Business is booming.

Определение основных размеров рабочего колеса центробежного вентилятора

0

Определение основных размеров рабочего колеса центробежного вентилятора

В вентиляторах, входные кромки лопастей которых параллельны оси вала, обычно диаметр по входным кромкам Dx принимается равным диаметру входного отверстия, т. е. Dx = Do = Dr. В отдельных случаях, когда требуется получить рабочее колесо повышенной прочности, диаметр назначается несколько больше Do. Для определения Do необходимо знать подачу и входную скорость. Площадь входного сечения Ао определяется диаметром входного отверстия Do, т. е.

Скорость на входе с0 принимается равной радиальной скорости на входе с0 = Cjr.

Из треугольников входных скоростей (рис. 2.58) можно установить, что подача будет максимальной (cirmax), когда ах = 90°.

Значит, если выбор Do желают связать с максимальной подачей, то принимают аг 90°. Чаще же Do выбирают, исходя из минимума гидравлических потерь на входе, которые будут при минимальном значении абсолютной скорости Из треугольника входных скоростей следует:

Имея в виду, что с0 — cr, a Uj = nD^n, выражение для подачи, при которой потери будут минимальными, можно записать в виде

Для различных режимов работы вентиляторов при постоянной окружности ско-Р2                ,

!, Ci является функцией только скорости Wi. Определим wlt при которой ( будет иметь минимальное значение

откуда

Решая (2.75) и (2.76), получим, что

В свою очередь,

Оптимальное значение Сг определяется как

откуда оптимальный диаметр по входным кромкам лопастей

или, обозначив

получим

При заданных частоте вращения вала и подачи наименьший входной диаметр Do и минимальные потери будут тогда, когда входной угол = 45°. Уменьшение или увеличение угла приводит к увеличению коэффициента k, и, следовательно, Do.

Уравнение (2.77) справедливо для любых соотношений D2/Dx и выходных углов р2, за исключением случая, когда площадь сечения кожуха на выходе будет больше площади входного отверстия рабочего колеса. Для вычисления Ьг можно рекомендовать формулу

Определение диаметра рабочего колеса. Диаметр рабочего колеса D2 должен обеспечить заданное давление при наименьших потерях и допустимом шуме. Для уменьшения гидравлических потерь, связанных с преобразованием кинетической энергии в потенциальную в каналах рабочего колеса, рекомендуется профилировать его лопасти так, чтобы относительные скорости на входе и выходе были равными. Этого можно достичь, применяя только лопасти, загнутые назад, т. е. р2 < 90°.

Статическое давление при = W2 может быть представлено как

откуда

Зная частоту вращения рабочего колеса, можно найти и его диаметр 02-

Ширина канала рабочего колеса Ь2 устанавливается на основании уравнения неразрывности

Число лопастей рабочего колеса назначают, исходя из конструктивных соображений и условий работы вентилятора (в случае загрязненной среды число их принимают меньшим).

Для удобства разбивки число лопастей принимают 4, 6, 8, 12;

16, 32, 48. Чаще всего z = 16—32 шт.

При назначении числа лопастей можно рекомендовать формулу

Определить основные размеры вентилятора (подобрать вентилятор по заданным рабочим параметрам) будет проще и быстрее (чем производить его аэродинамический расчет), если воспользоваться аэродинамическими схемами существующих вентиляторов и безразмерными характеристиками этих схем. С помощью безразмерной характеристики выбранной аэродинамической схемы снимают максимальное

значение коэффициента полного давления фтах. Коэффициенту фшах соответствует свой коэффициент (см. рис. 2.27) расхода ср.

в зависимости от типа вентилятора и создаваемого им давления должен находиться в следующих пределах:

Обеспечит ли выбранная схема вентилятора заданную подачу к. п. д. в нужных пределах, можно проверить по формуле

Так как

то окружная скорость рабочего колеса будет

Через заданную частоту вращения п определяют диаметр рабочего колеса D2. В данном случае согласно ГОСТ 5976-73 отношение коэффициента динамического давления фй к коэффициенту полного давления ф должно быть

а коэффициент подачи

Максимальные значения к. п. д. т]тах в зависимости от коэффициента полного давления должны быть не менее указанных:

ф

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

^тах

0,62

0,64

0,68

0,74

0,77

0,77

Имея безразмерную характеристику, используя формулы (2.70) — (2.74), можно построить и аэродинамическую характеристику принятой схемы вентилятора.

2.18. Кожух вентилятора

Назначение кожуха вентилятора то же, что и корпуса насоса. Кожух обычно изготовляется сварным из листового материала. Внешняя образующая кожуха выполняется по лагарифмической спирали.

Его поперечные сечения бывают прямоугольными или квадратными. К его последнему сечению примыкает диффузор, в котором осуществляется преобразование динамического напора в статический. Кожух проектируется так, чтобы обеспечить постоянство скорости потока во всех сечениях.

Исследования [71 показали, что оптимальное значение скорости, при которой потери в кожухе будут наименьшими, должно быть с = 0,74 с2. Необходимо отметить, что более узкий кожух имеет более высокий к. п. д. Он позволяет развивать большее давление, а следовательно, является более экономичным.

Построение спирали кожуха чаще всего осуществляется методом конструкторского квадрата. При построении спиральной камеры этим методом вначале определяют размер а (рис. 2.59), соответствующий сечению, через которое проходит полное количество газа. Его находят из уравнения неразрывности:

Принимая во внимание (2.79), можно получить уравнения, связывающие среднюю скорость потока в выходном сечении кожуха вентилятора и окружную (переносную) рабочего колеса

Ширина кожуха В должна быть достаточной для размещения рабочего колеса. Она может быть вычислена по формуле (2.78). В

(0,4—0,6) Do или В «= (0,9—1,0) У А. Найдя величину а, строят квадрат со стороной */4 а. При увеличении высоты радиальных сечений от 1/4а до а постепенно (пропорционально этой высоте) увеличивается площадь проходных сечений до размера, через которое проходит все количество газа. Вершины квадрата служат центрами дуг окружностей, сопряжения которых дает очертание кожуха, близкое к логарифмической спирали (ГОСТ 5976—73).

Площадь выходного сечения кожуха вентилятора. Как было указано выше экономичность вентилятора зависит от соотношения между полным давлением pv и динамическим pdv:

Таким образом, имея коэффициент подачи ср и коэффициент динамического давления ф^, можно определить площадь живого сечения кожуха вентилятора на выходе. Из (2.81) видно, что при уменьшении подачи (когда изменяется только коэффициент ср) будет меняться и коэффициент динамического давления фй.

Чем меньше подача (при неизменной и2), тем меньше коэффициент.

Leave A Reply