Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Крышные радиальные вентиляторы

Крышные вентиляторы предназначены, в основном, для вытяжной вентиляции жилых зданий, бытовых, спортивных, административных и культурных сооружений. Применяют крышные вентиляторы также в сельскохозяйственных складах и животноводческих помещениях, промышленных объектах и гаражах со значительными постоянными и кратковременными выбросами тепла и вредных веществ. Крышные вентиляторы имеют подавляющее преимущество перед другими типами вентиляторов в вытяжных системах, когда не требуются значительные давления или естественная вентиляция оказывается недостаточной. В последнем случае они работают в прерывистом режиме по мере необходимости. Крышные вентиляторы широко применяют в системах противодымной защиты, обеспечивая удаление дыма и токсичных продуктов горения, возникающих при пожаре.

Требования к крышным вентиляторам

Использование крышных вентиляторов позволяет создать наиболее дешевые и экономичные системы вентиляции, т. к. при этом не занимается полезная площадь здания и сокращаются количество и длина воздуховодов. Вследствие этого уменьшаются потери давления в сетях, потребляемая вентиляторами мощность, а также снижается стоимость сооружений и затраты материалов [1]. Автономная система вентиляции отдельных помещений с помощью крышных вентиляторов дает возможность подобрать оптимальные вентиляционные режимы и получить дополнительную экономию электроэнергии за счет выключения отдельных вентиляторов.

Вентиляторы, которые устанавливают на крыше зданий, должны долго и надежно работать при минимальном и простом обслуживании. Поэтому они должны иметь достаточно простую конструкцию и выполняться из материалов, не подвергающихся быстрому разрушению или сильной коррозии под воздействием атмосферных осадков. Крышные вентиляторы часто устанавливают непосредственно над обслуживаемыми помещениями. Поэтому они не должны создавать больших вибраций и шума, которые отрицательно действуют на людей, находящихся в помещении. В соответствии с экологическими требованиями, шум на выходе из вентилятора также должен быть ограничен. Для уменьшения нагрузки на кровлю крышные вентиляторы должны иметь небольшие размеры и, возможно, малую массу.

Принципиальная схема крышного радиального вентилятора

Рисунок 1.

Принципиальная схема крышного радиального вентилятора: 1 – присоединительное основание; 2 – подмоторная рама; 3 – входной патрубок; 4 – защитная сетка; 5 – рабочее колесо; 6 – защитный колпак; 7 – двигатель

Особенностью крышных вентиляторов является то, что динамическое давление выходящего из колеса потока не используется. Поэтому для оценки их аэродинамических параметров используют статическое давление psv и статический КПД hs.

При отсутствии протяженной сети и больших перепадов давления внутри и вне помещения рабочий режим вентилятора соответствует максимально возможной производительности и нулевому статическому давлению. Этот режим, в соответствии с ГОСТ 24814–81 [2], считается номинальным. Для оценки работы вентилятора на номинальном режиме применяют параметр q удельной производительности, который рассчитывают по формуле:

(1)

где Q – производительность, м3/с; N – потребляемая мощность, Вт; r – плотность, кг/м3; u – окружная скорость, м/с. В безразмерных величинах формула (1) имеет вид:

(2)

где j и l – коэффициенты производительности и мощности. Параметр q характеризует максимальный расход вентилятора при нулевом статическом давлении, отнесенный к единице мощности на этом режиме. В соответствии с ГОСТом [2], на номинальном режиме параметр q должен быть не менее 1,8. Чем больше значение параметра q, тем более эффективно работает вентилятор.

При наличии протяженной вентиляционной сети, например, в системах дымоудаления много-этажных зданий, когда потери давления в воздуховодах превышают 1 000 Па, рабочий режим вентилятора выбирают в диапазоне расходов, соответствующих или близких к максимальному значению статического КПД.

Крышные вентиляторы занимают значительное место в продукции отечественных и зарубежных фирм – производителей вентиляторов. Они обеспечивают область режимов по производительности до 100 000 м3/ч и по статическому давлению до 1 500 Па.

Схемы крышных вентиляторов с различными направлениями выхода воздуха

Рисунок 2.

