторов (рис. 15, а) применяется в том случае, когда один из них не в состоянии обеспечить требуемую производи­тельность.

Для параллельной работы обычно применяются машины одинаковых размеров или геометрически подобные. Воздух из обоих вентиляторов /, II подается в один воздухопровод, или же оба вентилятора параллельно отса­сывают воздух из одной и той же емкости (среды). Так, например, парал­лельная работа вентиляторов осуществляется в котельных установках боль­шой мощности. Вентилятор с двусторонним всасыванием представляет, по существу, параллельное соединение двух вентиляторов, у которых колеса помещены в общий кожух.

Каждый из параллельно работающих вентиляторов (рис. 15, б) подает в сеть одинаковое количество газа. Исходя из этого и построена суммарная ха­рактеристика МС совместно работающих вентиляторов. На диаграмме отре­зок ОЕ характеризует производительность, a ED — КПД каждого из параллельно работающих вентиляторов.

Рис. 15. Параллельная работа вентиляторов:

1 – параллельное соединение вентиляторов, 2 – характеристика параллельно работающих вентиляторов и сети

Если работает только один вентилятор (другой отключен шибером 2, рис. 15, а), то его производительность OG несколько больше, чем ОЕ при параллельном соединении, но работа его бу­дет менее экономичной, т. к. КПД будет теперь соответствовать ординате FG. Давление IG в этом случае также будет меньше, чем BE — при парал­лельной работе вентиляторов.

Как видно из рис. 15, б, параллельная работа вентиляторов эффективна при пологой характеристике сети: производительность OL при совместной работе вентиляторов значительно больше производительности одного венти­лятора OG. При крутой характеристике сети, что бывает при значительных сопротивлениях, подключение второго вентилятора неэффективно: произ­водительность Q_б совместно работающих вентиляторов мало отличается от производительности Q_a при работе одного вентилятора.

Рис. 16. Последовательная работа вентиляторов:

1 – последовательное соединение вентиляторов, 2 – характеристика последовательно работающих вентиляторов

Последовательное соединение вентиляторов (рис. 16, а) применя­ют в тех случаях, когда каждый из них не в состоянии преодолеть проти­водавление сети. Для последователь­ной работы двух вентиляторов следу­ет нагнетательный патрубок одного из них соединить с всасывающим патрубком другого, который подает газ в сеть. При последовательной ра­боте вентиляторов с характеристика­ми 1, 2 (рис. 16, б) получается сум­марная характеристика 3. Расход воздуха через один вентилятор при изолированной работе в сети характе­ризуется отрезком ОС₁.

Общая же производительность вентиляторов при совместной работе харак­теризуется отрезком ОС₂. При этом производительность каждого из них равна ОС₂, поскольку весь воздух, подаваемый первым вентилятором, проходит через второй вентилятор. На рис. 16, б видно, что производительность ОС₂ двух последовательно работающих вентиляторов несколько больше производитель­ности ОС₁ одного при его изолированной работе. Общее давление, хотя и боль­ше давления, создаваемого только одним вентилятором, но меньше суммарного давления при изолированной работе вентиляторов: А₂С₂ < 2А₁С₁.

Оба вентилятора могут соединяться непосредственно с одним электро­двигателем, который в этом случае должен иметь два свободных конца вала. Возможна также последовательная работа вентиляторов, приводимых от разных двигателей.

23