Вентиляция

Тепловое оборудование

Кондиционеры

Расходные материалы

Изоляция

Высотные работы

Услуги

Контакты Тел. 989-26-29
Тел. 8-987-906-38-70
E-mail. aleksey80-63@mail.ru


Наши контакты:

Тел. 8(846)989-26-29
Тел. 8-987-906-38-70 сот.
E-mail. aleksey80-63@mail.ru
График работы Базис-Климат
ПН,с 9.00 до 17.00
ВТ.с 9.00 до 17.00
СР. с 9.00 до 17.00
ЧТ.с 9.00 до 17.00
ПТ.с 9.00 до 17.00
СБ. Выходной
ВС. Выходной

Как монтируется вентилятор (радиальный осевой)

При расчете сопротивления сети предполагается, что работа вентилятора не влияет на величину потерь в сопряженных с вентилятором элементах сети, так же как и сопряженные с вентилятором элементы сети не влияют на его работу.Будем считать, что сопротивление сети было рассчитано правильно, вентилятор подобран верно. Будет ли иметь вентилятор требуемую производительность в данной сети? Только в том случае, если не будут искажены условия входа потока в вентилятор и выхода из него. В ряде случаев ошибки в компоновке вентилятора в сети могут привести к следующему:

а) к увеличению, действительных потерь давления над расчетными в сопряженных с вентилятором элементах сети;

б) к искажению условий входа потока в колесо, по сравнению с теми, что имели место на стенде при испытаниях вентилятора. В первом случае эффекты связаны с выходом потока из вентилятора, например, увеличение сопротивлений теплообменника при обтекании закрученным потоком от осевого вентилятора, диффузора при неравномерном профиле скоростей и т.д. Во втором случае искажается сама аэродинамическая характеристика вентилятора, и она уже не соответствует той, которая приведена в каталоге и по которой был подобран вентилятор. Типичные картины неудачной компоновки вентилятора в сети изображены здесь же приведены рекомендуемые схемы компоновки. При компоновке вентилятора в сети необходимо руководствоваться следующими правилами.

1 Не рекомендуется устраивать поворот потока перед вентилятором любого типа , необходимо оставлять прямой участок длиной не менее 2-3 диаметров колеса , либо (при отсутствии места) использовать входную коробку.

2. При не осесимметричном входе в вентилятор поток может приобрести закрутку перед входом в вентилятор. Так, при закрутке потока по вращению колеса, вентилятор теряет давление и производительность (при этом снижается потребляемая мощность). При закрутке потока против вращения колеса, давление и производительность, а также потребляемая мощность, увеличиваются (характерно только для осевых вентиляторов без входного направляющего аппарата). Необходимо, при возможности, использовать осесимметричный вход потока , либо устанавливать соответствующие перегородки для устранения нежелательной закрутки.

3. Диаметр воздуховода на входе в вентилятор (осевой, радиальный) должен быть не менее диаметра колеса. Следует всячески избегать установки диффузора перед входом в вентилятор . Если этого избежать невозможно, то перед вентилятором должен быть установлен прямой воздуховод длиной 2-3 диаметра колеса. Следует отметить, что из радиальных вентиляторов наиболее чувствительными к искажению условий входа являются вентиляторы с вперед загнутыми лопатками. У вентиляторов с назад загнутыми лопатками в коллекторе обычно имеет место поджатие потока, что приводит к выравниванию потока на входе в колесо.

Наладка вентиляционной системы

Так как точно рассчитать сопротивление сети в большинстве случаев не представляется возможным, а исполнение сети воздуховодов часто отличается от проектного, то сопротивление сети рекомендуется принимать с некоторым запасом. Кроме этого, вентилятор подбирается также с некоторым запасом, что связано с возможным отклонением действительных характеристик вентилятора от паспортных данных. Это приводит к необходимости отладки системы с целью получения заданной производительности Qзад. Эта проблема также связана с подбором вентилятора для работы в заданной сети. Мы затронули эту проблему, поскольку в электронных руководствах по подбору вентиляторов некоторых фирм увидели недопонимание проблемы, что приводит к неправильной процедуре подбора оборудования.

