Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вентилятор зависимость от оборотов двигателя производительность

Вентиляторы

Вентиляторы – это машины, предназначенные для перемещения воздуха под воздействием вращающегося рабочего колеса, заключенного в кожухе. Степень повышения давления вентиляторов не более 1,1. При таком повышении давления сжатие воздуха не оказывает существенного влияния на рабочий процесс, и при исследовании работы и расчете вентиляторов во внимание не принимается.

В основу классификации положена быстроходность вентилятора, которая выражается безразмерным числом:

где Vc – производительность вентилятора, м³/с; p – давление, Па; ρ – плотность газа, кг/м³; n – частота вращения, об/мин.

В зависимости от быстроходности вентиляторы подразделяют на быстроходные, средней быстроходности, тихоходные и весьма тихоходные.

Наиболее быстроходными являются осевые вентиляторы. Их применяют для получения больших подач при малых напорах. Тип вентилятора выбирают по специальному каталогу в зависимости от назначения.

Вентиляторы различают также по создаваемому давлению: вентиляторы низкого (до 1 кПа), среднего (1-3 кПа) и высокого (свыше 3 кПа) давления.

По конструкции рабочего колеса и ротора различают вентиляторы центробежные и осевые. В зависимости от направления вращения рабочего колеса вентиляторы могут быть правого и левого вращения (если смотреть на вентилятор со стороны привода). При этом положение кожуха может быть различным (рис. 1).

рис. 1. Положение корпусов центробежных вентиляторов.

По способу соединения с двигателем вентиляторы имеют различные схемы исполнения (рис. 2): а – рабочее колесо находится на валу двигателя (схема 1); б – рабочее колесо соединено с валом двигателя с помощью муфты (схемы 4 и 6); в — рабочее колесо соединено с двигателем ременной передачей (схемы 2, 3, 5 и 7).

рис. 2. Схемы соединения вентиляторов с двигателем.

Существует несколько серий и номеров вентиляторов. Серию составляют вентиляторы одного типа , но разных номеров.

В народном хозяйстве, и в частности в машиностроении, наиболее широко применяют центробежные и осевые вентиляторы общего назначения.

Схема устройства и принцип действия центробежных и осевых вентиляторов

Центробежный вентилятор состоит из корпуса 1 (рис. 3, а) с подводным 2 и отводным 3 патрубками и рабочего колеса (рис. 3, б) с лопатками 5.

рис. 3. Центробежный вентилятор:
а — общий вид; б — рабочее колесо;
1 — корпус (кожух); 2 — подводной патрубок; 3 — отводной патрубок; 4 — станина;
5 — рабочая лопатка; 6 — диски.

Корпус спиральной формы служит для преобразования части динамического потока газа, поступающего с лопаток колеса, в энергию давления. Выходной патрубок кожуха присоединен к напорному трубопроводу большого сечения посредством диффузора, в котором продолжается преобразование динамического напора в энергию давления.

Лопатки рабочего колеса изготавливаются вместе с колесом или крепятся к дискам 6 колеса. Высота лопаток небольшая. В зависимости от расположения выходной кромки различают рабочие лопатки трех типов (рис. 4).

рис. 4. Рабочие лопатки: а — загнутые вперед; б — радиально направленные; в — загнутые назад.

В вентиляторах чаще применяют колеса с лопатками, загнутыми вперед, что позволяет создавать определенный напор при наименьшей окружной скорости. На вентиляторах большой мощности наиболее экономично устанавливать лопатки, изогнутые назад.

Осевые вентиляторы (рис. 5) перемещают газ вдоль оси. Корпус вентилятора состоит из обечайки 8 цилиндрической формы, входного коллектора 1 и диффузора 6. Рабочее колесо состоит из втулки 2 с укрепленными на ней лопатками 4. Перед рабочим колесом и за ним устанавливают обтекатели 3 и 5. Рабочее колесо чаще всего укрепляют непосредственно на валу двигателя 7. В некоторых вентиляторах за рабочим колесом устанавливают спрямляющий аппарат, а перед рабочим колесом — направляющие аппараты.

рис. 5. Схема осевого вентилятора:
1 — входной коллектор; 2 — втулка; 3 — передний обтекатель; 4 — лопасть; 5 — задний обтекатель; 6 — диффузор; 7 — электродвигатель; 8 — обечайка.

