Файл: Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник.pdf

При Xi css M P * ) " - - 1, T. e. в данном случае функция имеет мак-

Это означает, что минимальное статическое давление будет нахо-

днтьсй где-то в промежуточной точке, возрастая к началу и концу 3F

воздуховода. В частном случае при 1 = ---- х=0, минимальное ста-

хи

тнческое давление наблюдается в начале канала, оно будет не­ уклонно возрастать к его концу.

клонении формы поперечного сечения канала от круглой, сечение, Для которого /7х'=тіп, будет отстоять дальше от начала. канала. Наоборот, чем меньше сопротивление канала, тем сечение, в ко­ тором p*=min, будет расположено ближе к началу канала. В ка­ налах с малыми сопротивлениями минимальное статическое дав­ ление наблюдается обычно в начале канала.

Рассмотрим далее распределение давлений в канале произволь­ ного сечения с прерывной раздачей воздуха, т. е. когда воздух выходит через отверстия прямоугольного, круглого, квадратного сечений или через поперечные щели, расположенные на некотором расстоянии друг от друга (рис. 94).

154

Из уравнения (101) найдем статическое давление у й-го се­ чения:

о ® )

Из уравнений (100) и (102) видно, что статическое давление к концу канала, с одной стороны, возрастает за счет падения скррости (т. е. за счет перехода кинетической энергии в потенциаль­ ную), с другой стороны, падает, так как часть энергии потока за­ трачивается на преодоление сопротивлений, переходя в тепло. Изменение статического давления и, следовательно, раздача воз­ духа по длине канала зависят от приращения статического давле­

) = АР-

В этом случае градиент статического давления в результате падения скорости воздуха равен суммё сопротивлений в каналах и, значит, целиком расходуется на преодоление сопротивлений. Дру­ гими словами, статическое давление и, следовательно, раздача воздуха по всей длине канала постоянны (рис. 95, прямая /).

Профессор К- К. Баулин впервые теоретически определил форму воздуховода в виде клинообразного канала, суживающегося к концу, в котором статическое давление воздуха по всей длине канала постоянно. Однако на текстильных фабриках такие канала широкого практического применения не получили вследствие слож­ ности их изготовления.

Второй случай, когда

іѵ\ - ѵп) > АР-

Это соотношение говорит о том, что приращение статического, дав­ ления за счет падения скорости воздуха превышает сумму сопро­ тивлений в каналах; следовательно, статическое давление и раз­ дача воздуха будут возрастать к концу канала (см. рис. 95, кри­ вая 2). Нередко в этом случае в начале канала образуется раз­ режение (кривая 2'), и тогда через первые отверстия воздух, будет не выходить, а всасываться из окружающей среды. Такое явление происходит обычно в металлических каналах небольшой длины с гладкими стенками.

Третий случай, когда

і(„*_„*)< ір .

Вэтом случае приращение статического давления за счет пдДения скорости воздуха меньше суммы сопротивлений, т. е. сопротибленне

155

в-жанале .превышает приращение статического давления. В ре­ зультате статическое давление воздуха по длине канала начинает падать, доходит до некоторого минимума, а затем к концу канала снова несколько возрастает (кривая 3). Последнее объясняется тем, -что темп падения скорости воздуха к концу канала значи­ тельно усиливается (например, при переходе воздуха в канале постоянного сечения от предпоследнего отверстия к последнему скорость, его. уменьшится вдвое) и скорость в конце канала резко падает, следовательно, резко уменьшается его сопротивление. По­ этому в конце канала происходит явление, обратное тому, какое наблюдалось в начале канала.

Рис. 96. Схемаприточного капала с транзитным участком

; Третий случай характеризует движение воздуха в каналах, имеющихбольшие сопротивления. Сюда можно отнести каналы с-шероховатыми стенками, например железобетонные каналы зна­ чительной длины.

Из уравнений (100) и (102) видно, что закон изменения статиче­ ского давления и, следовательно, характер раздачи воздуха по длине канала достаточно сложны. В связи с этим на практике воз­ никают большие затруднения для получения равномерной раздачи воздуха по отверстиям.

..Один из способов получения равномерной раздачи воздуха — установка диафрагм на приточных отверстиях; это весьма трудоем­ к и м кропотливая работа, если принять во внимание большое число отверстий и каналов.

■,;В' связи с этим рассмотрим основные условия, способствующие равномерной раздаче воздуха по отверстиям, с тем чтобы избежать регулировки его диафрагмами или свести ее к минимуму.

Прежде всего следует отметить, что увеличение статического давления воздуха в канале способствует выравниванию давления по длине канала и устраняет возможность подсоса воздуха в первых отверстиях. Увеличения статического давления можно достигнуть за счет увеличения скорости выхода воздуха из отверстий канала. Поэтому чем больше скорость выхода воздуха иВыХ по отношению кѵёкороети в корне канала ок, тем раздача воздуха по отверстиям

iss

будет равномернее. На основании опытных данных для соблюдения практически равномерного распределения воздуха по длине канала (при отклонениях 10—15% от среднего расхода по отверстиям) можно считать:

для каналов с технически гладкими стенками

»вых = ( 1.0.- * - 1.5) и к ,

для каналов с шероховатыми стенками

^ВЫХ = (1 »5—: 2,0) ик.