 Расчетное сопротивление сети – Pc.расч и соответствующая расчетному сопротивлению сеть обозначена цифрой 1. Расчетное сопротивление сети, скорректированное с учетом запаса, расч = Pc +ΔР, этому сопротивлению соответствует сеть 2 (мнимая сеть). Именно для мнимой сети 2 подбирается соответствующий вентилятор, причем, как правило, с несколько завышенной характеристикой. Предположим, характеристика выбранного вентилятора - 5, а кривая мощности - 5’. Рабочей точкой этого вентилятора должна быть точка пересечения параболы мнимой сети 2 с его характеристикой, то есть точка А. После изготовления сети воздуховодов, монтажа оборудования, включения вентилятора и замера его производительности, оказалось, что вентилятор работает с производительностью Qс, то есть, в нашем примере, больше расчетной. Рабочим режимом вентилятора является точка В, а сетью - кривая 3. Вентилятор при этом потребляет мощность, соответствующую точке В’ на кривой мощности. Превышение действительной производительности Qс над заданной Qзад означает, что либо реальное сопротивление сети меньше расчетного, то есть принятого с запасом, либо вентилятор подобран с большим запасом по давлению. Получить заданную производительность Q зад в реальной сети 3 без изменения типа вентилятора можно двумя способами:

-уменьшением частоты вращения вентилятора

-дросселированием

Очевидно, что если действительная производительность вентилятора меньше заданной, то необходимо провести обратные действия, то есть увеличить частоту вращения или уменьшить сопротивления сети.Характеристика вентилятора при пониженных оборотах обозначена жирной штрих -пунктирной кривой 6, а кривая мощности 6’. При этом характеристика вентилятора сместится ниже, вентилятор станет работать в точке D пересечения кривой сети 3 с характеристикой вентилятора при пониженных оборотах. При понижении частоты вращения вентилятор не изменит своих безразмерных параметров, это означает, что КПД вентилятора в точках В и D будет одинаков. Потребляемая же мощность D’ будет существенно ниже исходной В’. Следует упомянуть, что кривая 6 - это кривая идеально подобранного вентилятора, предназначенного для работы в заданной сети (если не рассматривать его эффективность, т.есть КПД ).

Второй, и наибВторой, и наиболее часто используемый способ обеспечения заданной производительности Qзад - увеличение сопротивления существующей сети с помощью введения некоторых дополнительных локальных сопротивлений. Сопротивление сети должно быть увеличено так, чтобы производительность стала равной Qзад. В этом случае вентилятор работает в точке С, а сетью является парабола 4. Вентилятор потребляет мощность, соответствующую точке С’ на кривой мошности. Второй путь проще и дешевле в исполнении, однако приводит к большей потребляемой мощности , для получения заданной производительности необходимо ввести дополнительное сопротивление равное разнице полных давлений в точках С и D, то есть Рс-РD. Потери мощности при дросселировании будут равны ND’-NС’ или же (Рс-РD) Qзад/η С , здесь ηС – полный КПД вентилятора в точке С на его характеристике.Следует также сказать, что в ряде случаев, например, когда точка В’ расположена на ниспадающем участке кривой мощности, выгоднее перепускать (байпассировать) избыток производительности вентилятора равный Qс -Qзад, чем дросселировать сеть. Обычно такой тип кривых мощности с ярко выраженным максимумом имеют осевые вентиляторам и радиальные вентиляторы с колесами с назад загнутыми лопатками и с «зажатыми» корпусами (канальные вентиляторы).Мы рассмотрели вариант, когда сеть имеет постоянное сопротивление. Если сети имеют переменное сопротивление, например, имеется фильтр, то начальное и конечное сопротивление сети могут отличаться на 100…200Па. Это приводит к существенному изменению производительности вентилятора при начальном и конечном сопротивлении фильтра. Кроме этого, бывают случаи, когда вентиляторы (приточные установки) разных типоразмеров забирают воздух из одной заборной шахты. Отключение одной или нескольких установок приводит к резкому изменению сопротивления сети и, следовательно, производительности остальных вентиляторов.

Рассмотрим, как изменяется производительность вентилятора при уменьшении или увеличении сопротивления сети. Рабочий диапазон характеристики вентилятора можно описать уравнением Рsv(Q)=аQ2+в. Характеристика сети, как известно, описывается уравнением Рс=K·Q2. Совместное решение двух уравнений, определяет производительность вентилятора в данной сети: akbQ−=. Для примера возьмем вентилятор УНИВЕНТ 5-4-1, работающий в сети с производительностью 8000м3/час (2,22м3/с), статическое давление вентилятора (или же сопротивление сети) при этом - 471Па. Характеристика, вентилятора УНИВЕНТ 5-4-1 в диапазоне производительности 7000…11000м3/час достаточно хорошо описывается уравнением Рsv(Q)=-67Q2+802. Положим, что сопротивление сети увеличилось на 100Па, то есть стало равным 571Па (к=115,9). Производительность вентилятора при этом уменьшится до 7539м3час, то есть на 5,8%. Если же сопротивление сети увеличилось на 200Па (к=136,2),например, из-за увеличения сопротивления фильтра, то производительность вентилятора уменьшится до 7152м3/час, то есть на 10,5%. Уменьшение сопротивления сети на 100Па (к=75,3) приводит к увеличению производительности до 8547м3/час, то есть на 6,8%

Акустические характеристики вентиляторов

Основное назначение вентилятора заключается в перемещении необходимого объема воздуха (или иной газообразной среды) в единицу времени, для чего вентилятор должен создавать определенное давление, необходимое для преодоления сопротивления воздушного тракта и выпуска потока с определенной скоростью. При этом побочными эффектами работы вентилятора являются шум и вибрации. Шум - это волны сжатия/расширения, распространяющиеся в воздухе. В связи с расширением области применения вентиляторов, существенно повышаются требования к их шуму и вибрациям и, соответственно, к оценке шума и его регистрации.

