Система криостатирования терапевтического комплекса «КАЭКТ-01 КРИОН», страница 3

Центробежный нагнетатель блока криостатирования выполняет функции не свойственные традиционным вентиляторам. В блоке газоподготовки необходимо не только перемещать теплоноситель, но и смешивая его с мелкодисперсным азотом, создавать условия для эффективного контактного теплообмена. Традиционные методики оптимизации центробежных нагнетателей в данном случае малопригодны. С учетом особенностей процесса контактного теплообмена в парогенераторе и нагнетателей можно предположить, что в парогенераторах криотерапевтических установок целесообразно использовать радиально оканчивающиеся лопатки, которые способствуют значительному увеличению потребляемой мощности при увеличении подачи. При использовании в качестве привода центробежного вентилятора трехфазного асинхронного двигателя с конденсатором смещения фаз и включенным в линию 220В, превышение номинальной  мощности на валу электродвигателя вызывает некоторое снижение числа оборотов (см. ). Во время испытания электродвигателя типа .......были получены результаты приведенные на рис…

Из графика видно, что рост мощности в два раза приводит к снижению числа оборотов 3000 до 2500 об/мин. Наличие такой обратной связи между мощностью необходимой для перемещения теплоносителя со взвешенным жидким азотом и числом оборотов  электродвигателя, позволят создать соморегулирующую систему, которая автоматически поддерживает постоянную степень сухости теплоносителя. Возможность использования лопастного нагнетателя для дозирования содержания жидкого азота придает всей схеме криостатирования новое эксплуатационное качество. Поэтому дальнейшие исследования целесообразно сконцентрировать на лопатках с радиальным окончанием. Не менее интереснее посмотреть и совсем простые типы лопаток – прямые лопатки ориентированные вдоль радиуса. В воздушных вентиляторах угол наклона лопатки в зоне входа газового потока специально выбирается менее 90°, чтобы уменьшить ударные нагрузки на лопатку. Для нагнетателя используемого в составе парогенератора величина угла значения не имеет , напротив т. к. ударная нагрузка будет возрастать по мере увеличения количества жидкости в потоке ударные нагрузки на колесо вентилятора могут быть использованы для управления процессом. Уменьшение аэродинамического к.п.д. вентилятора в данном случае является искомым результатом, потому что усиливает обратную связь между количеством жидкого азота в линии всасывания и числом оборотов вентилятора.

Проанализировав возможные варианты регулирования производительности вентиляторов можно сделать следующие выводы:

-  управление числом оборотов асинхронным двигателем является необычайно сложной задачей, надо вести управление по измеряемому параметру и инерционность системы может сделать управление невозможным.

-  использование сопротивления на линии всасывания, либо нагнетания носит статический характер, чтобы регулировка была динамической необходимо специально разработанное исполнительное устройство, которое усложнит систему подготовки теплоносителя и снизит надежность.

-  наиболее предпочтительным является комбинированный метод. Ввод на линию нагнетания некого постоянного гидравлического сопротивления обеспечит     грубую регулировку системы криостатирования, а уже мощность привода и геометрию колеса необходимо подбирать таким образом, чтобы создать определенные условия тепло - и массообмена на стороне всасывания.

Исследование влияния геометрических параметров рабочего колеса на расход энергии и напор вентилятора. Для поиска возможных вариантов управления температурой теплоносителя в зоне криотерапевтического воздействия использована упрощенная математическая модель центробежного вентилятора. Так как в задачу исследований не входит оптимизация течения потока в межлопаточных каналах, процессы в них описываются только в крайних сечениях, поэтому математическое описание объекта может носить упрощенный характер.

Упрощенная математическая модель центробежного

 побудителя расхода.

Для исследования возможных вариантов управления температурой теплоносителя в зоне криотерапевтического воздействия необходима математическая модель центробежного вентилятора. Так как в задачу исследований не входит оптимизация течения потока в межлопаточных каналах, процессы в них описываются только в крайних сечениях, поэтому модель носит упрощенный характер.

Для расчета параметров вентилятора используется методика изложенная в [ ].

Математическая модель побудителя.

Коэффициент быстроходности вентилятора определится как:

Если вентилятор относится к нагнетателям низкого и среднего давления с лопатками колес, загнутыми вперед () или назад ().