Пример 4. 2 влияние изменения гидравлического сопротивления сети

Для условий примера 4.1 построить характеристики вентилятора и сети и определить параметры системы при увеличении плотности перемещаемой среды в 1,2 раза. Сопоставить с первоначальными параметрами. Пересчет характеристики вентилятора произведен в примере 3.2. Характеристика сети изменяется по зависимости k₂/k₁=ρ₂/ρ₁. Новая характеристика сети: ΔР =1,2 10^-5L². Построение сети произведем по точкам: L = 0; ΔР = 0; L = 6000; ΔР = 432; L = 7000; ΔР = 588; L = 8000; ΔР =768. Точка 2 (рис. 4.8) является рабочей. Параметры системы: L₂ = 7200 м³/ч; P = 624 Па; N = 1,896 кВт, т.е. L₂ = L₁; P₂ =1,2 P₁; N₂ =1,2 N₁.

Рис.4.7. Пример пересчета параметров нагнетателя изменении плотности перемещаемой среды

Теперь рассмотрим влияние изменения характеристики сети на параметры системы «нагнетатель-сеть».

1. Влияние изменения гидравлического сопротивления сети

Фактическое гидравлическое сопротивление сети может отли­чаться от расчетного, вследствие целого ряда причин: ошибок в расчете, отклонений от проекта при монтаже, частичного изменения конфигурации или диаметров сети в процессе эксплуатации и т.д. Пусть фактическое сопротивление меньше расчетного (рис.4.8, а). Тогда рабочая точка сместится из точки 1 в точку 2. L₁ > L₂, P₂ < P₁, N₂ > N₁, т.е. произойдет увеличение нагрузки на электродвигатель, что может привести к его остановке или даже выходу из строя. Пусть теперь фактическое сопротивление будет больше расчетного (рис. 4.8, б). Рабочая точка переместится из точки 1 в точку 2 или точку 3. L₁ < L₂, P₂ > P₁, N₂ < N₁ и L₁ < L₃, Р₃ < Р₁, N₃ < N₁. В результате уменьшится подача потребителю воздуха (воды).

Рис.4.8. Влияние изменения гидравлического сопротивления сети

2. Влияние наличия твердых примесей в перемещаемой среде

Перемещаемая среда может содержать твердые примеси. Например, в системах вытяжной вентиляции, удаляющей воздух от пылящего оборудования, деревоотделочных, металлорежущих и других станков, перемещаются стружка, пыль, что приводит к дополнительным затратам энергии. Аналогичная ситуация возникает в системах мокрой очистки воздуха, когда насос перекачивает удаляемый из фильтра шлам. И потери давления в системе, перемещающей смесь воздуха (воды) и твердых частиц (DР_см), больше, чем в системе, работающей на чистой среде (DР_чист):

(4.11)

Где с – экспериментальный коэффициент;

m – массовая концентрация твердых примесей, мг/м³.

Как правило, перед выбросом воздуха (воды) в окружающую среду, устанавливаются очистные сооружения для улавливания твердых частиц. При этом возможны 2 случая (рис. 4.9, а).

Рис. 4.9. Изменение работы нагнетателя при перемещении загрязненной

среды:1- продуктоприемник; 2- транспортная сеть;

3- вентилятор; 4- очистное сооружение

Вариант А – очистные сооружения стоят после нагнетателя.

Вариант Б – очистные сооружения стоят перед нагнетателем. В варианте А в нагнетателе возникают дополнительные потери энергии, обусловленные перемещением через него твердых частиц, что приводит к дополнительным затратам мощности:

(4.12)

где с₁ – экспериментальный коэффициент.

Сопоставим оба варианта. Пусть Р_А = Р_Б, L_A = L_Б. Характеристика сети имеет вид ΔP = k₁L² (pис. 4.9,б). Тогда Р_1А = Р_1Б,, L_1А = L_1Б,, N_1A > N_1Б. Предположим теперь, что по системе идет чистая среда: технологическое оборудование не работает, и производятся пуско-наладочные работы вентиляционной (насосной) установки. Гидравлическое сопротивление системы будет меньше расчетного: k₂ < k₁. Рабочая точка переместится в точку 2, где L₂ > L₁, P₂ < P_l, N_1A < N₂ < N_1Б. Из последнего неравенства следует вывод: для варианта А расчетным для выбора мощности электродвигателя является режим работы на загрязненной среде, для варианта Б – на чистой среде.

3. Влияние негерметичности сети

При негерметичной сети уменьшается ее гидравлическое сопротивление, т.е. k₂ <k₁. Соответственно уменьшается давление (Р₂ < Р₁)и возрастают производительность и мощность (L₂ > L₁, N₂ > N₁). Иными словами, повторяется ситуация, изображенная на рис. 4.8, а. Следовательно, негерметичность сети ведет к перегрузке электродвигателя.

4.Влияние отключения части сети

Часть системы вентиляции может быть отключена (отсоединена) от системы. И здесь возможны два варианта:

а) отключение части сети без установки заглушки;

б) отключение части сети с установкой заглушки (рис. 4.10).

Рис.4.10. Варианты отключения части вентиляционной сети

В варианте а произойдет уменьшение гидравлического сопротивления сети, увеличение производительности и нагрузки на электродвигатель.

В варианте б произойдет увеличение сопротивления сети (k₂ < k₁), давление может увеличиться (или уменьшиться), а производительность и потребляемая мощность уменьшатся аналогично тому, как это изображено на рис. 4.8,б. Следовательно, при необходимости временного отключения части сети следует, во избежание перегрузки электродвигателя, обязательно устанавливать заглушку.