wentylator.pdf

INSTYTUTELEKTROENERGETYKI

POLITECHNIKIŁÓDZKIEJ

ZAKŁADELEKTROWNI

LABORATORIUMPOMIARÓWIAUTOMATYKIWELEKTROWNIACH

BADANIEWENTYLATORAPROMIENIOWEGO

Instrukcjadoćwiczenia

Łódź1996

1. CELĆWICZENIA

Celemćwiczeniajestpoznaniemetodwyznaczaniacharakterystykorazsposobówregulacji

wydajności wentylatorów promieniowych. Metody i przyrządy pomiarowe uŜyte wćwiczeniu

stanowią teŜ dobrą ilustrację do poznaniasposobówpomiarunatęŜeniaprzepływuorazciśnienia

statycznegoidynamicznego.

2. WSTĘP

2.1. Budowa,zasadadziałaniaorazklasyfikacjawentylatorów

Wentylatory zalicza się do wirnikowych maszyn roboczych, słuŜących do przetłaczania

gazówipar.Mogąonepracowaćjakourządzeniawyciągowe,podmuchowelubjakossącotłoczące.

Zastosowanie wentylatorów w elektrowniach cieplnych jest dość szerokie. Obok pomp

hydraulicznych stanowią one największą grupę urządzeń pomocniczych, zarówno pod względem

liczby,jakisumarycznejmocy.DonajwiększychinajwaŜniejszychwentylatorówstosowanychw

elektrowniachnaleŜąwentylatorypowietrza(podmuchu)orazwentylatoryspalin(ciągu).Ponadto

wyróŜnićmoŜnawentylatorymłynowe,wentylatorystosowanewtzw.chłodniachwentylatorowych

dochłodzeniaskraplaczyturbin,wentylatorywukładachodpopielaniapneumatycznegoorazszereg

wentylatorówstosowanychwróŜnychukładachchłodzenia:(generatorów,transformatorówitp.).

Pod względem konstrukcyjnym (zaleŜnie od kierunku przepływu czynnika) rozróŜnia się

wentylatory promieniowe i osiowe. W wentylatorach promieniowych przepływ czynnika jest

prostopadły,natomiastwosiowychrównoległydoosiwirnika(rys.1i2).

Rys.1.Wentylatorpromieniowy.

1wałnapędowy,2wirnik,3tarczanośna,4tarczapokrywająca,5wlot,6spiralnaobudowa;

Rys.2.Wentylatorosiowy.

1wirnik,2silnikelektryczny,3kierownica,4kołpak;

W wentylatorach przetłaczanie oraz przyrost ciśnienia całkowitego czynnika następuje

dzięki pracy zewnętrznej doprowadzonej do wirnika (np. za pomocą silnika elektrycznego). Po

nadaniumuruchuobrotowego,porcjegazuznajdującesięwobrębiekanałówmiędzyłopatkowych

przemieszczają się pod wpływem sił wywołanych przez obracający się wieniec w kierunku

promieniowym (maszyny promieniowe) lub osiowym (maszyny osiowe). W przestrzeni

międzyłopatkowej wytwarza się podciśnienie, dzięki czemu przez wlot napływają nowe porcje

gazu. Podczas przepływu przez obracający się wieniec łopatkowy, czynnik doznaje przyrostu

energiikinetycznejiciśnieniastatycznego.Przekazanawwirnikuenergiamusibyćwystarczająca

napokonanieoporówprzepływuprzezczęśćssawnąitłocznąrurociągu,uzyskaniewymaganegoze

względu na warunki pracy wentylatora uŜytecznego ciśnienia statycznego oraz musi zapewnić

czynnikowi odpowiednią prędkość. Na rys. 3 przedstawiona została zmienność ciśnienia gazu

podczas przepływu przez rurociąg ssawnotłoczny wentylatora. W dowolnym przekroju części

ssawnejxx(tłocznejyy)ciśnieniecałkowitejestwyraŜonezaleŜnością:

⋅

p p p p

= + = +

x x

p p p p

= + = +

y y

(1)

gdzie: p x ,p y ciśnieniestatyczne;

p dx ,p dy ciśnieniedynamiczne;

ρ x ,ρ y gęstośćgazu;

c x ,c y prędkośćśredniagazu.

