Реферат Осьовий вентилятор

Страница 1 из 2 | Следующая страница
КФ МДТУ їм.Н.Э.Баумана

>Курсовой проект

По курсу:Лопаточние машини ">Осевой вентилятор" Калуга

Зміст

Запровадження

Напір, втрати енергії ККД

Умови роботи довгих лопатей

Вибір розрахункового кута атаки

Розрахунок осьових насосів і вентиляторів

Розрахунок осьового вентилятора

Електродвигуни

Список використаної літератури


Запровадження

За принципом роботи розрізняють вентилятори радіальні (відцентрові) і осьові.

Залежно від різниці повних тисків, створюваних при переміщенні повітря (при щільності на вході у вентилятор 1,2кг/м3), радіальні вентилятори ділять ми такі групи:

а) низький тиск — до 100кгс/м2;

б) середнього тиску — від 100 до 300кгс/м2;

в) високого тиску — від 300 до 1200кгс/м2.

>Радиальние вентилятори одностороннього і двостороннього всмоктування правого обертання мають колесо, обертове (коли дивитися на вентилятор із боку всмоктування) по годинниковий стрілці, а лівого — колесо, обертове проти годинниковий стрілки.

Положення кожухів радіальних вентиляторів визначаються кутом повороту корпусу щодо вихідних положень. Відлік кутів проводиться у разі напрямку обертання робочого колеса.

>Вентилятори, зазвичай, викликають дію електродвигунами, із якими з'єднуються однією з наступних способів:

а) безпосередньо однією валу чи через еластичну муфту;

б)клиноременной передачею з їх постійнимпередаточним ставленням;

в) регульованоїбесступенчатой передачею через гідравлічні іиндукторние муфти ковзання.

Схеми виконань радіальних і осьових вентиляторів наведені у табл. 13.2.

Залежно від складуперемещаемой середовища вентилятори виготовляють:

а) звичайногоисполнения—для переміщення неагресивних середовищ з температурою не вище 80° З, які містять липких речовин, при змісті пилу й інших твердих домішок трохи більше 100мг/м3. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розташуванням ремінної передачі уперемещаемой середовищі температураперемещаемой середовища має перевищувати 60° З;

б)коррозионностойкие;

в) вибухонебезпечного виконання;

р) пилові — для переміщенні повітря змістом пилу понад стомг/м3.

>Вентиляторикоррозионностойкие виготовляють з титану, нержавіючої стали, алюмінію (декому середовищ) і полімерних матеріалів (>винипласт, поліпропілен). У окремих випадках можна використовувати вентилятори, що їх з вуглецевої сталі зантикоррозийними покриттями.

>Вентиляторивзривобезопасного виконання виготовляють відповідно до спеціальними технічними умовами.

Для переміщення сумішей,взривающихся від удару, вентилятори застосовувати не можна. І тут використовують ежектори.

Для системпневмотранспорта деревних відходів встановлюютьшестилопастние пилові вентилятори середнього та високого тиску.

Уаспирационних системах можуть використовуватися якшестилопастние, імноголопастние вентилятори середнього чи високого тиску, встановлювані доі післяпилеуловителя.

Для видалення повітря з верхньої зони приміщення встановлюютькришние осьові і радіальні вентилятори.

При транспортуванні липкою, волокнистою іцементирующейся пилукришние вентилятори забороняється застосовувати.

При підвищених вимоги добесшумности слід віддавати перевагурадиальнимкришнимвентиляторам.

>Осевиекришние вентилятори, зазвичай, застосовують видалення повітря з температурою до +40° З приобщеобменном витяжний вентиляції для мережі розвідних повітроводів, і навіть за необхідності направитиудаляемий повітря зосередженого струменем вгору.

>Радиальниекришние вентилятори (сталеві) можна застосовувати для установок з мережею повітроводів (зокрема для багатоповерхових будинків). Вони також можуть встановлюватися видалення повітря з температурою не понад 50° З від місцевих укриттів (коли потрібно очищення його перед викидом у повітря).

