Розрахунок і розробка аеродинамічної схеми нового типу вентилятора

Перший розрахунок. Розрахунок і розробка аеродинамічної схеми нового типу вентилятора

1.  Необхідно розробити димосос, який працює з приводом від парової турбіни з числом обертів n=3000 об/х, при витраті Q=6000м³/час і питомою вагою газів ; який розвиває тиск Н=250 Максимально можливі габарити димососа складають:

По ширині В=200мм

По висоті

По довжині кожуха в напрямі максимального розкриття

2.  Найдемо швидкохідність вентилятора

Тоді

3.  Перше питання , яке виникає при проектуванні даного димососа, було питання про тип робочих лопаток.

Лопатки, загнуті вперед, також відпали, так як для отримання високого ККД в цьому випадку необхідно було ь виконання порівняно широкого колеса; між цим застосування консольної схеми при великому числі обертів і широкому колесі, до того ж яке підлягає зносу димовими газами, являється небажаним.  Тому були вибрані радіально закінчуючи лопаткі, які, як показано нижче, дозволяють вкластися в задані габарити і забезпечують, крім того, отримання достатньо високого ККД.

4.  Діаметр входа в колесо.

Прийнявши для указаного типу лопаток при  величину рівну 3,3  , отримаємо

5.  Площа входу в колесо

6.  Швидкість входу і меридіональна швидкість

7.  Колова швидкість на діаметр входа на лопатки

8.  Відносна швидкість потоку при вході на лопатки , рівна швидкості на виході із колеса

9.  Кут притікання потоку до лопаток

10.  Кут входу робочих лопаток . Який враховує можливість деякого притиску потоку при вході і , як наслідок того, зменшення кута притікання, приймемо:

11.  Кут атаки при вході потоку на лопатки

12.  Вибір діаметра колеса

Як відомо, коефіцієнт тиску при радіальному закінченні лопатках рівний0,60-0,68 . Тоді при необхідна колова швидкість складає примірно.

Цій величині  при n=3000об/хв  відповідає діаметр . Більш точні розрахунки показують, що необхідний напір може бути отриманий при  .  це  значення  і було прийнято як кінцеве.

13.  Тоді колова швидкість колеса

14.  Тангенціальна швидкість потоку на виході із колеса а) тангенціальна швидкість потоку без урахування кінцевого числа лопаток

б) косинус кута виходу потоку при z=20

в) тангенціальна швидкість потоку з урахуванням кінцевого числа лопаток

15.  Меридіональна швидкість потоку на виході із колеса

16.  Абсолютна швидкість потоку на виході із колеса

17.  ширина активного потоку на виході із колеса при товщині лопаток mm

18. ширина колеса а) раціональна ширина колеса на вході

б) ширина колеса на виході по продуктивним міркуванням прийнята

19. розкриття спірального кожуха

Прийнявши ширину кожуха рівною 0,2 м найдемо , що теоретично необхідна величина розкриття

Виходячи із максимально допустимої довжини кожуха з метою зменшення сумарної величини втрат в ньому, а також для зменшення його  зносу, прийнято:

A=0,16

20. значення нормальної подачі кожуха

а) написавши рівняння 

найдемо, що  , звідки

б) знайдемо значення швидкості закрученя на різних витратах

          при

складемо таблицю в) як видно із рис. 13-1, пряма  і крива пересікаються в точці, яка відповідає ; це і є нормальна витрата вентилятора.

21. швидкість газу в спіральному кожусі

22. Швидкість в вихідному перерізі при С= 0,3 м.

23. теоретичний тиск при

24. гідравлічні втрати :

а) втрати при повороті потоку в колесі: по скільки у колесо намічено виконати з плавним поворотною ділянкою, наприклад:

Тоді                             

б) втрати при протіканні між лопатками : при  і  значення коефіцієнтів втрат  по даним рис. 4-44.складає  тоді

в) втрати на удар при виході потоку із колеса в кожух

г) втрати при протікання потоку по спіральному кожуху

Де 

д) втрати при переході до вихідного перерізу

по-скільки вентилятор розроблений з незвично великою радіальною шириною виходу  в порівняні з розкриттям кожуха , приймемо  замість 0,5 , як звичайно; тоді:

е) загальна величина гідравлічних втрат

25 . Тиск вентилятора 

26. Розрахунок втрат через зазор а) статичний тиск за колесом

б) величина

в)різниця тисків по двом сторонам зазору

що відповідає безрозмірному значенню

г) швидкість в зазорі при безрозмірному значені скорості входу   і  величина    по даним рис 7-13. А складає 0,47 це відповідає

    д) витрата через зазор при

27. потужність на валу вентилятора а) гідравлічна потужність

б) паразитна потужність

Тоді

в) потужність, яка втрачається в зв’язку з перетіканням потоку через зазор

г) загальна величина витраченої потужності(потужність із вала)

28. Коефіцієнт корисної дії

Аеродинамічна схема вентилятора показана на рис. 13.3 а експериментальна характеристика –на рис. 13-3. Враховуючи бажання отримати більш високий ККД , ущільнення зазору виконано більш удосконалено, чим на  рис.13-2

Кругами на діаграмі відмічені точки, які відповідають розрахунковими значення тиску, споживаної потужності і ККД, для даного вентилятора.