Воздуходувные машины. Устройство и принцип работы центробежного вентилятора

Воздуходувные машины.

Функции:

1.  Подача топлива в топливосжигающие устройства

2.  Шахтные печи

3.  Эвакуация продуктов сгорания из рабочего пространства печи

4.  Для получения кислорода и других газов

5.  Для вентиляции рабочих мест, цехов

Классификация (по принципу действия):

­  Действие за счёт изменения объема газа (поршневые и ротационные машины)

­  Лопастные машины (взаимодействие лопатки с потоком воздуха, газа)

По степени сжатия:

Степень сжатия:=

ü  Вентиляторы: *1,15 и нет промежуточного охлаждения в прессе сжатия (лопастные машины)

ü  Нагнетатели: 1,15<*3 – нет охлаждения газа в процессе сжатия

ü  Компрессоры: >3 – есть охлаждение газа в процессе сжатия (есть лопастные и поршневые машины)

*1,15 – Дымососы

1,15<*3 – Эксгаустеры (Газодувка)

>3 – Вакуумнасосы

Устройство и принцип работы центробежного вентилятора

                                                                        1 - рабочее колесо

                                                                        2 - лопатка

               3 – всасывающий патрубок

               4 – кожух

               5 – выхлопной патрубок

Принцип работы: в работе участвуют центробежные силы.

Воздух в пр-ве между рабочими лопатками при вращении рабочего колеса за счёт центробежных сил отбрасывается к периферии. Причём он в этот момент обладает большой Е_к, , то есть воздух собирается у кожуха.

При движении ф-ха внутри расширяющего кожуха переходит в давление статическое.

Во всасывающем патрубке – разрежение, за счёт того, что воздух уходит и за счёт разрежения всасывается новая порция воздуха.

Основы теории рабочего колеса; уравнение Эйлера.

Рабочее колесо – основа для всех лопастных машин.

Допущения:

1.  У рабочего колеса существует бесконечно большое число рабочих лопаток.

2.  Мы не будем учитывать потери, связанные с движением газа в межлопаточном промежутке.

 - окружная скорость. Она за счёт вращения рабочего колеса может быть построена по касательной к окружности.

 - относительная скорость – направлена по касательной к лопатке.

 - абсолютная скорость движения газа

c_n – проекция абсолютной скорости на направление окружной скорости.

₁, ₁, ₁, c_1n – на входе колеса

₂, ₂, ₂, c_2n - на выходе колеса

Момент, приложенный к какому-либо материальному телу равен сумме моментов всех сил, действующих на это тело, относительно какой-то оси.

М_кр=r₂GC_2u – r₁GC_1u

G – масса газа

C_2u и C_1u – пр-ции абсолютной скорости на направление окружной скорости.

М_крw = r₂GC_2uw - r₁GC_1uw

М_крw = r₂C_2uw - r₁C_1uw | :G

–  уравнение Эйлера

Н_Т – теоретический натр – работа, приходящаяся на единицу массы газа.

Р_Т=ru₂c_2n-ru₁c_1n

W²=c²+u²-2cu*cos

c* cos=c_n

 

 

Р_т=(u₂²-u₁²)+ (w₂²-w₁²)+ (c₂²-c₁²) – другая форма записи уравнения Эйлера.

(c₂²-c₁²) – отвечает за прирост динамического давления.

(u₂²-u₁²)+ (w₂²-w₁²) – отвечает за прирост статического давления.

Чем выше c_n, тем выше Р_дин.

(u₂²-u₁²) – обозначает прирост статического давления за счёт работы центробежных сил.

(w₂²-w₁²) – отвечает за прирост статического давления при движении газа в межлопаточном пространстве.

w₁>w₂ – всегда

w₂ – отвечает за преобразование динамического давления в статическое.

Влияние формы лопаток на характеристики газов.

3 случая рассмотрим, диаметр рабочего колеса одинаков и окружная скорость, а форма лопаток разная.

I – наибольший уровень Р_дин, С₂=МАХ

III – К.П.Д. выше, чем у других, и шум меньше.

Характеристики центробежных машин.

Давление, развив. обычной машиной:

p=h_Т*p_Т

h_Т – гидравлический коэффициент полезного действия – учитывает потери внутри машины:

1.  потери на трение

2.  местные сопротивления

3.  при выводе уравнения Эйлера считалось, что в межлопаточном пространстве газ движется без завихрений, на самом деле он движется с завихрениями и теряется на этом энергия.

h_Т=0,75-0,9.

Различают полную и универсальную характеристику центробежной машины.

В полную характеристику входит зависимость развив. машиной давления, потребляемой мощности и к.п.д. от расхода газа.

1 – экстремальная точка

        1(слева) – зона неустойчивой работы

        1(справа) – зона устойчивой работы машины

Универсальная характеристика.

h₃>h₂>h₁

Напорная характеристика P(V).

a – точка холостого хода машины – наблюдается когда вентилятор на подключен к сети (теоретически недостижимо)

ΔP_c=ΔP_mc+ΔP_TP

ΔP_mc=jP_g

ΔP_TP=lP_g     P_g ~ W²

ΔP_c ~ KW²

Регулирование производительности вентилятора.

Способы регулирования:

                       

Измерение числа оборотов рабочего колеса машины.

Явление помпажа.

В точке 1 нет повышения давления.

Произойдёт обратное движение воздуха по сети.