>Коррозионностойкиекришние вентилятори з титану типуКЦЗ-ЗО-Т призначені видаленняневзривоопаснихгазовоздушних сумішей з агресивними домішками, що викликають прискорену корозію вентиляторів з вуглецевої і нержавіючої сталей. Вони можна використовувати якобщеобменной витяжний вентиляції приміщень, які у верхньої зоні агресивні домішки, так систем місцевихотсосов, гідравлічне опір яких міститься не більше напору, створюваного вентилятором.

Вентилятор з титану можна використовувати переважають у всіх середовищах, у яких відбуваєтьсяпассивация поверхні титану внаслідок утворення окислів, гідридів ісульфоокисних сполук титану. Рекомендується застосовувати цей вентилятор вгазовоздушних середовищах, містять: 1) вологий хлор (кількість вологи більш 0,005%); 2) пари розчинів хлоридів і лугів; 3) пари азотної кислоти; 4) окис азоту (вологу); 5) пари 0 —20%-ной соляної кислоти за нормальної температури до 60 З (у разі створення конденсату соляної кислоти його концентрація має перевищувати 5% за нормальної температури не вище 30 °С); 6) пари 20 - і 95% - іншої сірчаної кислоти за нормальної температури відповідно не вище 60 і 20 З.


Напір, втрати енергії ККД

Теоретичний натиск, створюваний робочим колесом осьової машини, то, можливо вирахувано по рівняннюЭйлера, у якому треба думати u1=u2=u. За умови отримуємо рівняння=Са/u.Введем до цього рівняння коефіцієнт витрати визначальний об'ємний витрата, що припадає на одиницю виміру площі поперечного перерізу грати лопатей. Тоді одержимо

H>t=>u/gCa>(ctg1 –ctg2) = u2/>g(ctg1 –ctg2)

Теоретичне тиск, створюване колесом,

>P1 =gH>t =u2>(ctg1 –ctg2).

Втрати енергії в осьових - машинах зумовлюються тертям івихреобразованием в проточних пустотах, перетіканням частини потоку через зазори, механічним тертям в підшипниках і ущільненнях.

Ефективність решіток осьових машин длянесжимаемой рідини може оцінюватися у вигляді ККД грати

>>p = р/р- р =p/p>t

де р і р>t — дійсне і теоретичне підвищення тиску в решітці;

> р — втрати тиску в решітці.

Якщо решітка підвищує тиск зp1 до р2, то>p = (р2 - р1)/( р2 - р1 + р)

Длянесжимаемой рідини:


р2 - р1 + р =(1222)/2 (1)

З планів швидкостей входу й аж виходу слід:

>(1222)/2 =(1u2u)/2a>ctgбіс,

дебіс — кут між вектором wбіс і віссю грати. Використовуючи вираз (1), отримуємо:

р2 - р1 + р =Pu/>tctgбіс

По рівняннюPa =rt(p1 –p2) для грати зr =1

>p2 — р2 = Рa/>t

Отже,

>>p =pa/>pu>ctgбіс (2)

>pa =py>cosбіс -px>sinбіс

>pu =px>cosбіс +py>sinбіс

>Подставив значення Ра і Рі в вираз (2), після перетворень одержимо

>>p = (>1-ctgбіс)/ (>1+ctgбіс)

де, — зворотне якість профілю.

Для лопатей осьових машин = 0,02 - 0,04. При = 0,03 іу = 25 – 45° ККД гратир=0,90 - 0,94.

На підвищення ККД осьової машини треба використовувати профілі з можливо меншими значеннями.

Від теоретичного тиску, можна можливість перейти до дійсному тиску

>P =>pp>t =u2>(ctg1 –ctg2)>>p

Справжнє тиск, створюване щаблем осьової машини, є результатом спільної дії підвода, грати робочих лопатей і відводу (>диффузора).