Cпектральные шумы вентиляторов

Рассмотрим некоторые особенности шумовых характеристик осевых, радиальных и диаметральных вентиляторов.Осевые вентиляторы содержат, как правило, осевое рабочее колесо в цилиндрическом корпусе. Колесо может крепиться непосредственно на валу электродвигателя, либо на подшипниковом узле, в обоих случаях они установлены на стойках внутри цилиндрического корпуса. Если используется подшипниковый узел, то электродвигатель устанавливается снаружи корпуса и вращение на колесо передается через шкиво - ременную передачу. Предположим, что течение в колесе безотрывное. В этом случае спектр шума определяется обтеканием вращающихся лопаток и их взаимодействием с неподвижными стойками крепления электродвигателя и содержит хорошо выраженные дискретные составляющие на лопаточной частоте f лоп = n⋅Z/60 (здесь n- скорость вращения и Z - число лопаток рабочего колеса) и её гармониках. Поскольку отрывов в колесе нет, то низкие частоты в спектре выражены слабо. Если вход в вентилятор свободный и входного коллектора нет или он выполнен с малым радиусом, то на цилиндрической поверхности вблизи входа имеет место отрыв потока, что приводит к повышению уровней дискретных составляющих и широкополосного шума. Если на входе в вентилятор близко к рабочему колесу установлена защитная сетка, то это приводит к усилению турбулентности и, соответственно, уровней шума. Если вентилятор работает в канале, то на стенках перед рабочим колесом развивается пограничный слой, меняется профиль скорости в концевых сечениях лопаток, что также приводит к повышению шума вентилятора. Если вентилятор работает не на номинальном режиме, например, в области повышенной производительности, то повышаются уровни дискретных составляющих и широкополосного шума. При работе в области пониженной производительности, уровни гармоник лопаточной частоты могут несколько понизиться, но сильно возрастет низкочастотный шум, связанный с отрывным течением на лопатках. Если же колесо недостаточно отбалансировано, то в спектре появляются существенные по уровню низкочастотные дискретные составляющие на частоте вращения рабочего колеса и её гармониках.

Следует отметить также, что существует разница в спектрах шума вентиляторов с листовыми и профильными лопатками рабочих колес (поперечные сечения лопаток имеют форму аэродинамического профиля). На номинальном режиме и вблизи него шум таких вентиляторов мало отличается, однако, при удалении от номинального режима, вентилятор с профильными лопатками имеет существенно меньший шум. Лопатки могут быть металлические или пластмассовые, вентилятор с пластмассовыми лопатками колеса может иметь на 1..2 дБ меньший шум

Радиальные вентиляторы по типам рабочих колес можно разделить на две группы: вентиляторы с колесами, имеющими назад загнутые лопатки, и вентиляторы, имеющие колеса с вперед загнутыми лопатками. По типам корпусов – это могут быть свободные колеса (например, крышные вентиляторы), канальные вентиляторы в круглом, квадратном и прямоугольном корпусах, вентиляторы в спиральном корпусе с одним или двумя выходами. По виду привода – это могут быть рабочие колеса непосредственно на валу двигателя или колеса на валу пошипникового узла, соединенного с электродвигателем шкиво - ременной передачей. Аэродинамика рабочего колеса радиального вентилятора сложнее, чем у осевого, трудно поддается расчету. Течение в радиальных колесах имеет развитые следы за лопатками, на большинстве режимов работы содержит отрывы потока, поэтому в спектрах шума радиальных вентиляторов существенный вклад дают низкие частоты. Дискретные составляющие присутствуют обычно в виде пика на лопаточной частоте и одной-двух её гармониках.Течение в рабочих колесах с загнутыми назад лопатками более упорядоченное, чем в колесах с загнутыми вперед лопатками. В их спектрах обычно присутствует большее количество гармоник лопаточной частоты, ниже уровни широкополосного шума. При отклонении режима работы радиального вентилятора в сторону увеличения производительности от номинальной, обычно повышаются уровни широкополосного шума при небольшом росте дискретных составляющих. При отклонении режима работы радиального вентилятора в сторону уменьшения производительности от номинальной, обычно повышаются уровни низкочастотного шума, связанного с отрывным течением в колесе и почти пропадают дискретные составляющие. Некачественная балансировка ротора, так же как и в случае осевых вентиляторов, приводит к появлению низкочастотных составляющих шума на частоте вращения ротора и её гармониках.

Диаметральные вентиляторы имеют рабочие колеса с загнутыми вперед лопатками, напоминающие соответствующие колеса радиальных вентиляторов, но совершенно другие корпуса и режимы течения. Практически к ним можно применить рассуждения о шуме радиальных вентиляторов с загнутыми вперед лопатками в спиральном корпусе с некоторым отличием: в корпусе диаметрального вентилятора формируются две вихревых аэродинамических структуры, которые определяют характер и особенности течения в нем, а, соответственно, и его шум. Для этих вентиляторов характерно присутствие в спектре шума ярко выраженных дискретных составляющих на лопаточной частоте и её гармониках.

Источники шума вентиляторов

Аэродинамический шум, вызванный аэродинамическим взаимодействием вращающихся и неподвижных элементов конструкции (например, лопаток рабочего колеса с элементами конструкции корпуса вентилятора), имеет периодический характер. Аэродинамический шум, вызванный турбулентностью и отрывными явлениями, носит, как правило, случайный характер. Механический шум может быть связан с работой подшипников электродвигателей, подшипниковых узлов. Кроме того, могут быть вибрации рабочего колеса, связанные с недостаточной его балансировкой, или вибрации шкивоременных передач, обусловленные колебаниями упругой рамной конструкции под воздействием колебаний ремней. Они приводят к распространению вибраций по конструкции вентилятора и системы воздуховодов и тем самым генерируют низкочастотный шум.Схематично показан вентилятор, работающий в системе воздуховодов (тип вентилятора не имеет значения). Крепление воздуховода к вентилятору может быть жестким или через мягкую вставку (на . Шум вентилятора распространяется по трем основным путям:

- по входному воздуховоду (навстречу потоку);

- по воздуховоду на выходе вентилятора (по потоку);

- через стенки корпуса вентилятора.

Кроме того, шум легко проходит через неплотности соединений, например, вентилятора с воздуховодом . Мягкие вставки хорошо пропускают шум, особенно низкочастотный. Кроме этого, шум может быть вызван вибрацией вентилятора, если колесо имеет существенный остаточный дисбаланс. Вибрации хорошо передаются по конструкции вентилятора и, если он жестко соединен с воздуховодом, могут распространиться по воздуховоду достаточно далеко а, в случае локального резонанса, вызвать существенные вибрации и шум какого-либо отсека воздуховода.

Распостранение шума по воздуховодам

Если вентилятор работает с системой воздуховодов, то, выполняя акустический расчет системы, необходимо учитывать влияние системы на распространение шума по воздуховодам, через фасонные элементы, местные сопротивления, раздающие и приемные решетки и т.п. При этом необходимо помнить, что для аэродинамических источников шума в системе воздуховодов, таких, например, как гибкие воздуховоды и решетки (источники сильной турбулентности), тройники, отводы, повороты, шиберы (источники отрывных течений), излучаемая звуковая мощность пропорциональна потерянной аэродинамической мощности. Поэтому, для исключения возможности дополнительного генерирования шума самим потоком в системе воздуховодов, скорости движения воздуха по воздуховодам и в фасонных элементах должны быть ограничены величиной 6...8 м/с. Так, например, глушитель шума с перфорированными стенками и со звукопоглощающим материалом, при скорости потока выше 10..12 м/с, сам станет источником дополнительного шума на частотах выше примерно 1..2 кГц. Всевозможные фасонные элементы, шиберы, решетки и др. имеют некоторое акустическое сопротивление и, в общем случае, могут способствовать некоторому снижению звуковой мощности, распространяющейся по системе. Некоторые фирмы, выпускающие воздуховоды и элементы вентиляционных систем, приводят данные о снижении звуковой мощности в этих элементах, которые можно использовать в акустических расчетах. Если такие данные отсутствуют, можно пользоваться рекомендациями, приведенными в работах [1,5].

В прямолинейных воздуховодах (или с незначительной кривизной) постоянного сечения происходит некоторое снижение звуковой мощности, которое приведено в табл. 1.5 на 1 м погонной длины.Открытый конец воздуховода частично отражает распространяющиеся по воздуховоду звуковые волны назад в воздуховод. Отражение зависит от соотношения длины волны и диаметра воздуховода, геометрии фланца, но, для оценки, в первом приближении, можно воспользоваться табл. 1.6.Снижение уровней звуковой мощности выходящей из воздуховода в октавных полосах частот в результате отражения от открытого конца воздуховода, дБ [1]Плавные повороты и прямые колена также снижают звуковую мощность. При этом прямые колена без скругления дают большее снижение, чем колена с плавными скруглениями. В табл. 1.7 и 1.8 приведены данные снижения звуковой мощности в 90-градусных коленах без звукопоглощающей облицовки.