Тема 2.2 Вентиляторные установки

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При вращении колеса вентилятора его лопатки оказывают дина­мическое воздействие на обтекающий их поток воздуха, при этом возникают аэродинамические силы, создающие приращение пол­ного давления, необходимого для поддержания движения воздуха в шахте.

Теоретическое давление, создаваемое вентилятором, на основании выражения равно произведению плотности воздуха на разность произведений окружных скоростей и скоростей закручивания на выходе из рабочего колеса и на входе в него H_T=p(u₂c_2u-u₁c_1u)

Создаваемое вентилятором давление зависит от формы лопаток, их числа, угла установки их относительно плоскости вращения в осевых вентиляторах и угла выхода потока в центробежных венти­ляторах, от размеров рабочего колеса, скорости вращения и произво­дительности вентилятора, от форм и размеров всей проточной части вентилятора.

1.2ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ

Основными элементами одноступенчатого осевого вентилятора являются: рабочее колесо, кожух, коллектор на входе воздуха, передний обтекатель (кок) сферической формы, спрямляющий аппа­рат, кольцевой диффузор (см. рис. 4). Диффузор состоит из двух обечаек, помещенных одна в другую: наружной конусной обечайки— собственно диффузора и внутренней обечайки (на большинстве вентиляторов цилиндрической формы) — заднего обтекателя.

Для повышения давления осевой вентилятор делают многосту­пенчатым, с двумя последовательно соединенными рабочими коле­сами, промежуточным направляющим аппаратом между ними и спрямляющим аппаратом за последним рабочим колесом. Иногда перед первым рабочим колесом устанавливают входной направляющий аппарат.

Обозначив рабочее колесо РК, направляющий аппарат НА и спрямляющий аппарат СА, можно условно записать схемы, по ко­торым выполняются осевые вентиляторы РК + СА; НА + РК + СА; РК + НА + РК + СА; Н А + РК + НА + РК + СА.

Рабочее колесо закреплено на.валу, шейки которого расположены в шариковых или роликовых подшипниках и приводится во вращение непосредственно от электродвигателя. Рабочие колеса вместе с валом образуют ротор вентилятора.

Обтекатель неподвижен и служит для уменьшения потерь при входе воздуха в колесо; при отсутствии обтекателя напор умень­шается примерно на 20%.

Общий вид вентилятора ВОД-ЗО:

1 и 2 — рабочие колеса первой и второй ступеней; 3 и 4 — промежуточный направляющий аппарат и механизм поворота его лопаток; 5 и 6 — спрямляющий аппарат и механизм поворота его лопаток; 7 — передний обтекатель; 8 — главный вал; 9 —

двигатель; 10 — диффузор; 11 — тормоз

1.3ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТЕЛЯТОРЫ

Данный вид вентилятора имеет вращающийся ротор, состоящий из лопаток спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается вовнутрь ротора, где он приобретает вращательное движение и, за счет центробежной силы и специальной формы лопаток, направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха (так называемой «улитки», от внешнего сходства). Таким образом, выходной поток воздуха находится под прямым углом к входному. Данный вид вентилятора широко применяется в промышленности.

В зависимости от типа, назначения и размеров вентилятора, количество лопаток рабочего колеса бывает различным, а сами лопатки изготавливают загнутыми вперёд или назад (относительно направления вращения). Применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, даёт экономию электроэнергии примерно 20 %. Также они легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Преимуществами радиальных вентиляторов с лопатками рабочего колеса, загнутыми вперёд, являются меньший диаметр колеса, а соответственно и меньшие размеры самого вентилятора, и более низкая частота вращения, что создаёт меньший шум.

Центробежные (радиальные) вентиляторы подразделяются на вентиляторы высокого, среднего и низкого давления.

Центробежные вентиляторы из алюминиевых сплавов, (укомплектованные взрывозащитными электродвигателями, по уровню защиты от искрообразования) относятся к вентиляторам с повышенной защитой, то есть к вентиляторам, в которых предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр. Вентиляторы предназначены для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей с температурой не выше 80º С, не вызывающих ускоренный коррозии проточной части вентиляторов, не содержащих взрывчатых веществ, взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов с запыленностью не более 10 мг/м³.Температура окружающей среды должна быть в пределах от −40 до+45 °C. Вентиляторы с повышенной защитой от искрообразования предназначены для перемещения газопаровоздушных смесей 1-й и 2-й категории групп Т1, Т2, Т3 по классификации ПУЭ.

Тема 2.3 Компресорные установки

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя,осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа, приведённого к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышениядавления, зависящую от конструкции компрессора.

Объёмные компрессоры

Это машины, в которых процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменяющих свой объём периодически, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объёмные машины по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объёма рабочих камер можно разделить на поршневые, мембранные и роторные (винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, газодувки Рутс (насос Рутса), спиральные) компрессоры.