Společnost v Rusku Intech GmbH / LLC Intech GmbH na trhu inženýrských služeb od roku 1997, oficiální distributor různých výrobců průmyslového zařízení, vám dává do pozornosti ventilátory (radiální ventilátory s motorem, výfukové a vstřikovací ventilátory, turboventilátory atd.) .

K řešení problému pohybu směsí vzduch-plyn v průmyslu se používají různé plynové dmychadla. Obvykle je lze rozdělit do dvou skupin podle stupně zvýšení tlaku pohybujícího se média. Do první skupiny patří stroje schopné mírně zvýšit tlak – ventilátory, plynová dmychadla. Do druhé skupiny patří stroje schopné vytvářet vysoké hodnoty tlaku pohybujícího se média – kompresory.

Podívejme se blíže na stroje používané k pohybu směsí vzduch-plyn pomocí ventilátorů jako příklad.

Obecný popis

Ventilátory jsou stroje určené k pohybu různých směsí vzduch-plyn se zvýšením jejich tlaku na maximální hodnotu 12-15 kPa. Charakteristickým rysem ventilátorů je jednoduchá jednostupňová konstrukce a provoz při nízkých obvodových otáčkách hřídele. Ventilátory se skládají ze skříně, oběžného kola s lopatkami namontovanými na hřídeli uvnitř skříně a pohonu. K pohonu ventilátorů se používají elektromotory.

Ventilátory jsou široce používány jak v každodenním životě, tak v průmyslu. Průmyslové ventilátory podléhají kvůli přísnějším provozním podmínkám určitým požadavkům. Kromě dodržení parametrů probíhajícího technologického procesu musí průmyslové ventilátory splňovat vysoké požadavky na konstrukční spolehlivost a bezpečnost.

Ventilátory se používají k dopravě různých směsí vzduch-plyn, které se mohou lišit kritickými teplotami, abrazivními vlastnostmi, obsahem prachu a vlhkosti. Proto je zásadním kritériem při výrobě ventilátorů správná volba materiálového provedení.

Princip činnosti ventilátoru

Obecně lze princip fungování ventilátorů popsat takto:

Fungování ventilátoru spočívá v tom, že pohybující se pracovní médium s počáteční hodnotou tlaku a průtokem prochází vstupem a naráží na oběžné kolo instalované uvnitř skříně. Oběžné kolo ventilátoru je upevněno na hřídeli pomocí náboje. Je poháněn pohonem. Jak se oběžné kolo otáčí, vzniká před ním podtlak, díky kterému dochází k nasávání směsi vzduchu a plynu. Dále pohybované médium prochází oběžným kolem, které mu předává energii z pohonu, a je přiváděno přes výstup. Na výstupu z ventilátoru pracovní médium dostává zvýšení tlaku a průtoku v důsledku energie přenášené oběžným kolem.

Specifikace. Produktivita, tlak, síla

Stroje používané pro průmyslové účely k pohybu různých kapalin a směsí vzduch-plyn mají podobnou konstrukci. Mají tedy shodné základní technické provozní parametry.

V závislosti na oblasti použití a provozních podmínkách se vyrábí široká škála vzduchotechnických strojů, jejichž výběr spočívá v určení hlavních technických parametrů, jako jsou:

1. Produktivita Q – určuje množství směsi vzduch-plyn přemístěné za jednotku času. Výkon ventilátoru se může pohybovat od 1 do 1 000 000 m 3 /s. Vypočteno takto:

kde:
V – objem pohybujícího se průtoku pracovního média [m 3 ];
to je čas.

2. Tlak – představuje množství energie předané pohybujícímu se médiu vzduch-plyn při průchodu ventilátorem. Tlak ventilátoru se obvykle vyjadřuje v jednotkách tlaku. Celkový tlak vytvářený ventilátorem se skládá ze statické a dynamické složky:

kde:
Рп – celkový tlak [Pa];
Рumění. – statický tlak [Pa];
Рděkan – dynamický tlak (Pděkan = ρω 2/2) [Pa];
ω – průměrná rychlost pracovního média [m/s];
ρ – hustota pracovního média [kg/m3].

ČTĚTE VÍCE
Je možné pokládat dlažbu venku při teplotách pod nulou?

3. Výkon charakterizuje množství energie potřebné k pohybu pracovního média. Dělí se na užitečné a užitečné. Vstupní výkon je energie přenášená z měniče do ventilátoru a užitečný výkon odráží skutečnou energii spotřebovanou na pohyb pracovní tekutiny. Hodnota dodávaného výkonu je větší než užitečná, to se vysvětluje různými ztrátami při přenosu energie.

Výkon ventilátoru je určen z následujícího výrazu:

kde:
Q – výkon ventilátoru [m 3 /s];
P – tlak vytvářený ventilátorem [Pa];
ŋ – účinnost ventilátoru.

4. Spolu s výše uvedenými hlavními technologickými parametry ventilátorů hrají důležitou roli tyto vedlejší ukazatele: klimatické provedení, přípustná hlučnost při provozu, celkové rozměry, odolnost proti korozi a další. Tyto vlastnosti mají významný vliv při výběru ventilátorů.

Typy, klasifikace průmyslových ventilátorů

Obecná klasifikace ventilátorů se provádí podle směru pohybu proudění pohybujícího se pracovního média. Podle ní existují dva hlavní typy ventilátorů používaných pro průmyslové účely:

  • axiální;
  • radiální (odstředivé).

U axiálních ventilátorů, jak název napovídá, se tok pracovní tekutiny pohybuje podél středové osy nebo hřídele ventilátoru.

U radiálních ventilátorů se pracovní médium pohybuje podél lopatek od středu oběžného kola k okraji vlivem odstředivé síly vznikající při otáčení, poté podél spirálového pouzdra vystupuje výtlačným potrubím.

Radiální ventilátory

Radiální ventilátory jsou odolné, schopné generovat relativně vysoké tlaky s vysokou účinností a jsou vhodné pro použití v náročných prostředích.

Radiální ventilátory jsou jednotka skládající se ze spirálového tělesa, hřídele, oběžného kola s lopatkami a pohonu. Ventilátory jsou instalovány na nosném rámu (lůžku).

Skříň spirálního ventilátoru je nejčastěji vyrobena z ocelových plechů, které jsou spojeny svařováním nebo nýtováním. Při provozu ve vysokotlakých oblastech je celá skříň ventilátoru odlita. Pro zvýšení tuhosti je plášť spirálového ventilátoru z ocelového plechu dodatečně vyztužen příčnými lištami nebo žebry. Aby se snížila hladina hluku, ke kterému dochází při provozu ventilátoru, je skříň pokryta speciálními panely pohlcujícími hluk nebo uzavřena v krabici.

Hlavním pracovním tělesem radiálních ventilátorů je oběžné kolo, jehož rotací se pracovní médium pohybuje. Obvykle se skládá ze zadních a předních kotoučů, náboje a lopatek. V závislosti na provozních podmínkách existuje několik modifikací oběžného kola:

  • diskless – používá se pro přepravu médií obsahujících pevné vměstky;
  • jednokotoučový – primárně slouží k přesunu pracovních médií obsahujících pevné nečistoty;
  • dvoukotoučový (bubnový, prstencový, s kuželovým předním kotoučem) – slouží k pohybu čistých pracovních médií v širokém rozsahu vytvářených tlaků;
  • tříkotoučové – používá se u ventilátorů s oboustranným sáním.

Náboje jsou nezbytné pro upevnění oběžného kola k hřídeli. Jsou odlévány nebo obráběny z přířezů.

Nedílnou součástí oběžného kola jsou lopatky. Jsou připevněny k disku a náboji. Způsoby upevnění lopatek přímo závisí na požadované pevnosti a tuhosti konstrukce a také na ekonomické proveditelnosti. Nejspolehlivějším způsobem upevnění je svařování, jehož použití je výhodné, pokud všechny součásti oběžného kola mají stejnou životnost. V případě, kdy se vlivem provozních podmínek lopatky opotřebovávají rychleji než kotouče, používá se spojení nýty nebo hroty. Účinnost a výkonnostní charakteristiky ventilátoru závisí na tvaru lopatek.

ČTĚTE VÍCE
Jak určit odpor vinutí elektromotoru?

Typy lopatek nainstalovaných na oběžném kole:

  • zakřivený dopředu;
  • radiální;
  • radiálně zakřivené dopředu;
  • plochá nakloněná záda;
  • zakřivená záda;
  • dozadu zakřivený profil.

Důležitým faktorem ovlivňujícím účinnost ventilátoru je mezera mezi oběžným kolem a sacím potrubím. Nemělo by přesáhnout 1 % průměru oběžného kola.

Pohon ventilátoru lze realizovat následovně:

  • přímé připojení oběžného kola k elektromotoru;
  • připojení přes pružnou spojku;
  • Připojení klínovým řemenem.

U radiálních ventilátorů se používá několik schémat složení pro upevnění oběžného kola a připojení k pohonu.

U ventilátorů s velkými oběžnými koly se doporučuje připojení pomocí spojek nebo řemenových převodů. Nejrozšířenější je konzolové spojení hřídele oběžného kola s pohonem, tzn. připojení hřídele oběžného kola instalovaného v nosné ložiskové jednotce, která je umístěna vně skříně ventilátoru. Mezi pozitivní aspekty tohoto schématu patří absence mechanických ztrát při přenosu a možnost instalace na malé ploše, naopak negativní stránkou je omezení velikosti oběžného kola. Instalace hřídele oběžného kola mezi dvě nosná ložiska se považuje za spolehlivější a může zajistit stabilní provoz ventilátoru. Nevýhodou tohoto schématu je obtížnost instalace ventilátoru na vzduchové potrubí kvůli složitosti konstrukce. U ventilátorů s dvojitým sáním se nepoužívá konzolové připojení k pohonu.

Klasifikace radiálních ventilátorů

Hlavní klasifikace radiálních ventilátorů je založena na následujících provozních a konstrukčních charakteristikách:

  • nízký tlak (až 1000 Pa);
  • střední tlak (od 1000 do 3000 Pa);
  • vysoký tlak (nad 3000 Pa).

Počet sacích stran:

  • jednostranný;
  • oboustranný.

Směr otáčení oběžného kola (strana pohonu):

  • pravá rotace – pohyb oběžného kola ve směru hodinových ručiček;
  • levá rotace – pohyb oběžného kola proti směru hodinových ručiček;

Univerzální výstup ventilátoru lze instalovat v sedmi polohách, přičemž každá je posunuta o 45 stupňů vzhledem k předchozí. Poloha umožňující instalaci výstupní trubky pod úhlem 225 stupňů není provedena z důvodu složitosti realizace napojení na potrubí.

Prostorová orientace výstupního potrubí účelových ventilátorů může zaujímat polohy každých 15 stupňů v rozsahu od 0 do 345 stupňů (u mlýnských ventilátorů) a od 0 do 255 stupňů (u dmychadel).

V závislosti na vlastnostech pohybované kapaliny jsou radiální ventilátory rozděleny do následujících kategorií podle jejich účelu:

Univerzální ventilátory slouží k pohybu neagresivních směsí vzduch-plyn, zbavených pevných látek a prachu, o teplotě nepřesahující 200 o C. Patří sem ventilátory pro přívodní a odtahové větrání (střešní).

Velké množství účelových ventilátorů se vyrábí i pro průmyslové účely. Používají se k pohybu různých vzduchoplynných médií vyznačujících se vysokými provozními teplotami, abrazivními a korozivními vlastnostmi, obsahem pevných nečistot, vysokým stupněm nebezpečí výbuchu atd. Do této třídy patří následující ventilátory:

  • korozivzdorný;
  • prach;
  • explozi odolné;
  • foukání;
  • těžit;
  • mlýn

Pro každý typ ventilátoru je zvoleno materiálové provedení, které vyhovuje provozním podmínkám a je schopno zajistit spolehlivý bezporuchový provoz v běžném režimu.

ČTĚTE VÍCE
Lze LED žárovky použít v uzavřených svítidlech?

Pro průtokovou část korozivzdorných ventilátorů se tedy používají nerezové oceli, titan a jeho slitiny, rozšířily se různé polymerní materiály.

Díky vysokému obsahu pevných vměstků v pohybujícím se médiu jsou díly a sestavy prachových ventilátorů vysoce spolehlivé. Proto jsou vyrobeny z materiálů odolných proti oděru.

Nevýbušné ventilátory jsou vyrobeny z měkkých materiálů (hliník a jeho slitiny), aby nedocházelo k tvorbě jisker v důsledku kolize nebo tření pohyblivých částí.

Specifikem provozu ventilátorů je pohyb vzduch-plyn

směsi s vysokými teplotami, proto se na ně používají různé žáruvzdorné oceli.

Axiální ventilátory

Konstrukce axiálních ventilátorů se vyznačuje jednoduchostí a malými celkovými rozměry. Často je používám tam, kde není možné použít radiální ventilátory z důvodu omezeného instalačního prostoru. Axiální ventilátory se skládají z válcové skříně, oběžného kola s lopatkami a pohonu.

Skříň axiálního ventilátoru je vyrobena ve formě válce. Vnitřní průměr pouzdra je zvolen tak, aby bylo zajištěno volné otáčení oběžného kola. V tomto případě by maximální vzdálenost mezi skříní a lopatkami oběžného kola neměla překročit 1,5 % délky lopatek. Pro zlepšení aerodynamických vlastností a snížení hydraulických ztrát jsou provedeny změny v konstrukci ventilátoru instalací následujících doplňkových prvků: rozdělovač na sací trubce, vstupní a výstupní kapotáž na náboji oběžného kola a difuzor na výstupu.

Oběžné kolo axiálního ventilátoru se skládá z lopatek a náboje. Uchycení lopatek k náboji je stejné jako u oběžného kola radiálního ventilátoru. Počet lopatek se pohybuje od 2 do 16. Při výrobě oběžného kola axiálního ventilátoru se používá svařování, odlévání nebo lisování.

Lopatky oběžného kola jsou instalovány v různých úhlech vzhledem k rovině otáčení, což umožňuje efektivně regulovat proces dodávání směsí vzduch-plyn. U axiálních ventilátorů je možné změnit směr proudění pracovního média změnou směru otáčení oběžného kola. Toho lze dosáhnout použitím reverzních oběžných kol s proměnlivým úhlem lopatek nebo nereverzních oběžných kol pouhým otočením. Konstrukce axiálních ventilátorů umožňuje rychlou instalaci.

Axiální ventilátory jsou poháněny přímým připojením na hřídel motoru, spojkou nebo řemenovým převodem. Jako pohon se používají převážně elektromotory. Volba schématu připojení k pohonu je ovlivněna provozními podmínkami a charakteristikami pohybujícího se média. Pro čisté, neagresivní prostředí je typická instalace elektromotoru do proudu pracovního média. V případě vysokého obsahu vlhkosti nebo pevných vměstků je obvyklé vyjmout pohon z proudu pracovní tekutiny.

Klasifikace axiálních ventilátorů

Existují tři hlavní typy axiálních ventilátorů:

  • typ čepele;
  • typ čepele ve válcovém těle;
  • s vodicími lopatkami.

Lopatkový typ je nejjednodušší verzí axiálního ventilátoru. Jedná se o oběžné kolo bez skříně namontované na hřídeli elektromotoru. Tento typ ventilátoru obvykle pracuje při nízkých otáčkách a mírných teplotách. Vyznačují se vysokou produktivitou a nízkými hodnotami vytvořeného tlaku. Lopatkové ventilátory se často používají v interiéru jako odsávací ventilátory. Pro venkovní použití jsou součástí systémů chlazení vzduchu a chladicích věží. Účinnost tohoto typu je přibližně 50 % nebo méně.

Druhý typ ventilátorů má lopatkové oběžné kolo uzavřené uvnitř válcové skříně. Rychlost otáčení oběžného kola je vyšší než u lopatkového typu, což umožňuje vyvinout vyšší výstupní tlaky 250 – 400 Pa. Hodnota účinnosti dosahuje 65 %.

ČTĚTE VÍCE
Je možné nainstalovat plynoměr do koupelny?

Axiální ventilátory s rozváděcími lopatkami mají podobnou konstrukci jako předchozí typ, avšak s dodatečnou montáží rozváděcích lopatek na vstupu. Toto řešení zlepšuje účinnost usměrňováním a narovnáváním toku pracovní tekutiny. Díky tomu jsou schopny vyvinout poměrně vysoké výstupní tlaky až 500 Pa. Tento typ splňuje vysoké standardy energetické účinnosti.

Aplikace

Ventilátory jsou jedním z nejběžnějších typů strojů používaných v mnoha oblastech průmyslu a každodenního života. Jejich účelem je pohyb směsí vzduch-plyn, což se používá především pro přívodní a odsávací ventilaci. Kromě ventilace však existuje mnoho oblastí a procesů, ve kterých je lze použít, například:

  • chemický průmysl (sušení, dodávka procesních plynů);
  • hutní průmysl;
  • chladicí systémy;
  • strojírenství a stavba lodí (testy na aerodynamických stojanech);
  • zemědělství;
  • energie;
  • konstrukce;
  • aspirační systémy;
  • pneumatická doprava

Porovnání radiálních a axiálních ventilátorů

Provoz axiálních a radiálních ventilátorů je založen na různých principech činnosti. U axiálního ventilátoru se tok pracovního média pohybuje ze vstupního do výstupního potrubí podél osy hřídele a u radiálního ventilátoru se proudění ze vstupního potrubí pohybuje podél osy hřídele a poté se změnou směru přechází do výstupní potrubí kolmé k ose.

Odstředivé ventilátory jsou nejrozšířenější v průmyslových procesech kvůli velkému množství úprav a aplikací. Jsou schopny pracovat v širokém rozsahu kapacit a vytvořených tlaků. Konstrukce radiálního ventilátoru je však objemnější a vyžaduje velkou plochu pro instalaci.

Axiální ventilátory se vyznačují jednoduchostí konstrukce, malými celkovými rozměry, jakož i účinností a schopností přenášet velké objemy pracovní kapaliny na krátké vzdálenosti. Poměrně často je pohon axiálního ventilátoru umístěn uvnitř skříně, což omezuje pracovní prostředí z hlediska prašnosti a přípustné teploty. Rychlost otáčení oběžného kola axiálních ventilátorů je vyšší než u radiálních ventilátorů. Tato funkce je činí hlučnějšími.

Kapacita je určena s ohledem na ztráty nebo sání ve vzduchovodech. Tlak ventilátoru je určen na základě výsledků aerodynamického výpočtu ventilační sítě.

Volba velikosti ventilátoru obvykle spočívá ve výběru ventilátoru, který spotřebovává nejmenší množství energie, to znamená s nejvyšší účinností v daném provozním bodě. Někdy je převládajícím požadavkem minimalizace velikosti, hluku a podobně

Ventilátor se vybírá v následujícím pořadí: podle zadaných hodnot

výkon a celkový tlak na vlastnosti žil

Tilátor najde průsečík souřadnic Q a PV (pracovní bod).

Pokud se tento bod nachází mezi charakteristikami ventilátoru odpovídajícími určité rychlosti otáčení, pak

je demolován svisle na základní charakteristiku a přepočítán

změnit systém na nový tlak odpovídající získanému provoznímu tlaku

bod, nebo jej povýšit na vyšší charakteristiku. Pomocí přijaté charakteristiky a daných Q a PV se zjistí frekvence otáčení

oběžné kolo ventilátoru n, jeho účinnost a příkon N

Pracovní bod musí být v pracovní oblasti ha-

charakteristika ventilátoru, tzn. 0,9

Potřebný výkon na hřídeli elektromotoru je určen

kde PV je celkový tlak ventilátoru, Pa;

Q – výkon (objemový průtok) ventilátoru, m 3 /s;

– plná účinnost ventilátoru v provozním bodě;

– účinnost přenosu, převzato z tabulky. 3.5.

ČTĚTE VÍCE
Jakou tloušťku by měla mít pracovní deska pro instalaci varné desky?

Instalovaný výkon elektromotoru N

kde K 3 je faktor rezervy výkonu braný podle tabulky. 3.6.

Při teplotě okolí elektromotoru 45 °C by se měl instalovaný výkon N zvýšit o 8 % a při 50 °C o 15 %.

Při pohybu vzduchu s mechanickými nečistotami je instalace

Výkon elektromotoru se zvýší o 20 %.

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

Hodnoty účinnosti přenosu

Přímé připevnění kola ventilátoru –

torus na hřídeli motoru

Spojení hřídele ventilátoru a elektromotoru

brány pomocí spojky

Výkonové rezervní faktory

Faktor rezervy výkonu, K 3

3.12. Workshop

Určete typ radiálního ventilátoru, který má standard

za určitých podmínek následující charakteristiky

průměr oběžného kola

Typ ventilátoru je určen hodnotami celkového koeficientu

tlak a rychlost.

Součinitel celkového tlaku ventilátoru

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

m/s – obvodová rychlost pracovníka

Q = 1300/3600 = 0,3611 m 3 /s – výkon ventilátoru;

Stonásobná hodnota celkového tlakového koeficientu v režimu maximální celkové účinnosti je 100 = 100 0,797 = 80.

Odpověď: Na základě katalogu fanoušků JSC MOVEN to určujeme

nastaveným podmínkám nejvíce vyhovuje radiální ventilátor

Radiální ventilátor za standardních podmínek má následující

průměr oběžného kola

celková účinnost ventilátoru

Určete aerodynamické parametry ventilátoru při teplotě

rychlost přepravovaného vzduchu

Přepočet aerodynamických charakteristik ventilátoru na pozemku

Hustota dopravovaného vzduchu se určuje podle závislostí (3.19) – (3.26):

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

kg/m 3 – hustota dopravovaného vzduchu při

spotřeba energie ventilátoru

kde N je výkon spotřebovaný ventilátorem za standardních podmínek

NV = PVQ 10 -3 = 1200 3,611 10 -3 = 4,333, kW – užitečný výkon

ventilátor za standardních podmínek

Vyberte radiální ventilátor, verze 1, s

standardní podmínky produktivita – Q = 13000 m 3 / h a plná

tlak – PV = 1200 Pa.

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

K montáži akceptujeme radiální ventilátor typu VR-86-77. Podle

technické vlastnosti tohoto typu ventilátorů (příloha 1)

nejprve přijímáme ventilátor číslo 6,3 (VR-86-77-6,3) s prům.

metr oběžného kola D = 1,05 D

, který má řadu parametrů

příkop: produktivita – Q = 8300

17500 m3/h; celkový tlak –

PV = 1430 1940 Pa.

Podle individuálních aerodynamických charakteristik ventilátoru

lator VR-86-77-6,3 v souladu s doporučeními v části 3.11

určit pracovní bod ventilátoru (bod A na obr. 3.55) a

celková účinnost ventilátoru

maximální celková účinnost ventilátoru

instalovaný výkon elektromotoru

Kontrola hodnoty plné účinnosti pracovního bodu

= 0,805 > 0,9 = 0,9 · 0,815 = 0,734.

Vypočítejme instalovaný výkon elektromotoru v závislosti na

Instalovaný výkon standardního elektromotoru N = 7,5 kW.

Ventilátor VR-86-77-4 s průměrem oběžného kola D = D at

standardní podmínky má následující charakteristiky

celková účinnost ventilátoru

Určete požadovanou rychlost otáčení oběžného kola

získání produktivity Q = 2000 m 3 / h. Najděte aerodynamiku

parametry ventilátoru při této rychlosti.

136 Generální sponzor –

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

Rýže. 3.55. Individuální aerodynamické charakteristiky ventilátoru VR-86-77-6,3

Požadovaná rychlost otáčení je určena ze závislosti (3.28)

otáčky za minutu

Aerodynamické parametry ventilátoru při otáčkách

Vzdělávací knihovna ABOK Severozápad

spotřeba energie ventilátoru

kde N je výkon spotřebovaný ventilátorem za standardních podmínek

V síti charakterizované následujícími parametry: celková tlaková ztráta –