Характеристики вентиляторов

Вследствие небольшого изменения давления в вентиляторе сжимаемостью перекачиваемой среды (воздуха, газа) пренебрегают и рассматривают вентилятор как насос, работающий на среде заданной плотности r, определяемой по начальным (иногда по средним) условиям. Поэтому несмотря на то, что вентиляторы — компрессорные машины, технические показатели у них такие же, как у насосов: подача V,напор Н, давление Р, мощность N,к. п. д. h.

Под полным давлением газа иногда понимают сумму:

р^*=р^и+rс²/2,

где р^и = р — р_а —избыточное статическое давление в точке его измерения; с — средняя скорость газа (воздуха).

Если измерительные точки (контрольные сечения I и II) находятся на разной высоте, то при определении давления вентилятора по показаниям приборов необходимо учитывать изменение атмосферного давления с высотой:

Р_а = Р_а,0 — r_agz,

где р_а,₀ — атмосферное давление на нулевой отметке; r_a — плотность атмосферного воздуха. По уравнению Бернулли давление вентилятора

P=p_II-p_I+r(c_II²- c_I²)/2+rg(z_II-z_I)+Dp=

=p_II-p_I+r(c_II²- c_I²)/2+Dp- g(z_II-z_I)(r_a-r)

или

р= p_II^*-p_I^*+Dp-р_s,

где Dр — потери давления в газовом тракте. Величина P_s = g (z_II–z_I) (r_a–r) называется «с а м о т я г о й». При расчете давления вентилятора в ряде случаев P_sследует учитывать. Например, при высоте дымовой трубы z_II–z_I =100 м, плотности наружного воздуха r_a = 1,25 кг/м³ и плотности дымовых газов r = 0,85 кг/м³ значение P_s = 390 Па, что может составлять не менее 10% от давления дымососа.

Характеристики вентиляторов аналогичны характеристикам насосов. Для рабочих колес с лопастями, загнутыми назад, типично уменьшение потребляемой мощности при подачах, превышающих оптимальную (рис. 16.6, а). При загнутых вперед лопастях кривые мощности близки к линейным, а кривая V—Рчасто имеет седлообразную форму (рис. 16.6, б). Для низконапорных осевых вентиляторов кривая Nвогнута книзу (рис. 16.6, в), а для высоконапорных все кривые характеристики имеют разрыв, что является следствием помпажа в этой зоне (рис. 16.6, г).

Необходимо учитывать, что указанное давление вентилятора относится к номинальной плотности r. Если плотность перекачиваемого газа r', то, исходя из равенства напоров, для пользования характеристикой необходимо предварительно пересчитать давления по формуле

P=P’r/r’,

где Р' — давление вентилятора при плотности r'.

Характеристики геометрически подобных вентиляторов, так же как и насосов, можно свести к одной безразмерной. В качестве координат графика применяют коэффициенты:

подачи

напора или давления (что то же самое) ,

мощности

к. п. д. h.

По форме графики безразмерных характеристик не отличаются от размерных. Их достоинство в том, что они не зависят от размеров машины, частоты вращения и плотности газа.

Показателем типа вентилятора и его характеристики служит коэффициент быстроходности: безразмерный или размерный («удельное число оборотов») n_s = 14,8K_s [21, с. 147]. В отличие от насосов, в марку (шифр) машины эти показатели не входят.

Изменение характеристик вентиляторов достигается теми же средствами, что и в насосах. В осевых дутьевых вентиляторах применяют поворотные направляющие лопасти, позволяющие расширить область высоких к. п. д.