5.2.6.3. Вентиляторы и насосы систем охлаждения (нагнетатели)
Движение теплоносителя в системе охлаждения сопровождается затратами энергии, которая расходуется на преодоление сил трения и компенсируется нагнетателем (вентилятором, насосом или компрессором).
В воздушных системах охлаждения для перемещения газовприменяют осевые и центробежные вентиляторы (рис. 5.2.9,а,б,в).
В осевых вентиляторах (рис. 5.2.9,а) воздух перемещается вращающейся крыльчаткой в направлении оси вентилятора. Эти вентиляторы могут перемещать большие объемы воздуха, но создают сравнительно невысокие напоры (30…40 мм вод. ст.).
Центробежный нагнетатель представляет собой лопаточное колесо, расположенное в спиральном кожухе. При вращении колеса жидкость, поступившая в осевом направлении через всасывающее отверстие, отклоняется от этого направления на 90° и попадает в межлопаточные каналы. Здесь она закручивается и под воздействием центробежной силы направляется к кожуху, где собирается и через нагнетательное отверстие выводится из системы (рис. 5.2.9,б). Центробежные нагнетатели обладают высоким к.п.д., достаточно просты в конструктивном отношении, имеют плавную (без толчков) подачу, легко соединяются непосредственно с электродвигателем.
Рис. 5.2.9. Упрощенные схемы нагнетателей
Производительность центробежных нагнетателей существенно зависит от давления. Их широко применяют в системах охлаждения приборов. Они экономичны и способны создавать более значительные напоры (до 300 мм вод. ст.).
Вихревой нагнетатель (рис. 5.2.9,в) представляет собой лопаточное, эксцентрично расположенное колесо, напоминающее центробежное. Жидкость поступает к лопаточному колесу по касательной, переносится им вдоль корпуса и выпускается также по касательной. Вихревые нагнетатели отличаются простотой конструкции, реверсивны, но к.п.д. их невысокий; чаще они используются в качестве насосов.
Нагнетатели, предназначенные для перемещения капельных жидкостей, называются насосами, в случае газов - компрессорами.
Поршневой нагнетатель (рис. 5.2.9,г) представляет собой расположенный в цилиндрическом кожухе поршень, при движении которого в одну сторону жидкость через всасывающий клапан поступает в рабочую камеру, а при движении в другую - сжимается и затем выталкивается через нагнетательный клапан). Положительными качествами поршневых нагнетателей являются высокий к.п.д., возможность получения больших давлений и независимость производительности от создаваемого давления; недостатками - громоздкость, неравномерность подачи (толчки), вибрация, сложность соединения с электродвигателем. Поршневые нагнетатели используют как насосы и компрессоры.
Пластинчатый, или ротационный, нагнетатель (рис. 5.2.9,д) представляет собой эксцентрично расположенный в цилиндрическом корпусе ротор, в пазах которого находятся пластины, выскальзывающие при его вращении. Пластины вследствие уменьшения пространства между ними и стенками корпуса сжимают засасываемую через отверстие жидкость и выталкивают ее через другое отверстие. Воздействие на жидкость в поршневом и пластинчатом нагнетателях аналогичное, но в первом случае поршень движется поступательно, а во втором - происходит более удобное для привода нагнетателя вращательное движение ротора. Обычно пластинчатые нагнетатели используют как компрессоры, но в специальном исполнении, при котором переносимая между пластинами жидкость не сжимается, - в качестве насосов.
Зубчатый нагнетатель состоит из пары сцепленных между собой шестерен, расположенных в корпусе с минимальным зазором. Зубья при вращении захватывают жидкость и без сжатия переносят ее из области всасывания в область нагнетания, причем перенос в обратную сторону мал из-за плотного сцепления зубьев (рис. 5.2.9,е). Зубчатые нагнетатели конструктивно просты, не имеют клапанов, компактны, их можно непосредственно соединить с электродвигателем. Однако они имеют малую производительность и более низкий к.п.д., чем поршневые. Это объясняется потерями через торцевые зазоры и трением при сцеплении шестерен. Зубчатые нагнетатели используют преимущественно в качестве насосов, причем особенно успешно - для перекачки вязких жидкостей (масла).