3.3. Определение мощности и выбор типа вентиляторов
Вентиляторы используются для перемещения воздуха от источников забора воздуха по системе воздуховодов в помещение. Каждый вентилятор должен преодолеть сопротивление вентиляционной сети, создаваемое изгибами воздуховодов и другими вентиляционными принадлежностями. Это сопротивление вызывает перепад давления, и величина этого давления является решающим фактором при выборе вентилятора. В зависимости от формы крыльчатки и принципа работы, вентиляторы можно разделить на несколько основных групп: радиальные, осевые, полуосевые и диагональные вентиляторы.
Радиальные вентиляторы используются там, где необходимо очень высокое общее давление. Особые характеристики радиальных вентиляторов определяются формой рабочего колеса и лопаток. Простейший тип осевых вентиляторов - пропеллерные вентиляторы. Свободно вращающиеся осевые вентиляторы этого типа имеют очень низкую эффективность, а потому большинство осевых вентиляторов встраивается в цилиндрический корпус. Кроме того, эффективность можно повысить, если укрепить направляющие лопасти непосредственно за лопастным колесом. Уровень эффективности может быть поднят до 75% без направляющих лопастей и до 85% с их использованием. Диагональные вентиляторы являются смешением радиальных и осевых вентиляторов. Воздух движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе он отклоняется на 45°. Радиальная составляющая скорости, которая увеличивается таким отклонением, вызывает некоторое увеличение давления посредством центробежной силы. Можно достичь эффективности до 80%. В диаметральных вентиляторах воздух проходит напрямую вдоль рабочего колеса, и как входящий, так и исходящий потоки располагаются по периметру рабочего колеса. Несмотря на небольшой диаметр, рабочее колесо может подавать большие объемы воздуха, а потому пригодно для применения в небольших вентиляционных установках, например воздушная завеса. Уровень эффективности может достигать 65%.
Аэродинамические характеристики вентиляторов показывают расход вентиляторов в зависимости от давления. Определенное давление соответствует определенному расходу воздуха, который проиллюстрирован кривой вентилятора (рис.3.1.).
Рис. 3.1. Аэродинамические характеристики вентилятора и сети.
Ориентировочная мощность вентилятора определяется по формуле
(3.5)
где Pt - давление воздушного потока на выходе вентилятора, Па;
q – расход воздуха, м3/с;
ηв – кпд вентилятора.
Условия выбора вентилятора сводятся к следующему:
(3.6)
На основании выражения (3.6) выбирается необходимый тип вентилятора и соответствующие аэродинамические характеристики, а так же кинематическая схема вентилятор – электродвигатель.
3.4. Расчет мощности и выбор двигателей вентиляторов
Расчетная мощность (кВт) на валу электродвигателя вентилятора
(3.7)
где kз - коэффициент запаса, учитывающий не поддающиеся расчету факторы, kз = 1,05÷1,15;
ηдв - КПД двигателя;
ηп - КПД передачи (при непосредственном соединении валов двигателя и вентилятора, η п= 1).
По каталогу выбирают электродвигатель соответствующей частоты вращения и конструктивного исполнения исходя из условия
(3.6)
где Pндв - номинальная мощность двигателя;
nндв - номинальная частота вращения двигателя;
nв – частота вращения вентилятора;
i – передаточное число редуктора.
Рекомендуется выбирать двигатели асинхронные трехфазные специального исполнения, предназначенные для применения в качестве комплектующих изделий приводов крышных вентиляторов, включая вентиляторы для дымоудаления.
КВ – исполнение для крышных вентиляторов.
КВДУ – исполнение для крышных вентиляторов дымоудаления.
Двигатели изготавливаются на базе основного исполнения двигателей серии АИР со следующими особенностями:
• усиленный передний подшипниковый щит с вентиляционными окнами, позволяющий эффективно организовать охлаждение рабочей зоны вала;
• наличие переднего усиленного подшипника, позволяющего воспринимать значительные осевые и радиальные нагрузки;
• наличие центрового резьбового отверстия на удлиненном выходном конце вала.