Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

Р а з д е л П КОМПРЕССОРНЫЕ МАШИНЫ

ОНДИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

К компрессорным машинам относится обширная группа машин,

2атм;

-компрессоры, когда развиваемое машиной давление превы­ шает 2 атн.

Вентиляторы широко применяются для перемещения воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования, для создания подпора воздуха в помещениях при боевой обстанов­ ке, подачи воздуха в топки низконапорных котлов, отсасывания газа и дыма и т.д. Они используются такие и в качестве транс­

портирующих средств для перемещения таких материалов, как струйка, зола, пыль и т.д.

По принципу действия вентиляторы делятся на две группы: центробежные и осевые. В первых вентиляторах потов воздуха из­ меняет направление с оеевого при входе на радиальное при вы­ ходе; а во вторых - сохраняет осевое направление. В центробеж­ ном вентиляторе в создании напора принимают участие центробеж­ ные силы, а в осевом - только силы взаимодействия лопастей с потоком воздуха.

По производительности вентиляторы условно разделяют . на малорасходные (с подачей вовдуха до 10 тыс.м3/чао); средне­

120

расходные (при подаче 10 - 50 тыс.м3/час) и высокорасходные (при производительности свыше 50 тыс.м8/час). Мало- и средне­ расходные вентиляторы выполняются обычно центробежного типа (при давлениях до 0,15 атм), а высокорасходные - осевого (о из­ быточным давлением до 0,07 атм).

Воздуходувки применяются для подачи воздуха в топки высоко­ напорных котлов и в камеры сгорания газотурбинных установок, для наддува и продувки двигателей внутреннего сгорания и т.д.

В зависимости от принципа действия воздуходувки могут быть роторные и центробежные.

Компрессоры служат для получения сжатого воздуха (газа) в целях применения его при использовании боевых средств и воору­ жения, при пуске двигателей внутреннего сгорания, для привода в действие пневматических систем управления и пневмоинструмен­

та, для наддува помещений и в пневматических системах водоснаб­

лопаточными, а компрессоры среднего и высокого давления обычно бывают поршневые, одноили многоступенчатые.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ

§ 7.1. СХЕМА УСТРОЙСТВА

Центробежный вентилятор (рис.7.1) включает в себя кониче­ ский патрубок 8, по которому воздух поступает к рабочему ко­ лесу 2. Рабочее колесо крепится к валу 3 и помещается в спи­ ральный кожух (корпус) б, служащий для сбора воздуха и для пре­ образования кинетической энергии потока воздуха в потенциаль­ ную. Колесо состоит из ступицы 4, ведущего диска 5 и покрываю-

щѳго 7 и лопаток I. Форма входного и выходного сѳчѳння корпуса может &іть круглой или прямоугольной.

В вентиляторах малой производительности применяются откры­ тые рабочие колеса, состоящие из втулки с закрепленными на ней

Рис.7Л. Схема центробежного вентилятора:

лопатками. Межлопаточные каналы здесь образуются лопатками и неподвижными стенками корпуса.

§ 7.2. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ВЕНТИЛЯТОРА

Напор, создаваемый вентилятором (до 0,15 атм) незначительно превышает начальное давление воздуха на входе в вентилятор. Это обстоятельство без особых погрешностей позволяет пренебре­ гать сжимаемостью воздуха при рассмотрении рабочих процессов в вентиляторах. Поэтому при рассмотрении рабочих процессов в вентиляторах исключают термодинамические и учитывают только аэродинамические (гидравлические) явления. Следовательно, по­

ложения теории центробежных машин для насосов практически пол­ ностью применимы и к вентиляторам.

122

Тогда основное уравнение центробежного насоса справедливо также и для центробежного вентилятора

Обозначения величин, входящих в уравнение, ясны из схемы рис.7.1.

Абсолютная скорость cf направлена по радиусу, следова­ тельно, dj = 90° и основное уравнение примет вид

удобства его принято выражать в миллиметрах водяного столба. Для того чтобы напор, выраженный в метрах воздушного столба, перевести в миллиметры водяного столба, его необходимо умно­ жить на отношение объемных весов воздуха и воды ( %ВоВы = = 1000 кгс/м3) и на тысячу. Напор, выраженный в мм вод.ст. или, что то же самое, в кгс/м2 будет

где ^8оз5 - вес I м3 воздуха в кгс (для воэдуха ^ = І.гкгс/м3). Величина c2cosol2 может быть выражена в долях окружной ско­

рости и2 , т.е. c2cosd2= K ü 2 (так как сг cosd2 - есть проекция абсолютной скорости на направление окружной скорости). Тогда напор, создаваемый вентилятором (в мм вод.ст.),

125

§ 7.4. ФОРМЫ Ш А Т О К РАБОЧИХ КОЛЕС

Создававшій вентиляторами напор, так хѳ как и в центробеж­

вентиляторах повышенного давления. Для таких лопаток углы ß 2 составляют от 130 до 140°. Вентиляторы с лопатками, загнутыми

вперед, имеют невысокий к.п.д. Это объясняется теми хе причи­ нами, что и в насосах.

Лопатки, загнутые назад, применяются в вентиляторах о лю­ бым давлением. Углы выхода ß 2 для таких лопаток составляют от 40 до 55°. Вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, имеют высокие аэродинамические характеристики, а следовательно, и коэффициент полезного действия, достигающий значений 0,75 - 0,85. Кроме того, они создают меньший шум, чем вентилятора с лопатками, загнутыми вперед, и могут работать в режимах повы­ шенных оборотов, что обеспечивает возможность их применения с высокооборогными двигателями.

Лопатки, радиально направленные на выходе, применяются в вентиляторах низкого, среднего и высокого давлений, а такхѳ в вентиляторах, перемещающих загрязненный воздух (например, в дымососах). Преимущества вентиляторов с такими лопатками за-

126

ключаются в том, что они имеют высокий к.п.д. и небольшие по­ тери на трение в межлопаточных каналах.

Вентиляторы центробежного типа с лопатками, имеющими угол

имеют место значительные потери при преобразовании кинетиче­ ской энергии потока воздуха в потенциальную.

§ 7.5. ПРОИЗЮДИТЕІЬНОСТЬ, МОЩНОСТЬ И К.П.Д.

Производительность (подача) центробежного вентилятора опре­

от насосов определяют по одному геометрическому размеру рабо­ чего колеса, но вводят коэффициент Q , который зависит как от конструктивных, так и гидравлических особенностей вентиля­ тора. У центробежных вентиляторов значение этого коэффициента изменяется в широких пределах (от 0,01 до 0,9).