Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

6. ВЕНТИЛЯТОРЫ
6.1. Особенности рабочего процесса центробежных вентиляторов и их характеристики
Напомним, что вентиляторами называют машины для перемещения и сжатия газов, имеющие малую сте-
пень повышения давления (β ≤ 1,15). Вентиляторы находят очень широкое применение во всех отраслях произ-
водства и в быту.
Устройство и принцип работы центробежных вентиляторов, получивших преимущественное распростра-
нение, во многом аналогичны устройству и работе центробежных компрессоров. Здесь также на вращающемся
валу установлено рабочее колесо с лопатками. Газ, находящийся между лопатками, центробежными силами
проталкивается от центра к периферии рабочего колеса. На его место подсасываются новые порции из входного
устройства. На выходе из лопаточного канала газ попадает в сборную улитку (иногда – в неподвижный диффу-
зор) и оттуда направляется потребителю. В отличие от компрессоров, центробежные вентиляторы обычно од-
ноступенчатые.
Центробежные вентиляторы выпускаются отдельными геометрически подобными сериями. При этом все
размеры задаются в долях от наружного диаметра рабочего колеса. В соответствии с ГОСТ обозначение таких
вентиляторов включает букву Ц и три числа. Например, Ц4-70-4. Это обозначает: Ц – центробежный, пятикрат-
ное произведение коэффициента полного давления
p (это понятие будет введено ниже) равно 4 ( 45 =⋅p ); ко-
эффициент быстроходности
4/3
/65,3 HQnn
s
= равен 70, наружный диаметр рабочего колеса D = 4 дм.
Поскольку газ в вентиляторах сжимается очень мало, можно пренебрегать изменением его плотности, т.е.
рассматривать газ как несжимаемую среду. Поэтому теория вентиляторов и насосов для жидкостей практиче-
ски одна и та же, а принятое упрощающее предположение при теоретическом анализе здесь соблюдается точ-
нее, чем для турбокомпрессоров. Заметным отличием является только то, что у вентиляторов переносная ско-
рость на выходе из рабочего колеса принимается существенно меньше, чем у компрессоров (U
2
= 30…80 м/с).
Эта теория разработана Эйлером и позволяет определить теоретическое давление на выходе из турбомаши-
ны по полученной нами в главе 5 формуле (5.8)
(
)
uu
CUCUp
1122
−
ρ
=
.
Правда, при расчётах вентиляторов, поскольку давления здесь весьма невелики, его принято выражать не в
Паскалях, а в метрах водяного столба, вводя понятие о гидравлическом напоре Н
г
. Так называют избыточное
давление, развиваемое вентилятором или насосом, выраженное в метрах водяного столба:
g
Bp
H
ρ
−
=
г
,
где В – барометрическое давление; ρ – плотность газа; g – ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с
2
).
Если разделить формулу Эйлера почленно на произведение ρg, то получим уравнение Эйлера, записанное
через напор:
g
CUCU
H
uu 1122
т
−
= , (6.1)
где Н
т
– теоретический напор, развиваемый турбомашиной.
Рассматривая треугольники скоростей в рабочем колесе центробежной машины (см. рис. 5.16), на основа-
нии теоремы косинусов можно записать
111
2
1
2
1
2
1
cos2 α−+= CUCUw
или, учитывая, что
U
CC
111
cos
=
α ,
U
CUCUw
11
2
1
2
1
2
1
2−+= .
Совершенно аналогично получим
U
CUCUw
22
2
2
2
2
2
2
2−+= .
Выразим из приведенных формул произведения U
1
C
1u
и U
2
C
2u
:
2/)(
2
1
2
1
2
111
wCUCU
u
−+= , 2/)2(
2
1
2
2
2
222
wCUCU
u
−+=
и подставим эти произведения в формулу (6.1). Тогда уравнение Эйлера примет вид
g
CC
g
ww
g
UU
H
222
2
1
2
2
2
2
2
1
2
1
2
2
т
−
+
−
+
−
=
. (6.2)

Страницы