Параметры и характеристики вентилятора

Давление воздуха, Па, создаваемое вентилятором, определяют по формуле:

Здесь ρ — плотность воздуха, равная ρ=1,2 кг/м³; φ — коэффициент закручивания, зависящий от формы лопаток рабочего колеса вентилятора (для рабочих колес с лопатками, загнутыми вперед, φ=1,1. 1,35; для для радиальных лопаток φ=1; для лопаток, загнутых назад, φ=0,5. 0,8); ηв — полный КПД вентилятора; u — окружная скорость, м/с:
где Dн — диаметр рабочего колеса вентилятора, м; n — частота вращения рабочего колеса, с -1

Производительность вентиляционной установки V=Sc, где S — площадь сечения воздуховода, м²; с — скорость воздуха, м/с

Потребляемая мощность или мощность на валу вентилятора, кВт:

Полный КПД вентилятора:

где ηr гидравлический (аэродинамический) КПД, учитывающий потери напора в рабочем колесе и проточной части вентилятора; ηV объемный КПД, учитывающий объемные потери; ηм — механический КПД.

При изменении частоты вращения вентилятора изменяются развиваемое давление и и производительность, а следовательно, и мощность. Пересчет основных параметров работы вентилятора при изменении частоты вращения выполняют, как и для центробежных насосов, по формулам пропорциональности.

Указанные зависимости справедливы при подаче вентилятором воздуха в одну и ту же сеть.

Читать еще:  Влияние дтож на обороты двигателя

Характеристики вентилятора представляют собой графические зависимости между его параметрами: давлением, мощностью, КПД и производительностью при постоянной частоте вращения рабочего колеса. Наибольшее значение для практики имеет зависимость между давлением и производительностью: p=f(V) (рис. 6). Штриховыми линиями показаны теоретические зависимости развиваемого давления рт от производительности вентилятора. Параметры вентилятора принимают оптимальные значения при определенной его производительности V (рис. 7).

рис. 6. Рабочие характеристики вентилятора:
а — β>90°; б — β=90°; в — β

Параметры, влияющие на эффективность потолочных вентиляторов

Есть несколько параметров или, если хотите, характеристик влияющих на эффективность потолочного вентилятора.

  • Производительность потолочного вентилятора- объём воздуха, перемешиваемый потолочным вентилятором в час. Единица измерения: [м³/ч].

Остальные характеристики имеют косвенное значение, но тем не менее без них нельзя составить картину о эффективности люстры вентилятора.

  • Диаметр размаха лопастей или длина лопастей — чем больше длина лопастей потолочного вентилятора, тем на большую площадь помещения потолочный вентилятор окажет влияние. Большинство потолочных вентиляторов выпускается с размером лопастей 90 мм, 120 мм, 140 мм, 160мм.
  • Ширина лопасти потолочного вентилятора — влияет на производительность потолочного вентилятора. При равных диаметрах допастей и одинаковой скорости вращения двух потолочников, производительность будет выше у того, у которого ширина лопастей больше. Бывают моменты, когда производительность вентилятора слишком высокая. В таких случаях снижают скорость вращения вентилятора.
  • Угол наклона лопасти относительно горизонтальной оси этой лопасти — влияет на производительность потолочного вентилятора: чем больше угол наклона -тем выше производительность. Чем больше угол наклона, тем большие нагрузки испытывает двигатель вентилятора. Максимальная нагрузка на двигатель приходится в случаях максимальных оборотов и при больших углах наклона лопастей. Китайские потолочные вентиляторы изготавливают с углом наклона 9-13º, у средних потолочников угол наклона достигает 15º, у дорогих до 20º.
  • Скорость вращения потолочного вентилятора — скорость, с которой вращается двигатель потолочного вентилятора [обороты/мин]. Непосредственно влияет на производительность: чем выше скорость вращение, тем выше производительность.
  • Отношение площади поверхности лопасти к воздушной подаче. Чем больше площадь поверхности лопасти, тем больше объём воздуха потолочный вентилятор перемешивает. Однако, если площадь поверхности лопасти слишком большая, между лопастями будет недостаточно места для достаточного «забора» воздуха. У некоторых потолочных вентиляторов с необычно широкими лопастями (как например потолочник с лопастями выполненными в виде листов пальмы) или потолочники с кол-вом лопастей больше 6 не могут перемешивать необходимое кол-во воздуха. Этим обусловлена их низкая производительность. Данное отношения влияет на производительность от незначительного до существенного (в зависимости от точности измерений). Вопреки широко распространенному мнению кол-во лопастей напрямую не влияет на производительность потолочных вентиляторов. Большинство трехлопастных потолочных вентиляторов перемешивает большее кол-во воздуха по сравнению с четыхлопастными, при условии, что они работают с одной скоростью.
  • Высота потолочного вентилятора относительно потолка — если лопасти находятся на достаточно близком расстоянии от потолка потолочный вентилятор будет перемешивать меньшее кол-во воздуха, чем изначально рассчитано. Поэтому пстремление установить потолочный вентилятор как можно ближе к потолку, а то и вовсе без штанги, приводит к достаточному снижению производительности. Расстояние, на котором вентилятор должен быть установлен от потолка, непосредственно связанно с его движущимся воздушным потенциалом. Для достижения максимальной производительности производители потолочных вентилятор рекомендуют выбирать расстояние от потолка до лопастей не менее 610мм. К сожалению в домашних условиях данные расстояния невозможны (исходя из высоты потолков и техники безопасности), зато легко применимы к складским, индустриальным помещениям.