Rys.3.Rozkładciśnieńwrurociągussawnymitłocznymwentylatora.

2.2. Wielkościcharakteryzującepracęwentylatorów

• Wydajność masowa, strumień masy m masa czynnika przepływającego wjednostce czasu

przezpłaszczyznęwlotuwentylatorassącegolubssącotłoczącegolubprzezpłaszczyznęwylotu

wentylatoratłoczącego,kg/s.

• Wydajność objętościowa, strumień objętości V objętość czynnika przepływającego w

jednostceczasuprzezwentylator,określonailorazemwydajnościmasowejigęstościczynnikaw

płaszczyźnie wlotu wentylatora ssącego lub ssącotłoczącego lub płaszczyźnie wylotu

wentylatoratłoczącego,m 3 /s.

• Przyrost ciśnienia statycznego, spiętrzenie statyczne p róŜnica ciśnienia statycznego w

płaszczyźniewlotuiwylotuwentylatora,Pa.

• Przyrostciśnieniadynamicznego,spiętrzeniedynamicznep d róŜnicaciśnieniadynamicznego

wpłaszczyźniewlotuiwylotuwentylatora,Pa.

• Przyrostciśnieniacałkowitego,spiętrzeniecałkowitep c sumaprzyrostuciśnieniastatycznego

idynamicznegowentylatora,Pa.

• MocpobieranaprzezmaszynęPmocnasprzęgle(wale)wentylatora,W.

• Moc uŜyteczna P u przyrost uŜytecznej postaci energii czynnika przenoszonego wjednostce

czasu,W.Wprzypadkugdyprzetłaczanyczynniktraktujesięjakogaznieściśliwy,awięcjego

gęstośćprzyjmujejakostałą,mocuŜytecznąmoŜnaobliczyćzewzoru:

P V p

(2)

• Prędkośćobrotowawentylatoranliczbaobrotówwirnikawjednostceczasu,obr/s.

• Sprawnośćcałkowitawentylatora:

η c

(3)

= ⋅

p c =f(V)jesttozaleŜnośćprzyrostuciśnieniacałkowitegow

zaleŜnościodwydajnościVprzystałejprędkościobrotowej.CharakterystykęmoŜnapodzielićna

dwa zakresy: stateczny i niestateczny. Stateczny zakres pracy jest wtedy, gdy wraz ze

zmniejszaniem się wydajności wentylatora wzrasta ciśnienie całkowite. Gdy ciśnienie maleje

zakres pracy jest niestateczny; jest to niewskazane ze względu na niską sprawność wentylatora,

skłonność do powstawania pulsacji przepływającego czynnika, jak równieŜ silnych drgań

elementówwentylatorazagraŜającychichwytrzymałości.Charakterystykiwentylatorównajczęściej

przedstawiasięwsposóbgraficznynawykresach.Nawykresietakimnanosisięzwyklejeszcze

dwie zaleŜności: mocy pobieranej przez wentylator w zaleŜności od wydajności P=f(V) oraz

sprawności całkowitej w funkcji wydajności

η c =f(V). Na rys. 4 przedstawiono przykład

charakterystykiwentylatora.

Rys.4.Charakterystykawentylatora.

Charakterystykiwentylatorówprzedstawianesązawszedlaustalonejumownejgęstościpowietrza

ρ=1,2kg/m 3 (tzw.warunkinormalne:ciśnienie101,3kPa,temperatura293,15K).JeŜelizachodzi

konieczność przeliczenia charakterystyki na inne warunki, moŜna korzystać ze wzorów

przybliŜonychwynikającychzteoriipodobieństwa:

V V

(4)

m m

= ⋅

0 0

(5)

⋅

p p

(6)

ρ (7)

We wzorach tych wielkości z indeksem „0” odnoszą się do umownej gęstości iznamionowych

obrotów.

= ⋅

P P

2.3. Charakterystykiwentylatorów

Charakterystykawentylatora

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: