Обозначение вентиляторов по ГОСТу

Аннотация

В данной курсовой работе мы провели конструктивный и технологический расчет центробежного вентилятора ЦП 7 – 40 - 8. Ознакомились с принципом работы устройств, предназначенных для перемещения газа.

Проведенный расчет показал, что имея угол β<90⁰получаем максимальное давление, при максимальном КПД. При увеличении расхода мощность дается постоянной и снижается немного, при этом наблюдается наименьший шум.

Графически отобразили теоретические характеристики h(L), N(L), η, изобразили спиралевидный корпус и рабочее колесо с лопатками и составили схему треугольников направления лопаток.

Сопоставляя значения действительного и теоретического напора, видим, что КПД играет существенную роль в расчете данного вентилятора.

Содержание

Введение………………………………………………………………………. 5

1.Теоретическая часть……………………………………………………….. 6

1.1 Устройство вентиляторов……………………………………………….. 6

1.2 Типы вентиляторов………………………………………………………. 7

1.3 Конструкция вентиляторов……………………………………………… 9

1.4 Обозначение вентиляторов по ГОСТу…………………………………. 10

2 Расчетная часть…………………………………………….………………. 12

2.1 Расчет основных параметров…………………………………………… 12

2.2 Начертание лопастей…………………………………………………….  16

2.3 Начертание спирального корпуса по методу квадрата……………….. 18

Вывод………………………………………………………………………… 19

Список литературы…………………………………………………………. 20

Приложения

Введение

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 В. X. Фрибе впервые изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь неплотности наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

В начале XIX в. получает развитие вентиляция с тепловым побуждением приточного и удаляемого из помещения воздуха. Отечественные учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 А. А. Саблуковым. В 1835 этот вентилятор был применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и т. д. Широкое распространение вентиляции с механическим побуждением движения воздуха началось с конца XIX века.

Теоретическая часть

Устройство вентиляторов

Вентилятор представляет собой устройство для создания направленного воздушного или водного потока. Работает он на основе встроенного в него двигателя, размеры которого напрямую зависят от области применения устройства.

Вентилятор — устройство для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 (или разностью давлений на выходе и входе не более 15 кПа, при большей разнице давлений используют компрессор).

Вентиляторы обычно используются как для перемещения воздуха — для вентиляции помещений, охлаждения оборудования, воздухоснабжения процесса горения (воздуходувки и дымососы). Мощные осевые вентиляторы могут использоваться как движители, так как отбрасываемый воздух, согласно третьему закону Ньютона, создает силу противодействия, действующую на ротор.

Основные области, где применяется сегодня вентилятор, это:

1. кондиционирование,

2. вентилирование,

3. обогрев помещений,

4. в тяжелой и легкой промышленности, в машиностроении (вентилятор создает воздушные потоки в паровых котлах, а также охлаждает различные двигатели),

5. повседневно мы используем вентилятор в пылесосах и различных системах сушки,

6. вентилятор применяется и в транспортных системах.

Изготавливаются они обычно из сортовой конструктивной стали. Листы для этого используются очень тонкие и прочные, которые соединяются с помощью сварки и слепки. Соединяются детали вентилятора между собой посредством болтов и гаек.

Типы вентиляторов

В общем случае вентилятор — ротор, на котором определенным образом закреплены лопатки, которые при вращении ротора, сталкиваясь с воздухом, отбрасывают его. От положения и формы лопаток зависит направление, в котором отбрасывается воздух. Существует несколько основных видов по типу конструкции вентиляторов, используемых для перемещения воздуха:

осевые (аксиальные);

центробежные (радиальные);

диаметральные (тангенциальные);

безлопастные (принципиально новый тип).

Центробежный вентилятор в своей работе использует центростремительные (центробежные) силы, отсюда он и получил свое название. Отличаться центробежные вентиляторы между собой могут по виду лопастей. Они могут быть трех типов: радиальные, отогнутые вперед и отогнутые назад. В зависимости от этого будут разниться и технические характеристики вентиляторов. Если вентилятор будет иметь отогнутые назад лопасти, то использовать его можно будет на более высоких скоростях вращения.

Осевой вентилятор в зависимости от модели и способа эксплуатации может иметь различные по конструкции втулку, кожух, число лопастей. Чаще мы привыкли видеть осевой вентилятор без кожуха вообще.

Вентиляторы с отогнутыми назад лопатками допускают использование более высоких эксплуатационных скоростей вращения. Осевые вентиляторы могут иметь различные конструкции втулки и кожуха, а также различаются формой и числом лопастей. В ряде случаев (например, у обычного комнатного вентилятора) кожух вообще отсутствует. Сечения лопастей винта могут быть спрофилированы по аналогии с аэродинамическими крыловыми профилями. В менее ответственных случаях они представляют собой плоские или изогнутые пластины. Лопасти изготавливают из дерева, пластмассы или подходящего листового металлического материала - алюминия, железа или стали. Теория и практика эксплуатации осевых вентиляторов такие же, как и для случая центробежных вентиляторов. Эффективность вентилятора оптимальна, если его двигатель работает с номинальным числом оборотов.

Рис.1 - Схема установки листовых лопаток радиального вентилятора

а) и б) – загнутые назад; в) – радиально оканчивающиеся; г) загнутые вперед

Конструкция вентиляторов

Привод вентиляторов обычно электрический. Электрические вентиляторы состоят из набора вращающихся лопаток, которые размещены в защитном корпусе, позволяющем воздуху проходить через него. Лопасти вращаются электродвигателем. Для больших промышленных вентиляторов используются трёхфазные фазные асинхронные двигатели. Меньшие вентиляторы часто приводятся в действие посредством электродвигателя переменного тока с экранированным полюсом, щёточными или бесщёточными двигателями постоянного тока. Вентиляторы с приводом от двигателей переменного тока обычно используют напряжение электросети. Вентиляторы с приводом от двигателя постоянного тока используют низкое напряжение, обычно 24 В, 12 В или 5 В. В вентиляторах охлаждения для компьютерного оборудования используют исключительно бесщёточные двигатели постоянного тока, которые производят намного меньше электромагнитных помех при работе. В машинах, которые уже имеют двигатель, вентилятор часто соединяется непосредственно с ним — это можно видеть в автомобилях, в больших системах охлаждения и веятельных машинах. Также вентиляторы насажены на валы многих электродвигателей мощностью 1 кВт и более, протягивая через обмотки двигателя охлаждающий воздух — это называется самовентиляцией электродвигателя. Для предотвращения распространения вибрации по каналу вентиляторы комплектуются тканевыми компенсаторами или гибкими вставками.

Рис. 2 – Центробежный пылевой вентилятор ЦП 7 - 40

Обозначение вентиляторов по ГОСТу

Ранее действующий ГОСТ на центробежные газодувные машины

ГОСТ 10616 – 73. Сейчас действует ГОСТ 5976 – 90.

ВЦ 4 -70 – 4 - по старому ГОСТу

В- вентилятор

Ц – центробежный

4- коэффициент полного давления пятикратного значения при максимальном КПД

70 – быстроходность

4 – номер вентилятора - обозначает наружный диаметр колеса(в дм)

ВР – 86 – 77 – 4 – по новому ГОСТу

В- вентилятор

Р- радиальный

86 – коэффициент полного давления 100 кратный

77 – быстроходность

4 – номер вентилятора - обозначает наружный диаметр колеса(в дм)

ЦП 7 – 40 - 8

Ц- центробежный

40 – быстроходность

8 – номер вентилятора, обозначает наружный диаметр колеса 8 дм.

Рис.3 - Графическая характеристика ЦП 7 – 40 – 8

Расчётная часть

Расчет основных параметров

Выбитаем электродвигатель АО2 – 64 – 4, мощностью N = 17 кВт и частотой вращения n = 1450 об/мин.

Рабочая зона

0,9 η_мах = 0,9 0,565 = 0,5085

Необходимая окружная скорость колеса на входе газа:

,

где n - количество оборотов двигателя;

 – внутренний диаметр колеса.

Необходимая окружная скорость колеса на выходе газа:

;

Где

 – наружный диаметр колеса

Подача

L1 = 7300 м³/ч = 2 м³/с

L2 = 10000 м³/ч = 2,8 м³/с

L3 = 14000 м³/ч = 3,9 м³/с

L4 = 16000 м³/ч = 4,4 м³/с

L5 = 22000 м³/ч = 6,1 м³/с

Полное давление

h1= 3 кПа

h2 = 2,9 кПа

h3 = 2,7 кПа

h4 = 2,6 кПа

h5 =2,3 кПа

Теоритическое давление h_т

Где N – мощность электродвигателя;

L – подача.

Ширина лопаток на входе

k – коэффициент, k = 1,2 – 1,25

D0 ≈ D1=480 мм

b1 = b2 = 144 мм = 0,144 м.

Определяем радиальную скорость наименьшего диаметра колеса

β₁ – угол между относительной и окружной скоростью наименьшего диаметра колеса

Находим β₂ – угол между относительной и окружной скоростью наибольшего диаметра колеса

β2 = 25⁰

C_2r – радиальная скорость наибольшего диаметра колеса

C_2U – скорость закручивания

C_2U = U₂ - C_2rctgβ₂

C_2U = 25,12 – 27,9  0,89 = 0,29 м/с

ɑ - угол газового потока на выходе

Начертание лопастей

β2 = 25⁰< 90⁰ – лопасти загнуты назад

Углы атаки и отставания = 0⁰

Радиус кривизны лопасти

Радиус окружности, на которой расположены центры дуг лопаток

Рис. 4 - Профилирование лопаток рабочего колеса вентилятора

Теоретическая мощность

                                               (15)