У відведення проявляєтьсядиффузорний ефект, підвищуючий тиск,

>p>диф = (з32 – з42) / 2

де з3 і з4 — абсолютні швидкості на вході і виході відводу (>диффузора).

Якщоp — втрати тиску в підводі і відведення, тиск, створюване щаблем,

>P>ct = =u2>(ctg1 –ctg2)>>p +p>диф –p.

Втратиp розраховуються по формулам гідравліки. Коефіцієнти місцевих втрат залежить від конструктивних форм підвода і відводу.

Механічний ККД враховує втрати енергії від тертя в ущільненнях, підшипниках і дискового тертя,>m = 0,94 - 0,98. Об'ємні втрати незначні,>o~1.

>Гидравлический ККД щаблі


>р =ст/>т

Для осьових насосів і вентиляторів

>р = 0,75 -0,92.

Повний ККД щаблі

> =р>m = 0,70 - 0,90.

Потужність на валу

N = Mg>H/1000

Умови роботи довгих лопатей

 

Елементи лопатей осьової машини, що перебувають у різних відстанях від центру, обертаються з неоднаковими швидкостями. У результаті лопата із постійною шириною і постійними кутами входу й аж виходу створює натиск, змінюється за довжиною її. Це спричиняєрадиальним переміщенням частинок рідини в проточній порожнини робочих коліс і відводів і зниженню ККД машини.

Явище радіального переміщення надто відбилося у щаблях машини з порівняно великою довжиною лопаті. Тому щаблі осьових машин з великою довжиною лопатей зазвичай проектують з умов відсутності радіальних перетікань рідини.

Теоретично осьових машин показано, що умова радіального рівноваги, якщо знехтувати силами в'язкості потоку, виражається рівністю


>rcu=const. (4)

Це співвідношення має велику практичного значення, показуючи, що відсутність радіальних перетікань можливе лише за сталості циркуляції за довжиною лопаті. І тут кожна частка потоку рухається по циліндричною поверхні відповідного радіуса.

>Уравнение (4) є найважливішим становищем вихоровий теорії повітряних гвинтів М. Є. Жуковського. Виконання його. для осьових машин дає підвищення їх ККД.

Вплив умови (4) на конструктивну форму лопаті в тому, що вона виходить закрученої (гвинтовій) зі змінними кутами1 л і>2л за довжиною. Такі лопаті мають широке застосування, особливо у машинах малим відносним діаметром чопи.

У машинах з великим відносним діаметром чопи лопаті виконуютьсянезакрученними, але зхордой, зменшення до периферії.

 

Вибір розрахункового кута атаки

Загалом вигляді рекомендації за вибором розрахункового кута атаки в різнихрадиусахлопаточного віденця робочого колеса можна сформулювати так: дляприкорпусних решіток можна вибирати нульові чи невеликі негативні кути атаки (>1 = - 2 .. – 4 °), апривтулочних решіток, навпаки, - позитивні кути атаки і покладають великі, чому це випливає з даних із пласким ґратам.

У деяких підходах до профілюванню лопатевих вінців питання про вибір величини розрахункового кута атаки немає, оскільки визначення кута встановлення і кривизни профілів виконується з умовибезударного входу для пласких решіток профілів, обтічних ідеальної рідиною.

 


Розрахунок осьових насосів і вентиляторів

Визначення основних розмірів осьових насосів і вентиляторів виготовляють основі рівняньЭйлера і нерозривність потоку. У цьому враховуються особливості роботи щаблів і конструктивні співвідношення, прийняті практиці. Для розрахунку повинні прагнути бути задано: М - натиск виражений в метрах стовпа середовища,перемещаемой машиною;Q — подача, м3/з, і обов'язкові фізичні константи середовища.

>Осевие машини поєднано з аналітичними електродвигуном безпосередньо; у разі частоту обертання машини приймають рівної робочої частоті обертання електродвигуна.

