Краткие теоретические сведения

Практическая работа № 4

 

Вариант №

 

ТЕМА: Определение и анализ характеристик для выбора оптимального способа регулирования подачи воздуха к потребителю вентиляционной установки.

ЦЕЛЬ: Научиться анализировать полученные характеристики при расчетах для оптимизации производственных процессов и затрат на оборудование.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок, М., Энергоиздат, 1981 г.

2. Липкин Б.Ю. Электрооборудование промышленных предприятий и установок, М., Энергия, 1972 г.

3. Юровский И.М. Лабораторный практикум по электрооборудованию промышленных предприятий и установок в машиностроении.

 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Вентиляторы находят широкое применение для вентиляции производственных, коммунальных, культурных и других помещений, при отсасывании газов и подачи воздуха в котельных, в калориферных установках для отопления помещения в целом ряде других мест.

 

Рис.1 Общий вид центробежного и осевого вентиляторов.

 

По конструкции вентиляторы разделяются на два типа: крыльчатые или осевые, и центробежные; второй тип вентиляторов получил большее распространение, чем первый. Характеризуются вентиляторы производительностью и сообщаемым или давлением. В зависимости от величины развиваемого напора центробежные вентиляторы разделяются на вентиляторы низкого, среднего и высокого давления. На рис.1 приведен общий вид центробежного и осевого вентиляторов.

 

 

Мощность электродвигателя привода вентилятора:

                      (Вт)

где  – производительность вентилятора, м³/сек

 – напор (давление), Н/м²

 – коэффициент запаса (для мощности до 2 кВт К=1,5; для мощности более 2 кВт К=1,15)

 – коэффициент полезного действия вентилятора (для центробежных вентиляторов =0,4-0,7)

 – коэффициент полезного действия передачи.

Производительность вентилятора при определенном сечении патрубка пропорциональна скорости воздуха и определяется выражением:

    (1)

где  – сечение патрубка, м²

   – скорость воздуха, м/сек

Так как скорость воздуха связана со скоростью вращения вентилятора, производительность его прямо пропорциональна числу оборотов в минуту.

Напор Н пропорционален квадрату скорости, а следовательно, квадрату числа оборотов в минуту.

Мощность  пропорциональна третьей степени скорости, а следовательно, третьей степени числа оборотов в минуту.

Момент  пропорционален второй степени скорости, а следовательно, второй степени числа оборотов в минуту.

Полный напор , или избыточное давление, создаваемое вентилятором, состоит из динамического (скоростного)  и статического напора . Динамический напор  характеризует энергию движения и определяется выражением:

где  – плотность воздуха, кг/м³

 – скорость движения воздуха, м/сек

 – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек²

Статический напор выражает давление на стенки воздухопровода и численно равен потерям напора в местах сопротивления и на трение воздуха о стенки воздухопровода.

Полезная мощность вентилятора (мощность воздушного потока)

, кВт

Коэффициент полезного действия вентиляционной установки определяется:

где  – мощность вентилятора (воздушного потока), кВт.

   – мощность, потребляемая двигателем из сети, кВт.

Регулирование производительности вентилятора, как это следует из выражения (1), может быть осуществлено изменением сечения воздухопровода (заслонкой) либо изменением скорости вращения приводного двигателя. Изменение производительности тем или иным способом происходит при различных энергетических показателях. Как можно судить по результатам исследований, проведенных в этом направлении, более экономичным способом регулирования оказался способ изменения скорости вращения привода. Регулирование производительности вентилятора путем изменения сечения воздухопровода (задвижкой) неэкономично, хотя метод регулирования применяется на установках мощностью в несколько киловатт при большом диапазоне и плавности регулирования.