В дополнение ко всем вышеупомянутым параметрам есть и другие параметры, влияющие на эффективность потолочного вентилятора.

  • Высота потолочного вентилятора относительно наблюдателя — Чем ближе потолочный вентилятор находится к наблюдателю, тем больше воздушного потока будет ощущать на себе этот наблюдатель.
  • Угол наклона лопастей потолочного вентилятора относительно вертикальной оси — некоторые производители потолочных вентиляторов конструируют свои лопасти таким образом, чтобы угол наклона был отрицательным, то есть угол между штангой и лопастью был меньше 90º. Данная конструкция позволяет увеличить область комнаты, на которое потолочный вентилятор оказывает прямое воздействие и увеличить эффективность вентилятора, воспринимаемую людьми, расположенными по углам комнаты, а также снижает воздействие на людей, находящихся непосредственно под потолочником.
  • Влажность в помещении — так как основная задача потолочного вентилятора создание охлаждающего эффекта, то есть испарение влажности (и пот, и влажность в помещении), то можно говорить, что эффективность работы потолочного вентилятора непосредственно связана с изменением влажности в помещении. В помещения с пониженной влажностью потолочный вентилятор имеет меньшую эффективность нежели в помещениях с повышенной влажностью. Это свойство явно проявляется в холодных влажных помещениях.

Промышленные вентиляторы: общие сведения

Основные технические характеристики промышленных вентиляторов:

  • полное давление, Па;
  • частота вращения вентилятора;
  • объем расходуемого воздуха, м 3 /ч;
  • уровень потребляемой мощности, Вт;
  • уровень звукового давления (шума), Дб;
  • уровень производительности вентилятора (КПД), %.
Читать еще:  Что тормозит машину при выключенном двигателе

Промышленные вентиляторы классифицируются:

  • по конструкции и принципу действия — на центробежные (радиальные), осевые, тангенциальные (диаметральные) вентиляторы;
  • по способу монтирования выделяют крышные вентиляторы, канальные, которые устанавливается прямо в воздуховоде, и обычные, устанавливаемые на опорах или раме;
  • по условиям эксплуатации и составу среды, которая перемещается вентилятором; промышленные вентиляторы подразделяются на коррозионностойкие, взрывобезопасные, термостойкие (выдерживают температуру воздуха до 200°С), пылевые (примеси более 100 мг/м 3 ) и общепромышленные (для перемещения газов или воздуха с температурой до 80°С);
  • по способу соединение двигателя с рабочим колесом вентилятора выделяют вентиляторы с непосредственным соединением двигателя и крыльчатки, на одном валу (исполнение 1, 3) и вентиляторы, где это происходит посредством с клиноременной передачи (исполнение 5);

одним их главных параметров промышленных вентиляторов является величина окружной скорости рабочего колеса (u). Разделяют следующие классы вентиляторов:

  • класс первый — вентиляторы с загнутыми вперед лопатками, имеющие u 30 м/с и вентиляторы с загнутыми назад лопатками, имеющие u > 50 м/с.

Следует учесть, что окружная скорость вращения рабочего колеса заметно влияет на акустические характеристики вентиляторов. Именно поэтому более шумными (при одинаковом количестве оборотов) являются вентиляторы больших размеров. Это следует учитывать для соблюдения санитарных норм по шуму для помещений разного назначения (СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»).

Типы вентиляторов промышленных в зависимости от величины полного давления, создаваемого в номинальном режиме:

  • низкого давления, создающие полное давление не выше 1000 Па;
  • среднего давления — от 1000 до 3000 Па;
  • высокого давления — от 3000 до 12000 Па.

Промышленные центробежные вентиляторы, кроме того, подразделяются на правые и левые:

  • вентилятор правого вращения — с колесом, вращающимся по часовой стрелке, со стороны всасывающего отверстия вентилятора;
  • вентилятор левого вращения — с колесом, вращающимся против часовой стрелки, со стороны всасывающего отверстия вентилятора.

Положение спирального корпуса промышленного центробежного вентилятора может быть различным, угол поворота относительно нулевого положения отсчитывается по направлению вращения рабочего колеса.

Допускается установка поворотных корпусов в любое из положений, изображенных на рисунке:

ОАО «Вента» поставляет промышленные центробежные вентиляторы в положении корпуса, необходимом заказчику.

Внимание!

Вентиляторы центробежные Ц9-55 №№ 10; 12,5 допускают установку только в положение Пр0 о , Пр90 о , Л0о, Л90 о .

Вентиляторы центробежные ЦВ-0,8-30 о № 16 изготавливаются с положением корпуса Пр0 о , Л0 о . Кроме того, по специальному заказу возможно изготовление вентиляторов с положениями корпуса Пр90 о , Пр180 о , Пр270 о , Л90 о , Л180 о , Л270 о .

Особенности классификации осевых промышленный вентиляторов

Осевые промышленные вентиляторы подразделяют на первое и второе исполнение в зависимости от направления воздушного потока. Если поток воздуха направлен на рабочее колесо, то промышленный вентилятор имеет первое исполнение, если — от рабочего колеса, исполнение — второе.

Регуляторы скорости вращения вентилятора: виды и правила подключения

В этой статье мы поговорим о том, какие виды контроллеров существуют, и поговорим о том, как подключить регулятор скорости вентилятора самостоятельно.


Существуют следующие виды регуляторов вентиляторов, различающиеся между собой по принципу действия:

  • тиристорные;
  • симисторные (наиболее распространенные в бытовых приборах);
  • частотные;
  • трансформаторные.

Тиристорные контроллеры используются для регулировки числа оборотов однофазных вентиляторов переменного тока. Скорость вращения лопастей меняется в большую или меньшую сторону в зависимости от величины среднеквадратичного напряжения, поступающего от регулятора.

Инвертор Omron – пример частотного регулятора скорости вращения вентилятора.

Второй тип — частотные регуляторы (преобразователи частоты) получили свое название благодаря своей способности изменять частоту тока, что приводит к пропорциональному изменению скорости вращения вентилятора. При этом они помимо частоты тока могут изменять также и напряжение от 0до 480В, а также угол сдвига фаз между током и напряжением, что позволяет регулировать не только частоту вращения, но и такой важный параметр как вращающий момент электродвигателя вентилятора. Благодаря этому значительно расширяется диапазон регулировки частоты вращения вентилятора, обеспечивается его долговременная работа на всех режимах работы. Такие элементы устанавливаются в основном в промышленных объектах, а в быту их можно встретить, например, в кондиционерах большой мощности; Основные достоинства таких регуляторов: возможность работы с 3-фазным оборудованием, точное регулирование частоты и момента вращения с возможностью управления с компьютера, возможность регулирования по сложным алгоритмам с использованием внешних датчиков, меньший уровень помех и высокая долговечность вентилятора по сравнению с предыдущим типом регулятора. Стоит упомянуть, что меньший уровень помех и высокая долговечность обеспечиваются только в том, случае, если частотный преобразователь оборудован синусоидальным фильтром. В противном случае надежность системы окажется даже ниже, чем у тиристорного регулятора. Основной недостаток частотных регуляторов — высокая стоимость и большие размеры. Поэтому их применяют в дорогом оборудовании, как правило большой мощности.

Примеры синусоидальных фильтров для частотных преобразователей — дроссели Skybergtech.

