Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
В реальных, условиях эксплуатации, как правило, осуществляется периодическое регулирование, когда изменяется режим работы вентиля юра по давлению для сохранения заданного расхода в сети в случае изменения ее характеристики; или может иметь место оперативное регулнровяппс. когда изменяется производительность вентилятора при работе его в сети с постоянной характеристикой. Объективно оценить реализуемую вентилятором в пределах рабочей зоны глубину периодического и оперативного регулировании позволяет зависимости r.Q (v4) и (¦Vq), где ер = /w/Ршні — отношение максимального давления к мнннмальнолзу при фиксированной производительности вентилятора Q1; \\, = Qj/Q^ — отношение производительности вентилятора ня любом режиме к производительности па режиме максимального КПД; e-q = QwJQmm — — отношение максимальной производительности к минимальной
217
Рис. 6.10. Область экономичной работы к глубина регулирования вентиля-тороп серии ВОД (Ok — var)
о — рпСочаи область; 6 — глуСііііл регу-лііриікіиііи
при фиксированном эквнваленг-
HOM ОТВерСГНН СЄТН Л;] vA -
= А —отношение прон . вольно взятой величины эквивалентного отверстия к аналогичной на режиме максимального КПД.
Вид кривых глубины регулирования Р-р (vq) и Rq (v,\) иллюстрируется па рис. 6.10 па примере области экономичной работы вентиляторов серии ВОД.
ПоСТрОСПІіе КРИВОЙ Ер (Vg) и
определение номинального значения глубины регулирования дает возможность выделить активную часть рабочей зоны, необходимую для минимизации числа типоразмеров ряда вентиляторов. Активная часть зоны определяется участком кривой между значениями v'q ii Vq, где
ij7, 2. OlHOUi'eniie v1 = Vq/vq
есть параметр протяженности активной части, а параметром протяженности всей рабочей зоны является отношение V2 = — VQ.MX/vQmlit, определяемое значениями производительности вентилятора на границах зоны,
где ег
1.
Очевидно, чем шире область экономичного регулирования вентилятора и чем больше протяженность ее активной части, тем с меньшим числом типоразмеров может быть обеспечено покрытие поля вентиляционных режимов. Исходя из условия, что покрытие поля должно осуществляться посредством последовательного соединения активных частей рабочих зон с примерно одинаковой для всех типоразмеров окружной скоростью, отметим, что при этом на границах активной части значения производительности у двух смежных вентиляторов равны между собой, т. е. Qz = Q1, (? = ...QJ-I-I = QJ или, что то же самое: V0, =%?,, v0< =?. ... vq(+1 =v'{.
Опираясь на законы подобия характеристик турбомашин н учитывая введенные связи Q1 z=VqQ4, , v1 = vq/v'q, составим расчетную формулу, которая однозначно определяет при выбранном начальном диаметре D1 последовательность значений диаметров ряда в зависимости от величины параметра протяженности активной части рабочей зоны вентилятора:
- Di у/ v1 = D1., УЦ = D,_2 ]Лї =
218
\
(6.2:3)
,-де і — m=l, і = I1 2, 3 ... m = О, I. 2 ...
Диапазон производительности, который может обеспечить ряд, состоящий из і -г 1 типоразмеров, рассчитывается при этом по формуле
где F1, Fu.i — площади рабочего колеса первого и последнего типоразмеров ряда.
Для вентиляторов серии ВОД, например, минимальное число типоразмеров ряда равно четырем при значениях диаметра 1,1; 1,6; 2,8 и 4,5 м. Покажем, как получены эти значения.
Из кривой ер (vw), приведенной на рис. 6.10, найдем, что нрн глубине регулирования ер ^ 2 величина параметра v, -—vq/vq — — 1,59/0,62 = 2,565. Целесообразный по конструктивным соображениям н требованиям акустики диапазон значений окружной скорости для осевых двухступенчатых вентиляторов находится в пределах 80 <3 и <3 90 м/с. Исходя из этого и принимая для первого номера искомого ряда диаметров начальную частоту вращения H1 = 1500 об/мин, определим область значений диаметра D1, имея в виду, что D = 60м/л/і.
Значению окружной скорости и = 80 м/с при выбранной начальной частоте вращения W1 = 1500 об/мпп соответствует диаметр D1 — 1,019 м, а значению и = 90 м/с при этой же частоте вращения соответствует величина D1 — 1,146 м. Следовательно, при указанных условиях диаметр первого номера ряда вентиляторов должен находиться в пределах 1,019 < D1 <3 1,146 м. Ориентируясь на ряд предпочтительных чисел R 20 (ГОСТ 8032 — 56. Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел), примем D1 — 1,1 м; Точные значения диаметров других номеров вентиляторов ВОД. вычисленные по формуле (6.23), последовательно равны: D2 —
= 1.1 і- '2^565= 1,76 м; D3= 1,1 /Щ1 = 2,82 м; D4= I1I «/2,565* = = 4,52. Округляя диаметры до ближайшего меньшего из числа значений ряда R 20, имеем: D2 = 1,6 м; Da -- 2,8 м D4 = 4,5 м.
Целесообразность минимизации числа типоразмеров при разработке рядов проверена технико-экономическим анализом двух серий вентиляторов ВОД: существующей —ВОД 11; ВОД 16; ВОД 21; ВОД 30; ВОД 40: ВОД 50 и перспективной — ВОД* 11; ВОД* 16; ВОД* 28; ВОД* 45. Приемлемость второго ряда с точки зрения рационального покрытия вентиляционного ноля иллюстрируется на рнс. 6.6 сравнением семейства рабочих зон вентиляторов ВОД с шестью и четырьмя типоразмерами. Как видно, второй ряд по сравнению с первым при вдвое меньшем числе крупных типоразмеров, меньшем нх диаметре и несколько большей (на 10 м/с) окружной скорости лучше покрывает ноле вентиляционных режимов: выравнивается верхняя граница но давлению до 300 даііа во всем диапазоне по производительности без ущерба для режимов малых давлений,
