Осевые вентиляторы
Осевые вентиляторы
Осевые вентиляторы находят широкое применение при больших подачах и сравнительно малых давлениях. Подача их достигает 100 000 м3/ч, при давлениях в одноступенчатом исполнении до 4 кПа, Особенно перспективны осевые вентиляторы в качестве дымососов мощных тепловых электрических станций. По сравнению с центробежными осевые вентиляторы имеют ряд преимуществ, а именно: более высокий к. п. д. на оптимальном режиме (80—87 %), большая компактность, лучшие регулировочные свойства, так как регулирование изменением угла установки лопастей рабочего колеса может осуществляться на ходу без заметного снижения к. п. д. В осевых вентиляторах, работающих в качестве дымососов, отсутствует такое вредное явление, как отложение золы на поверхности лопастей.
К недостаткам осевых вентиляторов следует отнести: малые коэффициенты давления ф; необходимость больших окружных скоростей либо перехода к двухступенчатым машинам для создания нужных давлений; неустойчивая работа при малых подачах, большая чувствительность к увеличению радиального зазора (он должен быть ^1,5 % длины лопасти), а также резкий воющий шум. Осевой вентилятор больше центробежного по осевым габаритам.
Устройство осевого вентилятора. Основными его узлами являют ся (рис. 3.20): корпус, внутри которого на валу размещено рабочее колесо с обтекателем. В целях улучшения условий входа воздуха корпус имеет входной коллектор. Для регулирования подачи перед рабочим колесом устанавливается поворотный направляющий аппарат. За рабочим колесом располагается спрямляющий аппарат, представляющий собой серию неподвижных лопастей, в каналах которого происходит преобразование динамического напора в статический. Выходная часть корпуса выполняется в виде диффузора, служащего для преобразования кинетической энергии в потенциальную.
Лопасти рабочего колеса, применяемые в осевых вентиляторах, могут быть штампованными из металлического листа либо профилированными (крылового профиля). В реверсивных машинах профили выполняют симметричными. На рис. 3.21 представлено рабочее колесо осевых вентиляторов ВВО-1 и В ВО-2.
В настоящее время в высокоэкономичных осевых вентиляторах применяют исключительно лопасти аэродинамического профиля, в
основе расчета которых лежит теория крыла Н. Е. Жуковского.
На рис. 3.22 даны основные параметры решетки рабочего колеса.
Назначаем частоту вращения вала п. Выбираем число модулей на периферийном сечении рабочего колеса равное:
В осевых машинах входной угол рг всегда меньше выходного р2. Следовательно, профиль лопасти искривлен. Чем больше разница ДР = Р2 — р1( тем больше коэффициент давления ф. Обычно ДР = = 45—50°; при больших значениях наблюдается срыв потока с лопастей, образование вихрей и увели чение гидравлических потерь. Численные значения, приведенных выше относительных параметров профиля, лежат в пределах: С *= 0,5—0,12; хс — 0,25—0,4, t = 0,5— 1,8; xf = 0,4—0,5; rj »= 0,1—0,12; 72 = 0,05—0,06; Др = 10—50°.
Число лопастей г выбирается от 3 до 32. С увеличением напора увеличивают и число лопастей. Котельные вентиляторы имеют 12— 16 лопастей.
Определение диаметра рабочего колеса. Для определения диаметра рабочего колеса необходимо знать подачу Q и полный напор Н. Выбираем относительный диаметр втулки:
где т — модуль, т. е. теоретическая длина пути, пройденная газом
при повороте рабочего колеса на 1 радиан tn — R — радиус рабочего колеса.
По уравнению неразрывности:
Осевая скорость будет
Последняя не должна превосходить пределы, обусловливаемые условиями прочности и допустимым шумом.
Расчет элементов лопастей рабочего колеса и выправляющего аппарата производится по схеме, аналогичной осевому насосу по методу подъемных сил либо по методу решеток профилей. Для изготовления вентилятора по заданным параметрам пользуются аэродинамическими схемами (с их безразмерными характеристиками) хорошо зарекомендовавших, отработанных серий машин.