Вентиляционный расчёт. Система вентиляции радиальная с разомкнутым циклом

4. Вентиляционный расчёт

Система вентиляции радиальная с разомкнутым циклом. Схема вентиляции представлена на рисунке 5.1.

4.1 Расход воздуха, необходимого для охлаждения

где  – теплоёмкость воздуха,   – подогрев воздуха при про­хождении по охлаждающему тракту для класса изоляции F,  – сумма греющих потерь,  - общие потери при номинальной нагрузке (пункт 2.13.8), – механические потери, равные сумме потерь в подшипниках и на вен­тиляцию (пункт 2.13.5).

4.2 Расчёт аэродинамических сопротивлений вентиляционного тракта

Схема замещения вентиляционного тракта представлена на рисунке 5.2.

4.2.1 Аэродинамическое сопротивление входа в машину

 

где – коэффициент местного сопротивления для прямоугольных краёв;  кг·с²/м⁴– коэффициент динамического давления;  – плотность воздуха; – ускорение силы тяжести.

Расчётное сечение входа в зону

 ;

4.2.2 Аэродинамическое сопротивление входа в лобовые части обмотки статора

Расчётное сечение входа в лобовые части обмотки статора

где – расстояние между лобовой частью обмотки статора и щитом.

Коэффициент местного сопротивления

Система вентиляции радиальная с разомкнутым циклом. - Рисунок 5.1.

 

Рисунок 5.2 – Схема замещения вентиляционного тракта.

4.2.3 Аэродинамическое сопротивление выхода из лобовых частей обмотки статора

Расчётное сечение выхода из лобовых частей обмотки статора

Коэффициент местного сопротивления

4.2.4 Аэродинамическое сопротивление выхода воздуха из машины

Расчётное сечение окон

;

Коэффициент местного сопротивления для угла поворота 45° определяем по рисунку 1.4 [2] .

4.2.5 Аэродинамическое сопротивление выхода в межполюсное пространство

Расчётное сечение выхода в межполюсное пространство

 

Где – значение высоты полюса

где x=0.044 м - расстояние между катушками соседних полюсов.

Коэффициент местного сопротивления

4.2.6 Аэродинамическое сопротивление поворота потока в межполюсном пространстве

Расчётное сечение поворота потока в межполюсном пространстве

S₆=S₅=0.221 м²;

Коэффициент местного сопротивления по рисунку 1.4 [2] .

4.2.7 Аэродинамическое сопротивление выхода из межполюсного пространства в воздушный зазор

Расчётное сечение выхода из межполюсного пространства в воздушный зазор

где м– длина сердечника статора, м– ширина полюсного наконечника.

Коэффициент местного сопротивления

4.2.8 Аэродинамическое сопротивление входа в радиальные каналы статора

Расчётное сечение входа в радиальные каналы статора

Коэффициент местного сопротивления

4.2.9 Аэродинамическое сопротивление входа в зону обмотки статора

Расчётное сечение входа в зону обмотки статора

м– ширина паза статора.

Коэффициент местного сопротивления

4.2.10 Аэродинамическое сопротивление выхода из зоны обмотки статора

Расчётное сечение выхода из зоны обмотки статора

Коэффициент местного сопротивления

4.2.11 Аэродинамическое сопротивление выхода из радиальных каналов статора

Расчётное сечение выхода из радиальных каналов статора

Коэффициент местного сопротивления

4.2.12 Аэродинамическое сопротивление выхода воздуха из машины

Расчётное сечение выхода воздуха из машины

где – ширина окна,– длина окна.

Коэффициент местного сопротивления для угла 45° по рис. 1.4 [2]

.

4.3 Расчёт эквивалентного аэродинамического сопротивления вентиляционной цепи

4.3.1 Эквивалентное аэродинамическое сопротивление

4.4 Определение рабочего расхода воздуха и рабочего напора

Расходы воздуха определяются путём решения системы двух уравнений

где – расход воздуха через радиальные каналы сердечника статора,– расход воздуха через лобовую часть обмотки статора.

Отсюда

4.5 Определение рабочего расхода воздуха и рабочего напора

4.5.1 Необходимый напор воздуха

4.5.2 Максимальный расход охлаждающего воздуха (из условия обеспечения макси­мального значения энергетического КПД вентилятора)

4.5.3 Окружная скорость вентилятора  на выходной кромке

где – диаметр выходной кромки вентилятора, n_н=167 об/мин.

4.5.4 Размеры лопаток вентилятора

4.5.4.1Длина хорды лопатки

.

Принимаем .

4.5.4.2 Радиус кривизны лопатки

.

Принимаем .

4.5.4.3 Ширина лопатки

где – коэффициент для лопаток, отогнутых вперёд по таблице 3.1 [2].

Принимаем b=0.08 м

4.5.4.4 Угол наклона на выходной кромке

.

4.5.4.5 Число лопаток

.

4.5.5 Максимальный расход охлаждающего воздуха (уточнённый)

4.5.6 Окружная скорость вентилятора на входной кромке

где – диаметр входной кромки вентилятора.

4.5.7 Напор холостого хода

,

где – аэродинамический коэффициент вентилятора в режиме холостого хода по таблице 3.1 [2].

4.5.7 Определение базисных величин

4.5.8.1 Базисное аэродинамическое сопротивление

4.5.8.2 Эквивалентное аэродинамическое сопротивление в относительных единицах

4.5.9 Расчёт рабочей точки

Строим аэродинамическую характеристику вентиляционного тракта  и вентилятора  по таблице 2-3 (Зависимость напора расхода для вентиляторов с различ­ным наклоном лопаток) [5]  для тихоходных машин. Характеристики вентилятора и охла­ждающего тракта выражаем в относительных единицах. За базисные единицы принимаем напор холостого хода  и максимальный расход . Характеристики приведены на рисунке 5.3. Точка пересечения этих характеристик определяет рабочие значения напора  и расхода охлаждающего воздуха .

Из рисунка 5.3 Q’_p=0.29, H_p= 0.9    .

В абсолютных величинах получаем

Q_p= Q’_p·Q_max=0.29·0.919=0.27 м³/с

H_p= H_p·H₀=0.9·0.375=0.34 кг/м²

4.5.10 Мощность, потребляемая вентилятором при энергетическом КПД вентилятора  (таблица 3.1) [3]

P_в=g= 9.8=2.57  Вт