Длину приточных (раздающих) каналов рекомендуется прини­ мать равной не более 50 м. При необходимости распределения воз­ духа на большей длине следует предусматривать транзитные уча­ стки 1 (рис. 96), в которых нет приточных отверстий и по которым воздух перемещается к удаленным приточным отверстиям 2 в ка­ нале 3.

2. Вентиляторы

Вентиляторы представляют собой устройства, предназначенные для перемещения воздуха.

В технике вентиляции и кондиционирования воздуха применяют центробежные и осевые вентиляторы.

Центробежные вентиляторы

По создаваемому давлению различают вентиляторы: низкого давления— до 1000 Н/м2, среднего давления — до 3000 Н/м2 и вы­ сокого давления — до 12 000 Н/м2. В вентиляционной технике при­ меняют вентиляторы низкого и среднего давления. Для перемеще­ ния пыльного воздуха, а также для пневматической транспорти­ ровки хлопка, шерсти, костры используют вентиляторы среднего и высокого давлений.

Центробежный вентилятор состоит из трех основных частей: ко­ леса 1 (рис. 97), спиралеобразного кожуха 2, в котором находится колесо 1, и станины 3, поддерживающей подшипники, в которых вращается вал колеса 1.

Работа центробежных вентиляторов заключается в следующем. При вращении колеса воздух под действием центробежной силы отбрасывается в кожух, откуда через выхлопное отверстие 4 по­ ступает в приточный воздуховод. Вследствие выхода части воздуха в межлопаточном пространстве колеса образуется разрежение; в результате этого воздух под действием атмосферного давления устремляется через всасывающее отверстие 5 в колесо вентилятора. Таким образом, воздух в центробежный вентилятор поступает в осевом направлении и выходит из него в направлении, перпенди­ кулярном к оси.

Ц е н т р о б е ж н ы е в е н т и л я т о р ы н и з к о г о д а в л е н и я . Центробежные вентиляторы низкого давления могут быть различ­ ных типов: рассмотрим наиболее распространенные из них.

157

Вентиляторы с колесом типа «Сирокко». На рис. 98 показано рабочее колесо типа «Сирокко» центробежного вентилятора низ­ кого давления. Это колесо состоит из глухого диска 1, переднего кольца 2 и прикрепленных к ним лопаток 3. Лопатки выгнуты по дуге круга, причем вогнутая часть их направлена по ходу вращения колеса. Для повышения прочности и жесткости колеса и для его балансировки установлены тяги 4. Вентиляторы с таким колесом сложны в изготовлении и имеют невысокий коэффициент полезного действия (0,58—0,65).

Низкий коэффициент полезного действия этих вентиляторов объ­ ясняется тем, что при вращении колеса создается преимущественно

динамическое давление, превращение которого в статическое дав­ ление в кожухе вентилятора связано с большими потерями давле­ ния. К тому же на выходе из межлопаточных каналов получается весьма неравномерное поле скоростей, что также связано с боль­ шими потерями давления при переходе потока воздуха из колеса в кожух.

Вентиляторы ЦАГИ серии Ц4-70. Отметим, что буква Ц озна­

ные описанным выше вентиляторам, устранены у современных вен­ тиляторов ЦАГИ; колеса этих вентиляторов имеют 12 плоских ло­ паток сильно загнутых назад. Схема одного из подобных вентиля­ торов серии Ц4-70 приведена на рис. 99 *. Полный коэффициент полезного действия этих вентиляторов достигает 0,8. Высокий к. п. д. достигается за счет рациональной формы колеса, представляющего собой ряд диффузоров 1, в которых скоростное давление переходит в статическое, а также за счет конусного входного патрубка 2, вхо­ дящего внутрь колеса 3.

* Размеры дамы в % от диаметра колеса.

158

Широкое применение получили вентиляторы Ц4-76, по конструк­ ции сходные с вентиляторами Ц4-70, но имеющие более сложные профилированные лопатки и вследствие этого более высокий к. п. д.,

Рис. 99. Схема центробежного вентилятора серии Ц4-70

доходящий до 0,84. Эти вентиляторы применяются в вентиляцион­ ных секциях кондиционеров КТ-30, КТ-40, КТ-60, КТ-80 и КТ-120.

В кондиционерах большой производительности (типа КТ-160, КТ-200 и КТ-250) применяются вентиляторы Ц4-100/2 с двусторон-

Рис. 100. Схема центробежного вентилятора ЦАГИ серии Ц6-46

ним входом, имеющие сдвоенное колесо. Их производительность достигает 250 000 м3/ч при создаваемом давлении до 2500 Н/м2 и к. п. д. 0,8.

Вентиляторы ЦАГИ серии Ц6-46. Эти вентиляторы (рис. 100) * имеют колесо с шестью радиальными лопатками, концы которых

* Размеры дамы в % от диаметра колеса.

159