Відповідно окружні швидкості кінців лопатей виявляються значними. Так було в разі насосів допускають окружні швидкості до 60 м/с; великі значення не приймають з умов неприпустимість кавітації. У осьових вентиляторах зазвичай обмежуються швидкостями до 100 м/с щоб уникнути появи сильного шуму. Відносний діаметр чопи приймаютьv=DBT/DМ=0.4 – 0.8, причому великі значення вибираються длявисоконапорних машин.

Коефіцієнт витрати беруть у межах 0,4—0,8.

Діаметр робочого колеса машини то, можливо визначено з рівняння нерозривність

За =Q /0.785DH2(1 –2) =>>u = =>>DH>n/60

де> = Зa/uут

Вочевидь,

 (5)


При вибраних і> останнє рівність однозначно визначає діаметр колеса осьової машини. Зазвичай> = 0,64 - 1. Далі визначається діаметр чопи Dут =DH перебуває довжина лопаті

Lл = (DH - Dут) / 2

Доцільність застосування високих частот обертання безпосередньо зрозуміла з висловлювання (5), що демонструє зменшення DH у разі підвищення п.

Як було зазначено вище, елементи лопаті, що перебувають у різних відстанях від центру колеса, працюють із різної ефективністю.

Тому допускається розрахунок лопатей за середнім діаметру D>cp = ((DH2 - Dут2)/2)1/2 і за менш циліндричних лопатей > 0.7.

Приv<0,7 розбивають лопата за довжиною на майже 7 – 10 ділянок та ведуть розрахунок кожного їх окремо за середнім діаметру його, одержуючи різні значеннялопастних кутів на вході; лопата виходить закрученої (гвинтовій).

Оскільки осьова що іза швидкості для прийнятого значення відома (за=>uH), то, при відсутності закрутки на вході.

>1 =arctg(Ca/U>cp)

Кут виходу потоку змежлопастних каналів

>1 =arctg(Ca/(U>cp – З>2u))

Величина з>2и визначається з основного рівняння машини

де М — натиск одному щаблі машини;р — гідравлічний ККД, лежить у межах 0,75 — 0,92.


>Лопастние кути на вході і виході:

>1л =1 + і, і = 2 - 7°

>2л =1л +л

дел приймається за результатами експериментальнихпродувок решіток лопатей.

Кількість робочих лопатей осьових насосів вибирають від 3 до 6, а осьових вентиляторів — до 40.

У багатоступінчастих осьових машинах між вінцями робочих лопатей двох сусідніх щаблів поміщаютьсявенди нерухомих лопаток, направляють потік, проходить вже з робочого колеса до іншого.

Кут входу направляють лопаток2 =>arctg зa2u, a кут виходу3 = 90°. При відомому значенні відносного кроку профілюt = 0.5 – 1.5 визначається хорда профілюb=t/t-, (деt обчислюється по діаметру колеса і прийнятому кількості лопатей).

Побудувавши середню лінію профілю із чотирьох кутів>2л і1 л по відносним координатам профілів можна побудувати профілі лопатей.

При лопатки (>v<0,7) хорду профілю змінюють за довжиною те щобbвт = (1 –1.5)bн, деbн – хорда профілю на окружності зовнішнього діаметра. Розрахунок осьового вентилятора

 

>Дано

1. Перепаддаления Р = 300Па

2. Діаметр колесаDk = 0.456 м

3. Кількість оборотів n = 3000 об./хв

Ставимо :

1.Ширина лопаткиb=0.1 м

2. Щільність повітря=1.293

3.Гидравлический ККДg=0.91

4. ДіаметрВтулки Dут = 0.2 м

5. Кількість лопаток Z = 4

РОЗРАХУНОК :

1. Знаходимо кутову швидкість

W =n/30 =3.143000/30 = 314 з-1

2. Окружна швидкість осіб на зовнішньому діаметрі

U =nDk/60 = 71.59

3. З рівняння знаходимо

Критерійбистроходности ny = 452.14

За значенням критеріюбистроходности вибирається тип вентилятора.

>Вентилятори

Критерійбистроходности (ny)

>Радиальние Високого тиску 10…30

>Низкого тиску з лопатками загнутими:

А) вперед

Б) тому

30…60

50…80

>Двустороннего всмоктування 80…120
>Дисковие > 80
>Осевие Зспрямляющим апаратом 120…200
Злистовими крученими лопатками 200…400

Отже критеріємбистроходности отримуємо осьової вентилятор, злистовими крученими лопатками.


4. З рівняння

знаходимо Витрата

L = 3.84 м3

5. Відносний діаметр чопи

> = Dут/>Dk = 0.2/0.456 = 0.439

6.Осевая швидкість

За =4L/Dk2>(1-2) = 29.1

7.Площаль колеса вентилятора

F1 =Dk2/4 = 0.163 м2

8. Відносний коефіцієнт витрати

L/ =L/F1>U = 0.328

9. Коефіцієнт тиску

> =2P/U2 =9.0510-2


10. Теоретичний коефіцієнт

>k = 1.25

>>t =k = 0.113

11. Довжина Лопатки

L>лоп = (>Dk – Dут)/2 = 0.128 м

РозрахунокДлиннихЛопаток

1. Кількістьразбиений – n = 3.

і - номер ділянки.

2. Середній радіус ділянки

>rі = Dут/2 + L>лоп (>2i -1) /2n

>r1 = 0.121

>r2 = 0.164

>r3 = 0.207

3. Відносний радіус і - ого перерізу

>rі- =2r/Dk

>r1- = 0.532

>r2- = 0.719

>r3- = 0.906

4. Окружна швидкість на і - ом ділянці

Uі =rn /30

U1 = 38.09

U2 = 51.5

U3 = 64.9

5. Окружна складова швидкості

З2>Ui =P /Uі>g

З2U1 = 6.69

З2U2 = 4.95

З2U3 = 3.92

>Вичисление кутів потоку в і – омсечении

6. Кут входу потоку на грати (в градусах)

>>1i =arctg(Ca/Uі)>180/

>11 = 37.39

>12 = 29.48

>13 = 24.16

7. Кут виходу потоку (в градусах)

>>2i =arctg(Ca/(Uі – З>2Ui))>180/

>21 = 42.83

>22 = 32.02

>23 = 25.52

8. Кутсреднегеометрической швидкості (в градусах)

>>mi =arctg(Ca/((Uі – З>2Ui)/>2))180/

>>m1 = 39.95

>>m2 = 30.7

>13 = 24.82

9. Кутсреднегеометрической швидкості (в радіанах)

>>mi =arctg(Ca/((Uі – З>2Ui)/2))

>>m1 = 0.7

>>m2 = 0.54

>13 = 0.43

10.Нагруженность грати

y>)і =>t>cos(>mi)/(rі- ->t/4)

y>)1 = 0.34

y>)2 = 0.2

y>)3 = 0.13

11.Густота грати

>і =Zb/Drі-

>1 = 0.52

>2 = 0.39

>3 = 0.31

12. Коефіцієнт піднімальної сили

З>yi = (Зy>)і/і

З>y1 = 0.65

Зy2 = 0.52

Зy3 = 0.42


Розрахунок ККД осьової сходи й потужність на валу вентилятора

Зворотний коефіцієнт якості грати = 0.04

Механічний ККД>m = 0.95

ККДРешетки

>р = (>1-tg(mi))/(1 +1/tg(mi)) = 0.91

Повний ККД щаблі =р>м = 0,85

Потужність на валу

N =PL/ = 1340 Вт

Результати розрахунку профілів лопаті (Таблиця 1).

і

>rі

>rі-

Uі

З>2Ui

>>1i

>>2i

>>mi

>вуст

y>)і

>і

З>yi

м - м/с м/с >Градус >Градус Град
Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація