Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

R 0,5D+ 3,5 ;R2 0,5D+ 2,5 ;R3 0,5D+ 1,5 ;R4 0,5D+ 0,5

Величина раскрытия спирального корпуса A

– при загнутых назад лопатках и = 40 80

A= D2	/125	= Dn /125
– при загнутых вперед лопатках и		= 20 55
A= D2	/90	= Dn /90

В технически обоснованных случаях допускается отклонение формы

спирали от приведенной. В некоторых вентиляторах спираль для умень-

шения циркуляции воздуха в корпусе заканчивается языком (рис. 3.13).

Язык Выходное отверстие вентилятора

Спиральная кам

Рис. 3.13. Построение спирального корпуса радиального вентилятора

3.4. Осевые вентиляторы

3.4.1. Конструкция осевых вентиляторов

Осевым называется вентилятор, в котором воздух (или газ) переме-

щается вдоль оси рабочего колеса, вращаемого двигателем (рис. 3.14). Рабочее колесо осевого вентилятора обычно устанавливается в обечайке или в цилиндрическом корпусе. Чаще всего лопастное колесо

закрепляетсянепосредственнонавыступающемконцевалаэлектродви

гателя, располагаемом в корпусе. Однако при больших размерах вентиляторов или при несовпадении числа оборотов вентилятора и электро-

двигателя предусматривается привод. В этом случае колесо крепится на

валу вентилятора, удерживаемом двумя опорными подшипниками, а на

конец вала насаживается шкив под клиновые ремни

Осевое рабочее колесо состоит из втулки относительно большого

диаметра и прикрепленных к ней глухих или поворотных равномерно рас-

78	Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.14. Схема осевого вентилятора

1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 – обтекатель; 4 – входной коллектор

положенных лопаток. Систему таких лопаток называют также лопаточным

венцом. В лопаточном венце все лопатки, как правило, одинаковы и установленыпододнимитемжеуглом.Числолопатокввенцахможетсостав-

лять от 2 до 30 в зависимости от типа вентилятора и его особенностей.

Лопатки изготавливаются из металла или пластмасс, листовые и

объемные, причем они могут быть монолитными (литыми) или пусто-

телыми. Втулки осевых вентиляторов выполняются сварными, литыми и штампованными. Штампуют одновременно лопатки и втулки, т. е. все

колесо полностью. Лопатки к втулкам привариваются либо крепятся

при помощи стержней. В последнем случае при регулировании можно

менять угол поворота лопаток относительно плоскости вращения. С по-

вышением быстроходности осевого вентилятора число лопаток умень-

шают. Для улучшения аэродинамических характеристик лопатки осевых

рабочих колес по мере приближения к втулке расширяют и закручивают.

В целях упрощения конструкции применяют и незакрученные лопатки постоянной ширины, что, однако, несколько ухудшает аэродинамичес-

кие характеристики рабочих колес. В центре втулок располагают ступи-

цы для посадки колеса на вал.

Лопатки могут быть симметричного или несимметричного профилей. Наиболее совершенную форму имеют лопатки со специальным несимметричным профилем, подобным профилю крыла самолета. Лопатки с симметричным профилем могут работать при любом направлении

вращения. Вентиляторы с такими лопатками называются реверсивными. Если форма профиля несимметрична, то лопатки устанавливаются так,

Генеральный спонсор –

79

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

чтобы вогнутая их часть двигалась по направлению вращения колеса

(рис. 3.15). Для изменения направления потока в таких вентиляторах не-

обходимо повернуть лопатки на 180°.

Рис. 3.15. Осевые вентиляторы с поворотными лопастями рабочего колеса производства

концерна «Rosenberg Ventilatoren GmbH» (Германия)

Осевые нереверсивные вентиляторы, лопаточные колеса которых

правильно вращаются по часовой стрелке по отношению к наблюдателю, находящемуся на стороне всасывания, называют правыми, а наобо-

рот – левыми

Осевой вентилятор, встраиваемый в вентиляционную сеть, имеет

присоединительные фланцы. Если вентилятор забирает воздух из окру-

жающего пространства, то на входе в вентилятор устанавливается вход

ной коллектор.

В некоторых конструкциях осевых вентиляторов для снижения не-

равномерности воздушного потока на входе предусматриваются вход

ные направляющие аппараты (ВНА).

