Metodika návrhu ventilátoru je založena na rovnici Eulerovy turbíny. Teoretický tlak odstředivého ventilátoru je podobný EMF elektrického generátoru, tlak ve vnější síti je podobný napětí elektrického generátoru. Ventilátor se tedy vyznačuje vnější aerodynamickou charakteristikou.

Metodika A. E. Alekseeva. Vnější charakteristika ventilátoru je aproximována parabolou

kde p – tlak vyvíjený ventilátorem v klidovém režimu (Q=0), kdy je oběžné kolo ventilátoru uzavřeno podél vnějšího průměru.

kde ηго – hydraulická účinnost ventilátoru v klidovém režimu (lopatky zahnuté dozadu – ηго = 0,5; radiální lopatky – ηго = 0,6; dopředu zahnuté lopatky – ηго = 0,75); Qм – maximální možný průtok ventilátoru, zkrat – p = 0.

kamм – koeficient zohledňující tvar lopatek (čepele zakřivené dozadu směrem kм = 035; radiální lopatky doм = 042; lopatky ohnuté dopředu směremм = 0,5).

Návrh ventilátoru spočívá v určení hlavních rozměrů ventilátoru a kontrole, zda vyvíjený tlak P a průtok Q odpovídají požadovaným hodnotám. Obvykle se nejprve volí vnější průměr kola ventilátoru D2, která se určuje podle typu větrání a konstruovaného stroje. Je vhodné zvolit D2 – maximální možné.

Dále se určí obvodová rychlost

Z podmínky maximální účinnosti je akceptováno

kde Qн – stanovený jmenovitý průtok vzduchu.

kde – ztráty odstraněné vzduchem, W; Sв = 1100 J/ 0 C m 3 – tepelná vodivost vzduchu, 0 C; – nadměrná teplota vzduchu, 0 C; – teplota horkého vzduchu, 0 C; – teplota studeného vzduchu (podle GOST 183 – 74 + 40 0 ​​C), 0 C.

Přibližně se výhřevnost pohybuje od 1/3 do 1/4 přípustného přehřátí vinutí podle zvolené třídy izolace.

Z (3.33) se určí průřez na výstupní hraně ventilátoru

kde k = 0,92 – návrhový korekční faktor; c – axiální šířka čepele.

Vnitřní průměr kola D1 jsou určeny z podmínky, že ventilátor pracuje s maximální účinností, tzn. při Q = 0,5 Qм a P = 0,75 r (vyplývá to z rovnice vnějších charakteristik ventilátoru na obr. 1)

Hodnota P musí zase vyrovnávat tlakovou ztrátu ΔP v chladicí dráze elektrického stroje.

kde z je aerodynamický odpor vzduchového potrubí elektrického stroje.

Z (3.32) dostáváme

a s přihlédnutím k (3.40) a (3.41) máme

Vnitřní průměr kola D1

U vestavěných ventilátorů je poměr průměrů přibližně 1,2 – 1,5.

ČTĚTE VÍCE
Jaká je hlavní nevýhoda desek s perem a drážkou jako materiálu pro stavbu příček?

Počet lopatek ventilačního kolečka se volí přibližně podle vzorce

Pro snížení hluku ventilace se doporučuje zvolit lichý počet lopatek

Na konci výpočtu je stanovena spotřeba na větrání

kde ηэ – energetická účinnost ventilátoru (u dozadu zahnutých lopatek ηэ = 0,25 ÷ 0,3; pro radiální lopatky ηэ = 0,15 ÷ 0,2; pro lopatky ohnuté dopředu ηэ = 0,3 ÷ 0,4)

Grafické řešení problému je na obr. 3.8.

Nevýhodou této techniky je, že experimentální závislost není popsána kvadratickou parabolou, takže technika dává větší chybu ve srovnání s experimentem.

Aby se kompenzovaly nevyhnutelné chyby ve výpočtu, musí vstřikovací prvek poskytovat pracovní průtok Q větší než požadovaný Qн (asi o 10 %).

Metodika M. F. Filippova

Eulerova rovnice turbíny

pro odstředivé kompresory elektrických strojů má jednodušší formu

Rovnice vnějších aerodynamických charakteristik odstředivého ventilátoru tedy může být znázorněna v následující podobě

kde pт – teoretický tlak (3.48) vyvinutý ventilátorem; – ztráta tlaku před vstupem do oběžného kola; – obnovená část statického tlaku, kde k je koeficient zotavení (pokud je za ventilátorem rovnací zařízení, k = 0,4; difuzor, k = 0,3; komory v panelech, k = 0,2; při výstupu do přední část vinutí, k = 0,1, 2); zQ XNUMX – tlaková ztráta v samotném ventilátoru.

Rýže. 3.9. Vektory rychlostí proudění vzduchu na vstupu a výstupu kola

odstředivý ventilátor s různými tvary lopatek

Dostaneme rozšiřující výraz (3.51).

Aby rovnice (21) dostala univerzální tvar, / / ​​je zapsána v relativních jednotkách.

Dále zaveďte následující zápis:

a) relativní tlak

b) relativní proudění

c) relativní poloměr

kde ξ je koeficient aerodynamického odporu.

NÁVRH AXIÁLNÍCH VENTILÁTORŮ

elektrická auta

Pro axiální ventilátory má rovnice Eulerovy turbíny následující podobu

protože obvodová rychlost na vstupu do oběžného kola a na výstupu z něj je stejná, tzn. u1 =u2.

Povaha výskytu přetlaku v axiálním ventilátoru úzce souvisí s cirkulací otáček kolem profilu šroubu.

Rýže. 3.10. Hlavní rozměry axiálního ventilátoru

Uvažujme desku, která má ve směru kolmém k rovině výkresu velkou délku (obr. 3.11). Při malém ocelovém úhlu α mají výsledné odporové síly malou složku podél pohybu (tažná síla pж) a významnou složku kolmou na vektor rychlosti v jeho rovině (vztlaková síla pу):

ČTĚTE VÍCE
Kolik stojí čištění topného systému v soukromém domě?

kamх a doу – koeficienty odporu a vztlaku; S je povrchová plocha desky.

Poměr vztlaku k síle odporu se nazývá kvalita profilu čepele:

Rýže. 3.11 Působení proudění na nakloněné ploché (a) a konkávní desce

Nejlepší aerodynamické vlastnosti mají profilované listy křídel (obr. 3.12).

Chcete-li určit teoretický tlak axiálního ventilátoru, musíte znát rozdíl (s24 – s14).

Pokud nedojde k předběžnému otočení škrticí klapky před kolem (s14 = 0), pak

Najděte rychlost pomocí24 možné díky cirkulaci rychlosti kolem profilu lopatky

Teoretický tlak ventilátoru

kde z je počet lopatek.

Oběh Gл je vyjádřena rychlostí přibližujícího se proudění pouze v nejjednodušším případě – pro nekonečně dlouhou rovnou desku.

kde b je šířka desky; – úhel sklonu vektoru rychlosti w do roviny ráfku.

Vypočítat teoretický tlak na základě cirkulace je extrémně obtížné.

Prakticky se rozšířily výpočtové metody, ve kterých je vnější charakteristika axiálního ventilátoru prezentována ve formě závislosti získané zpracováním velkého množství experimentálních dat.

kde je relativní tlak;

– relativní spotřeba plynu;

Θ – úhel instalace čepele;

– relativní rozteč lopatek; Dženatý – střední průměr lopatek; Zл – počet lopatek; c – šířka čepele při středním průměru; ν – kvalita profilu;

– relativní tloušťka profilu čepele.

Rovnice 3.65 představuje univerzální aerodynamickou charakteristiku ventilátoru podobnou rovnici 3.55.

Univerzální charakteristika dává spolehlivější výsledek, čím více se navržený ventilátor blíží standardnímu provedení.

1 výzva. Určete tlak vyvíjený radiálním ventilátorem a jeho výkon při otáčkách n = 1480 ot/min, vnější průměr kola ventilátoru D2 = 0,2 m, šířka čepele b2 = 20 mm a jeho úhel sklonu 2 = 130. Ventilátor musí zajistit přívod vzduchu Q = 0,5 m 3 / o hustotě  = 1,2 kg/m 3.

1. Obvodová rychlost na vnějším průměru oběžného kola

2. Teoretický tlak vyvinutý ventilátorem

3. Celkový tlak vyvinutý ventilátorem

4. Užitečný výkon ventilátoru

2 výzva. Určete kritérium rychlosti ventilátoru, pokud je jeho napájení

Q = 0,5 m 3 /s a celkový tlak Pп = 727 Pa. Otáčky oběžného kola n = 1480 ot./min.

Kritérium rychlosti se nachází podle vzorce

Proto lze zvolit odstředivý ventilátor.

ČTĚTE VÍCE
Jaký nátěr je nejlepší použít ve vlhkých místnostech?

OTÁZKY K SEBEOVLÁDÁNÍ

Jaké typy ventilátorů se používají k chlazení elektrických strojů a jaký je jejich princip činnosti?

Vestavěný ventilátor namontovaný na hřídeli elektrického stroje musí vytvářet tlak dostatečný k zajištění potřebného průtoku chladicí kapaliny v kanálech ventilačního systému stroje. Ventilátory jsou navrženy s ohledem na konstrukční vlastnosti konkrétního typu stroje [16].

Níže je uvedena zjednodušená metoda pro výpočet vestavěného ventilátoru na základě dat ze sériových univerzálních strojů. V takových strojích používají především radiální ventilátory s radiálními lopatkami, jejichž oběžné kolo mění směr proudění na radiální.

Vnější průměr kola ventilátoru se volí v souladu s typem ventilačního systému a konstrukcí stroje. Při axiálním větrání se volí co největší vnější průměr oběžného kola (obr. 7.7).

Rýže. 7.7. Kolo ventilátoru

Na základě zvoleného vnějšího průměru ventilátoru se určí obvodová rychlost, m/s:

Maximální hodnota účinnosti ventilátoru přibližně odpovídá režimu, kdy je jmenovitý tlak ventilátoru , kde tlak vyvinutý ventilátorem v klidovém režimu, tj. s uzavřenými otvory o vnějším průměru, když je průtok vzduchu nulový. Nominální průtok je přibližně:

kde je průtok ventilátoru, m 3 /s, pracujícího ve zkratovém režimu (analogicky s elektrickým obvodem), tj. v otevřeném prostoru.

Z podmínky maximální účinnosti je akceptováno

Sekce na výstupní hraně ventilátoru, m2,

kde 0,42 je jmenovitá účinnost radiálního ventilátoru.

Šířka kola ventilátoru

kde 0,92 je koeficient, který zohledňuje přítomnost ventilačních lamel na povrchu ventilační mřížky (povrchu).

Vnitřní průměr kola je určen z podmínky, že ventilátor pracuje na maximální hodnotu účinnosti, tedy při a . Pomocí rovnic pro statický tlak vyvíjený ventilátorem, Pa, zjistíme tlak vyvíjený ventilátorem při volnoběhu:

kde = 0,6 pro radiální lopatky; kg/m 3 – hustota vzduchu.

Znát proudění vzduchu V, odpor ventilačního systému a určení obvodové rychlosti na vnitřní hraně ventilátoru [16]:

zjistěte vnitřní průměr kola ventilátoru, m:

U vestavěných ventilátorů se poměr pohybuje od 1,2. 1,5.

Vezme se počet lopatek ventilátoru [16]:

Pro snížení hluku ventilace se doporučuje volit počet lopatek ventilátoru tak, aby byl lichý. Pro odtahové větrání lze také doporučit čísla v závislosti na průměru ventilátoru: při mm, prmm, prmm, prmm.

ČTĚTE VÍCE
Jaké mazivo bych měl použít v převodovce sněhové frézy?

U ventilátorů asynchronních motorů řady 4A je doporučeno zvolit počet lopatek dle tabulky. 7.6.