Автор: Саркис Тагаев (Обновлено: 11.08. 2024 г.)
Опираясь на свою многолетнюю практику работы могу с уверенностью утверждать, что множество специалистов и проектировщиков неправильно делают подбор радиальных вентиляторов и двигателей к ним. Даже если вентиляционщики находятся в теме, то зачастую от них ускользают важные моменты и нюансы. Неправильная документация многих не очень дотошных производителей оборудования во многом способствует путанице и порождает элементарную техническую неграмотность.
Данная статья является прекрасной возможностью заполнить пробелы в знаниях и поднять свой профессиональный уровень на должную высоту. Особенно полезно ознакомиться с представленной информацией специалистам, которые чувствуют себя не уверенно в работе с промышленными вентиляторами. В основе подготовленной информации находятся материалы компании Nevatom (www.nevatom.ru). Этот производитель вентиляционного оборудования наиболее полно и подробно разъясняет каким образом правильно подбирать радиальные вентиляторы. Пользуясь случаем выражаю свое уважение инженерам этой компании.
График производительности радиального вентилятора
Даже если Вы сотни раз видели рабочие графики центробежных промышленных вентиляторов, возможно уже в конце этого раздела Вас ждет сюрприз. Может быть все это время Вы что-то упускали из области своего внимания.
В качестве примера рассмотрим график для радиального вентилятора среднего давления ВР 280-46 №5 (аналог ВЦ 14-46 №5). На горизонтальной оси Q указывается производительность вентилятора (количество воздуха, перемещаемое в единицу времени), измеряется в м3/ч. На вертикальной оси Pv находятся показатели полного давления (Па). Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним. Горизонтальная шкала ниже графика Pdv содержит информацию о развиваемом динамическом давлении (Па). Масштаб осей графиков —логарифмический.
Информация на графике производительности:
Pv — полное давление, Па;
Pdv — динамическое давление, Па;
Psv — статическое давление, Па;
Q — производительность, тыс. м3/час;
Nу — установочная мощность, кВт;
n — частота вращения рабочего колеса, об/мин;
ƞ — КПД агрегата;
Вроде все знакомо и нет ничего не обычного. Необходимо уточнить, обращали ли Вы ранее свое внимание на горизонтальную шкалу Pdv внизу графика содержащую информацию о развиваемом динамическом давлении (Па)? Знаете, для чего нужна эта информация?
Полная информация о давлениях необходима для правильного подбора оборудования. Промышленный вентилятор может находится в разных частях сети воздуховодов. Его непосредственное положение оказывает влияние на то, как осуществляется работа с графиком. При подборе радиального вентилятора следует учитывать наличие воздуховодов и сторону их подключения. Так, если со стороны нагнетания воздушный канал имеется, то подбор осуществляется по полному давлению Pv. Это простой случай, когда работа происходит только с вертикальной осью, на которой находятся показатели полного давления (Па).
При наличии сети воздуховодов только со стороны всасывания, подбор необходимо проводить по статическому давлению Psv, так как воздушный канал на стороне нагнетания отсутствует, то динамическое давление теряется.
Напрямую информация о развиваемом статическом давлении Psv на графиках отсутствует. Возникает вопрос, а где же взять эту информацию? Все просто. Напомню, что полное давление является суммой динамического и статического давления: Следовательно, для того чтобы узнать статическое давление надо от полного вычесть динамическое давление Psv = Pv — Pdv. Ниже смотрите пример подбора радиального вентилятора без сети воздуховодов на стороне нагнетания.
Ну что узнали для себя что-то новое? Возможно дальше Вас тоже ждут сюрпризы.
Кривые производительности и мощности двигателя
Продолжаем изучать график. Кривые реальной производительности и давления Q (P) радиального вентилятора при вращении его рабочего колеса (крыльчатки) при оборотах n =1000 об/мин и n =1500 об/мин обозначены двумя жирными линиями.
Необходимо отметить, что именно вращение рабочего колеса с определенным количеством оборотов создает положенный поток воздуха и развивает давление. Сечение корпуса, размер и форма крыльчатки у каждого конкретного промышленного вентилятора остаются все время неизменными. В данном случае не важно какой мощности установлен двигатель. Если двигатели с разной мощностью будут обеспечивать вращение рабочего колеса с одинаковым количеством оборотов, то производительность и давление воздушного потока будут одинаковыми. Вопрос будет стоять по-другому: Хватает ли мощности тому или иному двигателю для обеспечения вращения крыльчатки с необходимой частотой?
Количество жирных кривых производительности радиального вентилятора Q (P) на графике всегда соответствует количеству вариаций оборотов вращения рабочего колеса. Только эти жирные линии определяют реальную производительность и давление. Тонкие линии “кривые мощности” используются для других целей.
Здесь же приведена серия ниспадающих кривых, пересекающих кривые производительности Q (P) в виде тонких линий. Эти линии называют «кривыми мощности» или «кривыми равной мощности». Для каждой такой кривой приведена мощность электродвигателя, которым может быть укомплектовано изделие. На самом деле, это кривые расхода и полного давления, которые имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности двигателя. Слева от точки пересечения с кривой реальной производительности Q(P) (точка В) — с повышенной частотой вращения относительно номинала, а правее точки В — с пониженной частотой.
Из всего сказанного следует понимать, что для двигателя мощностью 15 кВт в левой части, до пересечения мнимой кривой (тонкой линии) с реальной (жирной линией) (точка В), электродвигатель вентилятора работает с запасом по мощности, а в правой части после пересечения — электродвигатель перегружен и при длительной работе выйдет из строя.
Для обеспечения нормальной и надежной работы вентилятора, кривая мощности двигателя должна находиться выше графика производительности в рабочей точке.
Принцип выбора радиального вентилятора
Подбор оборудования осуществляется по заданным значениям производительности Q и полного Pv или статического Psv давления. При этом выбирается радиальный вентилятор с характеристикой, наиболее близкой к заданным параметрам. Точка на графике, в которой наилучшим образом сочетаются необходимая производительность и давление называется «рабочей точкой» вентилятора.
Выбор типоразмера сводится, как правило, к подбору модели, потребляющей наименьшее количество энергии, то есть имеющей наибольший КПД в данной «рабочей точке». Иногда решающим является требование минимизации габаритных размеров устройства.
Пример подбора вентилятора с воздуховодами на стороне нагнетания
Задача: Требуется подобрать промышленный радиальный вентилятор с проектной производительностью 4000 м3/час при аэродинамическом сопротивлении системы воздуховодов Р = 500 Па.
Так как на стороне нагнетания присутствует сеть воздуховодов, подбор осуществляется с использованием полного давления (Pv = Pсети).
Подбор: Заданным расчетным параметрам соответствуют радиальные вентиляторы ВР 86-77. По техническим характеристикам предварительно устанавливаем, что исходным данным отвечают вентиляторы номер 4 с диаметром рабочего колеса D =1,05*D ном, имеющие при оборотах крыльчатки n =1500 об/мин рабочий диапазон параметров: производительность Q = 2450 – 6350 м³/ч, полное давление – 650 – 300 Па.
Для более точного обеспечения необходимых значений рабочих характеристик радиальных вентиляторов (производительности и давления) компания Nevatom предлагает возможность применения нескольких вариантов крыльчаток. Стандартное рабочее колесо имеет номинальный диаметр (D ном). Также возможен больший (D =1,05*D ном) и меньший (D =0,9*D ном) размер.
По индивидуальной аэродинамической характеристике вентилятора находим рабочую точку и соответствующие ей параметры:
- производительность — 4000 м³/ч;
- полное давление — 525 Па (заданное значение 500 Па достигается дросселированием воздушного канала);
- число оборотов рабочего колеса — 1500 об/мин;
- КПД вентилятора — 0,83;
- установленная мощность электродвигателя — 1,1 кВт.
Подбор вытяжного промышленного радиального вентилятора
Задача: Требуется выбрать промышленный радиальный вентилятор выбрасывающий воздух в атмосферу непосредственно после вентилятора (без сети воздуховодов на стороне нагнетания). Проектная производительность составляет 8000 м3/час при аэродинамическом сопротивлении воздушного канала Р сети = 600 Па.
Так как воздушный канал на стороне нагнетания отсутствует, то динамическое давление теряется, и необходимо вести подбор по статическому давлению вентилятора (Psv = Pсети).
Подбор: Заданным расчетным параметрам соответствуют вентиляторы ВР 86-77. По техническим характеристикам предварительно устанавливаем, что исходным данным отвечает вентилятор номер 5 с диаметром рабочего колеса D =1,05*D ном, имеющий при оборотах крыльчатки n =1500 об/мин. рабочий диапазон параметров: производительность Q = 4850 –12250 м3/час и полное давление Pv= 1010 – 480 Па.
По индивидуальной аэродинамической характеристике промышленного вентилятора находим рабочую точку и соответствующие ей параметры.
При расходе воздуха Q = 8000 м3/час радиальный вентилятор развивает полное давление Pv = 800 Па и динамическое давление Psv = 200 Па. Тогда:
- статическое давление равно Psv = Pv – Pdv = 800 – 200 = 600 Па;
- производительность — 8000 м3/час;
- число оборотов колеса — 1500 об/мин;
- КПД вентилятора — 0,83;
- установленная мощность электродвигателя — 3 кВт.
Погружение в тему:
