Лабораторная работа №8. Исследование работы вентилятора и построение его характеристик

Время 5 часов

Содержание работы:

По опытным данным построить размерную и безразмерную характеристики вентилятора.

Указания к работе:

Работа вентилятора при определенном числе оборотов лопастного колеса характеризуется расходом воздуха V, м³/с, создаваемым полным давлением Н,Па, в нагнетательной сети, потребной мощностью N, кВт и коэффициентом полезного действия

Создаваемое вентилятором полное давление расходуется на преодоление сопротивления в сети (статическое давление H_cm) и на сообщение определенной скорости воздуху (динамическое давление H_д) Полное давление воздушного потока

Н = Н_ст + Н_д , (1)

Чтобы обеспечить технологический процесс работы машины, воздушный поток, создаваемый вентилятором, должен иметь определенную скорость V, величина которой зависит от динамического давления

(2)

где V - скорость воздушного потока,

ρ_в - плотность воздуха, 1,2 кг/м³,

H_g - динамическое давление, Па. При расчетах величии H выражают в Па, учитывая, что 1 мм вод.ст. = 9,8 Па.

Вентилятор должен обеспечивать технологический процесс необходимым количеством воздуха. Расход воздуха вентилятора V характеризуется воздуха, нагнетаемого им в воздуховод.

V = VF, м³/с, (3)

где F – площадъ поперечного сечения воздухопровода, м²; или

м³/с (4)

Равномерную характеристику вентилятора называют графическую зависимость от расхода воздуха V полного H, статического H_ст и динамического H_д напора, мощности N и полного манометрического к.п.д. (рис.1).

Польный манометрический к.п.д. находят по формуле

(5)

Безразмерную характеристику вентилятора строят по данным размерной. Для этого по оси абсцисс (рис.2). откладывают величину К, харатеризующую сопротивление сети, а по оси ординат расход воздуха V¹, польный напор H¹, статический напор H¹, потребную мощность N¹ и к.п.д. отнесенные к частоте вращения вала вентилятора 1000 мин^-1.

Показатель К, харатеризующий потери энергии воздушного потока на трения воздуха о стенки каналов, изменение направления движения и др., определяют по зависимости

(6)

Безразмерые харатеристики дают представление о свойствах серии подобных вентиляторов.

По безразмерным характеристикам проводят расчеты при подборе вентиляторов.

Последовательность выполнения:

1. Подготовить лабораторную установку к работе.

2. Поочередно вставляя диафрагмы различного сечения (№1 – глухая, №2 – 0,0025 м² , №3 – 0,0056 м² , №4 – 0,010 м² , №5 – 0,02 м²) определить по микроманометрам статический и динамический напоры в мм. вод. ст. и перевести в Па; по ваттметру определить мощность двигателя, замерить частоту вентилятора тахометром.

Все данные записать в таблицу 1.

3. По полученным данным произвести расчет остальных показателей, указанных в таблице 1 по формулам (1)…(6).

4. Определив все параметры построить размерную характеристику вентилятора (рис.1)

5. Определить коэффициенты для безразмерной характеристики вентилятора:

а) коэффициент производительности

где F₂ = πr₂ – площадь поперечного сечения крылача вентилятора, м²,

U₂ = ωπr₂ – окружная скорость крылача вентилятора, м/с;

r₂– наружный радиус крылача, 0,15 м.

б) коэффициент полного напора:

где ρ_в = 0,122 кгс² /м⁴ – плотность воздуха

в) коэффициент статического напора

г) коэффициент потребной мощности вентилятора

д) коэффициент полезного действия по полному напору:

е) коэффициент полезного действия по статическому напору:

6. Построить график безразмерной характеристики (рис.2).

Таблица 1

№ замера	N0 диаф.	Fд, м2	Hст мм	Нд мм	Н мм	Vв м/с	n, мин-1	ω с-1	N кВт
1	1	0
2	2	2,5·10-3
3	3	5,6·10-2
4	4	1·10-2
5	5	2,5·10-2

Таблица 2.

№ замера	ηв	ηст	Q′ м3/с	H′	H′cт	N′	η′в	η′ст
1
2
3
4
5