Нагнетатели. Краткий обзор истории развития нагнетателей. Основные типы и классификация нагнетателей. Рабочие параметры нагнетателей, страница 13

Конструкция вентилятора определяется его аэродинамической схемой (рис. 4.22) в которой основные размеры осевого вентилятора даются в долях от диаметра рабочего колеса, опреде­ляемого по наружным концам рабочих лопаток.

рис%204,21

Рис. 4.22. Аэродинамическая схема осевого вентилятора:

1 – коллектор; 2 – передний обтекатель; 3 – корпус; 4 – рабочее колесо (РК); 5– входной направляющий аппарат (ВНА); б – спрямляющий аппарат (СА); 7 – втулки: РК, ВНА, СА; 8 – лопатки РК; 9 – диффузор; θВНА, θРК и θСА – углы установки лопаток ВНА, РК и СА

Для вентиляторов общего назначения основные размеры следующие:
Dвт = (0,3 – 0,55) D; диаметр входного коллектора Dк = 1,2 D; длина входного коллектора Lk = 0,2 D. Углы установки лопаток 15 – 32°. Окружная скорость в осевых вентиляторах «оставляет менее 100 м/с, а в отдельных случаях 150 м/с.

В конструкции осевого вентилятора применяются устройства, улучшающие его аэродинамические свойства и повышающие КПД – передний и задний обтекатели, направляющие и спрямляющие аппараты.

Аэродинамические качества осевых вентиляторов зависят от угла установки и профиля рабочих лопаток, а также от схемы вентилятора. Осевые вентиляторы создают меньшее давление по сравнению с центробежными, поэтому объемные потери, зависящие от разности давлений на выходе и входе рабочего колеса, незначительны. Вследствие этого КПД осевых вентиляторов несколько выше, чем центробежных.

Классификация вентиляторов. По назначению осевые вентиляторы делятся на следующие группы: вентиляторы общего назначения; дымососы (ДО); дутьевые вентиляторы (ВДО); вентиляторы для градирен (ВГ); специальные (здесь не рассматриваются).

По аэродинамическим схемам осевые вентиляторы классифицируются
на: одноступенчатые с входным направляющим (ВНА) и спрямляющим аппаратами (СА), с осевым (меридиональным) ускорением потока; двухступенчатые, реже – трехступенчатые. Имеются специально разработанные реверсивные вентиляторы, используемые для реверсирования воздушного потока путем обращения течения в его проточной части.

Осуществляется это изменением направления вращения рабочего колеса на обратное. Лопатки рабочих колес таких вентиляторов не имеют изгиба профилей.

По способу соединения осевого вентилятора с приводом можно выделить шесть конструктивных схем (рис. 4.23).

Характеристика осевых вентиляторов (рис. 4.24), как и радиальных, представляет собой график зависимостей давления, мощности и КПД от производительности.

Для осевых вентиляторов характеристика имеет седловидную форму, что объясняется уменьшением подъемной силы лопастей при этой производительности и при больших углах атаки. Поэтому характеристика как бы делится на левую нерабочую ветвь и правую рабочую. Работа левее максимума давления недопустима.

Во–первых, левой ветви могут образоваться вращающиеся срывные зоны, угловая скорость которых отличается от скорости вращения вентилятора, что приводит к возникновению переменных нагрузок на лопатки и вибраций. Во–вторых, появляется возможность возникновения помпажа. Поэтому в каталогах обычно приводят правую рабочую ветвь характеристики. Мощность осевого вентилятора в отличие от центробежного почти не изменяется от мощности холостого хода при увеличении его производительности. Поэтому пуск осевого вентилятора производится при открытом входном сечении.

В зависимости от аэродинамической схемы и расчетных параметров максимальные значения полного КПД могут достигать 0,9, а статического 0,7.

Регулирование производительности и давления осевых вентиляторов может осуществляться изменением частоты вращения, направляющим аппаратом на входе, поворотом рабочих лопаток.

рис%204,22

Рис. 4.23. Конструктивные схемы осевых вентиляторов:

1 – на одном валу рабочее колесо, двигатель и спрямляющий аппарат;
1а – на одном валу рабочее колесо и двигатель; 2 – на одном валу двигатель на опоре и рабочее колесо; 2а – на одном валу двигатель и рабочее колесо;
3 – колесо находится в воздуховоде, двигатель вынесен наружу; 4 – двигатель вынесен впереди всасывающего патрубка; 5 – двигатель вынесен за поворотное колесо; 6 – двигатель подсоединен с помощью клиноременной передачи