Третий тип — регуляторы трансформаторного типа, являются оптимальным решением для большинства ситуаций, где нужно регулировать частоту вращения вентилятора вручную. Изменение напряжения на выходе происходит вследствие переключения обмоток трансформатора переключателем. При этом не происходит искажения формы синусоиды питающего напряжения и, в следствии этого, не возникают помехи, влияющие как на другие устройства, так и двигатель самого вентилятора. Более того, пониженное выходное напряжение такого регулятора приводит к увеличению ресурса вентилятора, а не к его понижению, как в случае с тиристорным регулятором. Умеренная стоимость и самая большая из всех видов регуляторов надежность, позволяет использовать этот тип во всех приложениях с мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт. Отличительной особенностью таких устройств является возможность долговременной непрерывной работы на необслуживаемых объектах и устойчивость к перегрузкам. Допускается работа таких регуляторов с однофазным или трехфазным электрическим током. Особо стоит подчеркнуть уникальную возможность некоторых моделей давать гальваническую развязку с сетью, что позволяет использовать такие регуляторы, например, в медицинских учреждениях. Регуляторы такого типа как правило имеют габариты и вес, сравнимые с частотными преобразователями. К недостаткам таких регуляторов можно отнести сложность внешнего управления. Но при стационарном размещении с ручным управлением этот недостаток полностью перекрывается их преимуществами. Также, по сравнению с частотным регулятором, надо отметить снижение момента вращения с понижением скорости вращения, что может приводит к затруднениям при запуске в сложных условиях эксплуатации. Но это компенсируется в несколько раз меньшей ценой, что делает этот тип регулятора превосходным решением в большинстве бытовых и промышленных приложений.

Рассмотрим трансформаторные регуляторы скорости вращения вентиляторов на примере линейки ARW от европейского производителя Breve Tufvassons.

Данные регуляторы устанавливаются в промышленных вентиляционных и отопительных системах. Регулировка однофазных вентиляторных двигателей осуществляется путем изменения напряжения. Для пятиступенчатой настройки скорости вращения служит ручка на панели корпуса. Регуляторы оснащены независимым выключателем, который подсвечивается, когда регулятор работает, а также встроенным плавким предохранителем. Регулятор размещен в пластиковом корпусе, имеет степень защиты IP54 и способен работать при максимальной температуре окружающей среды до + 40 °C.

Подключение регулятора вращения вентилятора

Рассмотрев основные типы контроллеров и принцип их работы, перейдем к вопросу о том, как подключить регулятор скорости вращения вентилятора. Проще всего доверить эту работу специалистам, но такая задача не является слишком сложной, особенно в отношении обычных бытовых приборов. Если хотите сэкономить или любите заниматься подключением электромеханических приборов самостоятельно, то сможете обойтись без посторонней помощи.

Подключение регулятора скорости вентилятора производится после его монтажа. В зависимости от вида обслуживаемого оборудования и конструктивных особенностей установка регулирующих элементов может производиться:

· в стену или на нее (по типу накладной розетки);

· внутрь корпусной части оборудования (компьютера или другого аппарата);

· внутрь шкафа управления «умным домом» (в виде клеммной колодки).

Перед тем как подключить регулятор числа оборотов вентилятора, необходимо внимательно прочитать прилагаемую инструкцию. Каждый уважающий себя производитель включает ее в комплект поставки. В документе содержатся рекомендации, которые следует учитывать не только при подключении, но и при эксплуатации, а также техническом обслуживании прибора.

При креплении модели на стену или внутрь нее используются дюбели или шурупы. Крепежные элементы, как правило, тоже входят в комплект поставки. Схема подключения регулятора оборотов вентилятора внесена в приложенную инструкцию. Воспользовавшись ей, можно значительно облегчить свою задачу.

Обычно самостоятельно подключают бытовые, а не промышленные вентиляторы. Поэтому подробно рассматривать особенности установки и подключения контроллеров мощных устройств, используемых в промышленности, смысла нет. На рисунке ниже приведена простая схема подключения регулятора скорости вентилятора симисторного типа, которые, как уже говорилось, наиболее распространены в бытовой технике.

Подсоединение элемента к проводу питания производится в соответствии с приложенной схемой. Кабели (фазный, нулевой и заземляющий) разрезают, а затем в соответствии с инструкцией соединяют с клеммами входа и выхода. Если вентилятор оснащен отдельным выключателем, его нужно демонтировать и установить контроллер. На этом работа закончена. Как видно, подключение регулятора оборотов вентилятора – задача не слишком сложная.

При подборе проводов следует учесть, что их сечение должно соответствовать величине тока, на который рассчитан вентилятор.

При подключении контроллера к компьютеру нужно уточнить предельную температуру, на которую рассчитаны его комплектующие, иначе велик риск их выхода из строя в результате перегрева.

В интернет-магазине DIP8.ru вы можете приобрести по доступной цене качественные контроллеры вентиляторов, а также резисторы и другие электромеханические элементы. Ознакомившись с этим материалом, Вы сможете понять принцип работы регулятора вентилятора и произвести его подключение своими руками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector