2. Аэродинамические характеристики вентиляторов

2.1. Понятие об аэродинамической характеристике вентилятора

Характеристикой вентилятора называется графическая зависимость давления, мощности и КПД от подачи при постоянной скорости вращения рабочего колеса. Полная аэродинамическая характеристика радиального вентилятора (рисунок 1) представляет собой экспериментально полученные зависимости полного давления Р, мощности на валу рабочего колеса N и полного КПД  как функции от подачи L при определенном диаметре рабочего колеса, постоянной частоте вращения и известной плотности перемещаемой среды.

Аэродинамическая характеристика вентилятора определяется аэродинамической схемой, т.е. совокупностью определенной геометрической конфигурации проточной части и рабочего колеса.

Рисунок 1

2.2. Виды аэродинамических характеристик

Аэродинамические характеристики вентиляторов можно разделить на два вида:

- индивидуальные, определяющие параметры вентилятора данного типа

определенного размера;

- безразмерные, характеризующие вентиляторы одной аэродинамической

схемы, но разных размеров и с различной частотой вращения рабочего колеса.

Характеристики вентиляторов одного типа и размера для разных скоростей вращения строятся как в линейном, так и в логарифмическом масштабах. Такие характеристики называются универсальными, по ним удобно подбирать вентиляторы для заданного режима работы.

Безразмерные характеристики необходимы при проектировании и испытании вентиляторов. Эти характеристики строятся в безразмерных параметрах, когда вместо давления P используется коэффициент давления , вместо подачи L – коэффициент подачи , а вместо мощности N коэффициент мощности  (таблица 1).

Таблица 1.

Коэффициенты	Формулы
Давления 	 =
Подачи 	 =
Мощности 	 =

2.3 Законы подобия вентиляторов

Законы подобия вентиляторов устанавливают изменение давления, подачи и мощности вентиляторов при изменении частоты вращения n,диаметра колеса D и плотность среды .Формулы для пересчета этих параметров можно применять для подобных режимов, когда треугольники скоростей в рабочих колесах подобны, следовательно, все безразмерные параметры , φ, ,  одинаковы. При этом используются формулы для вычисления давления, подачи и мощности вентилятора.

 (2.1)

L= u (2.2)

N= u (2.3)

При изменении одновременно плотности, диаметра и угловой скорости ω, расчеты проводят по формулам:

= (2.4)

(2.5)

(2.6)

Если изменяется только частота вращения n, то формулы упрощаются:

(2.7)

(2.8)

(2.9)

3. Построение универсальной характеристики вентилятора.

Пример: Рассчитать и построить индивидуальные аэродинамические характеристики радиального вентилятора ЦЧ-76 диаметром D=0.5м по безразмерной характеристики этого вентилятора (рисунок 2).

Безразмерная характеристика вентилятора ЦЧ-76

Р ешение: Ограничиваемся расчетом на частоту вращения 1500, 2000 . Выбираем на рис. 2 расчетные точки 1-5 при максимальном значении КПД

 _max=0,84 и равноотстоящих от него значениях =0,8 и 0,75 , и заносим данные в таблицу 2.

Рисунок 2.

Таблица 2

РАСЧЕТНЫЕ ТОЧКИ	КПД 		
1	0,75	0,14	0,93
2	0,80	0,175	0,91
3	0,84	0,22	0,82
4	0,80	0,27	0,67
5	0,75	0,29	0,60

Значения подачи воздуха в и полного давления в Па определяем по формулам :

подача L=3600u ,

давление p= ,

где u= - окружная скорость рабочего колеса вентилятора ;

=1,2 - плотность воздуха при стандартных условиях .

Результаты расчета вписываем в таблицу 3. Далее, пользуясь формулами пересчета (2.7),(2.8) пересчитываем давления и подачи на другие частоты вращения с заданным шагом и заполняем таблицу 4.

По полученным результатам строятся индивидуальные аэродинамические характеристики в линейном (рисунок 3) или логарифмическом масштабе (рисунок 4)

Таблица 3

n	u	Подача L, м3/ч*10-3					Давление Р, кПа
		Расчетные точки
		1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
1500	39	3.85	4.8	6.0	7.4	8.0	0.87	0.85	0.76	0.61	0.56
2000	52	5.15	6.4	8.0	9.9	1.06	1.55	1.52	1.35	1.08	1,0

Таблица 4

n	L, м3/ч*10-3					Давление Р, кПа
	Расчетные точки
	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
600
1000
1400
1800
2200
2600

Рисунок 3.

Рисунок 4.