Втехслучаях,когдапоусловиямкомпоновкивентиляторапередним

образуется неравномерный по сечению входа поток, входной направляющий аппарат будет уменьшать эту неравномерность.

Для выпрямления закрученного потока непосредственно за осевым

колесом устанавливается спрямляющий аппарат (СА), состоящий из плоских или профилированных неподвижных лопаток. В СА динамичес-

кое давление преобразуется с некоторыми потерями в статическое. При этом без изменения характеристики мощности увеличиваются как пол-

ные давление и КПД, так и статические давление и КПД.

Для преобразования динамического давления в статическое цилиндрический корпус на выходе потока из вентилятора снабжается осевым

диффузором.

80	Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Для увеличения давления выполняются многоступенчатые вентиля-

торы с последовательным по направлению потока воздуха расположе

нием рабочих колес. К многоступенчатым вентиляторам относятся также вентиляторы встречного вращения, у которых рабочие колеса вращают-

ся в противоположных направлениях. Получив энергию в первом колесе, закрученный поток поступает во второе колесо, которое закручивает его

в противоположном направлении, продолжая передавать ему энергию.

Эти вентиляторы могут иметь входной и выходной аппараты.

Осевые вентиляторы выполняются по различным аэродинамичес-

ким схемам, под которыми подразумевается совокупность признаков

и параметров, однозначно характеризующих проточную часть машины:

число ступеней, равное числу рабочих колес; тип схемы, зависящей от наличия аппаратов, и их расположение по отношению к рабочему коле-

су; относительный диаметр втулки; число лопаток колеса и аппаратов, их

углы установки

Аэродинамическая схема обозначается буквами (рис. 3.16). Для

одноступенчатых вентиляторов схема, состоящая из одного колеса,

обозначается буквой К; схема, включающая кроме колеса спрямляющий аппарат, – буквами К+СА; установка, оборудованная входным направляющим аппаратом, – буквами BHA+K, входным направляющим и спрямля-

ющим аппаратами – BHA+K+СА. Двухступенчатые схемы имеют, напри-

мер, такое обозначение: К+СА+К+СА, ВНА+К+НА+К+СА.

Рис. 3.16. Примеры компоновок осевого вентилятора

Каждая из схем имеет свои особенности. Рассмотрим наиболее

применяемые схемы в системах вентиляции и кондиционирования воз

духа. По схеме К обычно выполняют вентиляторы с малыми значениями коэффициента давления. Воздух при этом подводится к рабочему коле-

су в осевом направлении, входной направляющий аппарат отсутствует

Генеральный спонсор –

81

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

(рис. 3.17). Конструкция проста, но КПД в области рабочих режимов сни-

жается на 5 – 30% из-за отсутствия спрямляющего аппарата.

Рис. 3.17. Осевые вентиляторы ВО-14-320 с входным коллектором производства ОАО «МОВЕН»

Когда относительная величина скорости закручивания велика,

за рабочим колесом устанавливается спрямляющий аппарат (СА). В

спрямляющем аппарате динамическое давление, связанное со скоро

стью закручивания, преобразуется с некоторыми потерями в статичес-

кое давление, поток из спрямляющего аппарата выходит в осевом или

почти осевом направлении; полезное полное давление и КПД вентиля-

тора возрастают. Схема К+СА используется при создании одноступен-

чатых вентиляторов на высокие давления. Такие же и большие значения давления могут быть получены в вентиляторе, состоящем из входного направляющего аппарата (ВНА) и рабочего колеса, т.е. выполненном по

схеме ВНА+К (рис. 3.18). Войдя в осевом направлении, поток из входно-

го направляющего аппарата выходит закрученным против направления

Рис. 3.18. Осевые вентиляторы ВО-25-188 с входным направляющим аппаратом производства ОАО «МОВЕН»

82	Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

вращения колеса. В рабочем колесе поток, в свою очередь, закручива-

ется так, что выходит из него в осевом направлении или с некоторой остаточной круткой.

СхемаВНА+К+САсоединяетвсебеособенностисхемК+САиВНА+К.

Как правило, во входном направляющем аппарате поток закручивается

не более, чем на половину его скорости закручивания в рабочем колесе. Лопаточный венец ВНА может быть использован для регулирования

вентилятора при постоянной скорости его вращения. Достигается это

поворотом лопаток входного направляющего аппарата или их части,

созданием переменной скорости закручивания потока перед рабочим колесом. Обычно регулирование поворотом лопаток называют лопаточ-

ным регулированием

Размеры осевых вентиляторов определяются диаметром рабочего

колеса, D, мм. Основные размеры проточной части вентиляторов определяются в зависимости от (рис. 3.19) и должны составлять:

d– от 0,3·Dдо 0,75·D L = 0,2·D

l = 0,25d R = 0,26·D R2 = 0,75·l R3 = 4·l R4 = 0,5·d D= 1,25·D

Значительное влияние на работу осевого вентилятора оказывает

радиальный зазор между лопатками колеса и корпусом – он не должен

Рис. 3.19. Размеры проточной части осевых вентиляторов

Генеральный спонсор –

83

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

превышать 1,5% длины лопатки; отклонение от этого значения должно

быть не более 25%.

Обозначение осевого вентилятора состоит из:

1)буквы В– вентилятор

2)буквы О– осевой;

3)стократного коэффициента полного давления на режиме макси-

мального полного КПД, округленного до целого числа;

4)быстроходности на режиме максимального КПД, округленной до

целого числа

5)номера вентилятора (диаметр рабочего колеса в дециметрах). Например, обозначение осевого вентилятора с коэффициентом

полного давления, равным 0,14, быстроходностью, равной 320, диаметром рабочего колеса 1000 мм записывается в следующем виде:

ВО-14- 320-10

Для вентиляторов, имеющих поворотные лопатки рабочего колеса, в обозначении указывают параметры при таком угле установки лопаток, который обеспечивает наиболее высокий КПД.

Конструктивные исполнения осевых вентиляторов и их обозначения

приведенынарис.3.20.Вентиляторысвертикальнойосьювращениядолжны соответствовать исполнениям 3, 3а, 4. Температура перемещаемой вентиляторами среды не должна превышать: 50 °С – для исполнений 1, 1a, 2, 2а, 3, 3а, 4, 5; 60 °С – для исполнения 6; 100 °С – для исполнений 5а.

Для воздушного душирования, перемешивания воздуха в помеще-

нии с целью выравнивания температуры воздуха ОАО «МОВЕН» разра-

ботаны конструкции вентиляторов осевых струйных ВС (рис. 3.21). Эти вентиляторы имеют значительную дальнобойность струи (расстояние

от выходного сечения вентилятора до сечения, в котором скорость со

ставляет 0,5 м/с): для ВС-10-400-4 – 20 м; ВС-10-400-6,3 – 55 м. Объем перемещаемого воздуха на расстоянии, равном дальнобойности струи струйных вентиляторов, в 40 раз больше, чем в выходном сечении. Разме-

щаются струйные вентиляторы на подвеске, на полу, на стене (рис. 3.22).

В конструкциях осевых вентиляторов используются стандартные электродвигатели и электродвигатели с внешним ротором. При приме-

нении электродвигателя с внешним ротором значительно уменьшаются

габариты вентилятора. Пример таких вентиляторов приведен на рис. 3.23. Осевые вентиляторы относятся к быстроходным нагнетателям и применяются для подачи относительно больших объемов воздуха при

84	Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

с электродвигателями

меньших давлениях по сравнению с радиальными вентиляторами. Об-

ласти производительности и полных давлений осевых вентиляторов при

плотности перемещаемой газообразной среды 1,2 кг/м3 в соответствии с требованиями ГОСТ 11442-90 приведены на рис. 3.24.

Осевые вентиляторы общего назначения одноступенчатые с горизонтально и вертикально расположенной осью вращения имеют рабо-

чие колеса диаметром от 300 до 2000 мм. Они предназначены для пе-

ремещения воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых

по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше

агрессивности воздуха, не содержащих липких веществ, волокнистых

материалов, с содержанием пыли и других твердых примесей не бо-

лее 100 мг/м3 для вентиляторов с расположением привода вне корпуса

вентилятора и не более 10 мг/м3 – с расположением привода в потоке

перемещаемой среды.

Генеральный спонсор –

85

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.21. Осевые струйные вентиляторы ВС производства ОАО «МОВЕН»

86	Генеральный спонсор –