Схемы крышных вентиляторов с различными направлениями выхода воздуха: а – вниз; б – в стороны; в – вверх; г – вверх и вниз

Конструктивное исполнение

Традиционная компоновка крышного вентилятора представлена на рис. 1. Она включает следующие эле-менты: присоединительное основание, подмоторную раму, входной патрубок, защитную сетку, рабочее колесо, двигатель и защитный колпак. Материал, из которого изготавливаются вентиляторы, всегда атмосферостойкий, а для вентиляторов, предназначенных для перемещения агрессивных сред, – коррозионно-стойкий.

В соответствии с ГОСТом [2] выброс перемещаемой среды может осуществляться вниз, в стороны и вверх (рис. 2). Вентиляторы с выходом вверх, как правило, предназначены для удаления из помещений воздуха с агрессивными примесями или горячих газов. Недостаток такой конструкции – возможность попадания атмосферных осадков в обслуживаемое помещение при выключенном вентиляторе. Для исключения этой возможности в выходном сечении вентилятора устанавливают систему клапанов или лопаток, которые поворачиваются при включении вентилятора и открывают выход.

При выходе потока в стороны необходимо устанавливать в выходном сечении вентилятора сетки или специальные жалюзи, чтобы предотвратить попадание в колесо посторонних предметов и уберечь от сильных порывов ветра.

Для защиты двигателя вентилятора от атмосферных осадков используют колпаки различной формы. Колпаки оптимальной формы позволяют преобразовать часть динамического давления, создаваемого колесом, в полезное статическое давление и повысить тем самым статический КПД вентилятора.

Вентиляторы, как правило, имеют вертикальную ось вращения и непосредственное соединение с двигателем. Многие фирмы комплектуют вентиляторы встроенным в колесо двигателем, имеющим внешний ротор, благодаря чему сокращаются высота и масса вентилятора. Эти вентиляторы, особенно с выходом воздуха вверх, устанавливают в системах, предусматривающих их круглосуточную работу. Недостатком такой конструкции является то, что двигатель, расположенный в потоке перемещаемой среды, загромождает проточную часть колеса и снижает его производительность. Кроме того, эти вентиляторы не могут использоваться для удаления воздуха с агрессивными примесями.

Иногда вентиляторы комплектуют двух- и даже трехскоростными двигателями, что позволяет регулировать производительность вентилятора в зависимости от эксплуатационных требований в теплый и холодный периоды года, а также использовать их в одних и тех же системах, работающих в режимах как общеобменной вентиляции, так и противодымной защиты. В последнее время для расширения диапазона экономичной работы и возможности обеспечения заданного режима (производительности или давления) работы вентиляторы комплектуют двигателями с регулируемой частотой вращения. Причем необходимая частота вращения устанавливается автоматически с помощью специальных датчиков и программ, что может привести к значительному снижению энергопотребления.

Для предотвращения неконтролируемого оттока тепла из помещения, образования и сбора конденсата крышные вентиляторы комплектуют самооткрывающимися входными клапанами и поддонами. Потоком воздуха эти клапаны открываются при включении вентилятора и закрываются при его выключении. Клапаны имеют различную конструкцию. Как правило, это лепестковый клапан – бабочка с осью вращения посередине или клапан с несколькими лопастями.

Изготавливают малошумные крышные вентиляторы с глушителями шума. На входе воздуха – пластинчатые глушители, на выходе – трубчатые специальной формы. Все глушители активного типа, т. е. заполненные звукопоглощающим материалом, благодаря чему шум глушится в достаточно широком диапазоне частот. Схема крышного вентилятора с глушителем на входе приведена на рис. 3.

Крышный радиальный вентилятор с глушителем на входе

Рисунок 3.

Крышный радиальный вентилятор с глушителем на входе

Диаметры рабочих колес крышных вентиляторов находятся в диапазоне от 200 до 1 400 мм. Максимальная окружная скорость составляет 50 м/с. При более высоких скоростях крышные вентиляторы не эксплуатируют из-за жестких требований по вибрации и создаваемому шуму. Только в системах дымоудаления, когда вентилятор работает не более 120 мин, допускается увеличение окружной скорости до 60 м/с. В подавляющем большинстве случаев эта скорость не превышает 30 м/с.

Для обеспечения наибольшего значения максимального расхода Qmax и параметра q вентиляторы должны иметь большую ширину рабочего колеса (b2 ≥ 0,25) и большой диаметр входа (D0≥ 0,65). Для создания максимального статического давления вентилятора лопатки колеса должны быть загнуты против направления его вращения (b2 < 90°). Чтобы кривая мощности на рабочих режимах с возрастанием расхода имела падающий характер, и вентилятор не перегружал двигатель при больших расходах, необходимо угол выхода лопаток b2 выполнить как можно меньшим (b2 ≤ 30°).

Рисунок 4 (подробнее)

 

Зависимость максимальной потребляемой мощности крышных вентиляторов от максимального расхода и количества вентиляторов при jmax = 0,3; lmax = 0,17

С другой стороны, для увеличения создаваемого расхода и давления угол b2 должен принимать большие значения (b2 ≥ 40°).

Ниже будут рассмотрены особенности характеристик этих вентиляторов и условий их применения.

Использование в крышных вентиляторах рабочих колес с загнутыми вперед лопатками нельзя признать целесообразным из-за низкой их эффективности. Эти вентиляторы при работе без спирального корпуса имеют большую долю динамического давления в полном давлении. Такое динамическое давление не используется, но требует дополнительных затрат мощности. Кроме того, кривая потребляемой мощности имеет возрастающий характер с увеличением расхода.

Типоразмерный ряд

Для производства и потребителя очень важной является проблема разработки рационального ряда крышных вентиляторов, в котором при минимальном количестве унифицированных элементов обеспечивалось бы достаточно густое заполнение характеристиками выделенной области режимов. При этом выбор необходимого вентилятора можно осуществлять практически без запаса. Трудность создания такого ряда машин с равномерно распределенными характеристиками связана с дискретными значениями частоты вращения асинхронных двигателей, которые в большинстве случаев непосредственно соединены с рабочим колесом.

Выполненные расчеты показали, что для обеспечения заданной области режимов производительности от 500 до 100 000 м3/ч и статического давления от 400 до 1 500 Па необходимо использовать крышные вентиляторы с диаметрами рабочих колес (в мм) из ряда предпочтительных чисел R20:

200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400.

Если рассчитать максимальные значения производительности по известной формуле

(3)

то вентиляторы с двумя соседними значениями диаметров рабочих колес из вышеуказанного ряда будут иметь максимальную производительность, отличающуюся на 40 %. Характеристики вентиляторов будут заполнять область режимов достаточно редко.

Чтобы эта разница уменьшилась до 20 %, необходимо иметь две модификации вентиляторов, у которых максимальные значения коэффициента производительности jmax отличаются приблизительно на 20 %. С учетом максимальной унификации колеса этих модификаций могут отличаться или числом лопаток, или иметь разную ширину.

Для того чтобы увеличить густоту заполнения области аэродинамическими характеристиками и уменьшить разницу между значениями Qmax до 10 % для двух соседних вентиляторов, необходимо или использовать более густой ряд предпочтительных чисел R40, или разработать дополнительно еще две модификации вентиляторов, у которых максимальные значения производительности отличались бы от исходного значения на 10 и 30 %.

При выборе крышного вентилятора возникает альтернатива: установить или один большой вентилятор, или несколько меньших, параллельно работающих вентиляторов, обеспечивающих суммарный расход, равный расходу через один вентилятор.

Проведем оценку этих вариантов компоновок на примере двух одинаковых вентиляторов, работающих без сети при одинаковой частоте вращения. Максимальную мощность, потребляемую вентилятором, рассчитаем по известной формуле

(4)

В формулах (3) и (4): А и В – постоянные коэффициенты; jmax, lmax – максимальные значения коэффициентов расхода и мощности; n – частота вращения колеса; D – диаметр колеса по концам лопаток.

Два вентилятора одной и той же схемы с диаметром колеса D1 и при частоте вращения n1 создают максимальный расход

и потребляют суммарную максимальную мощность

Из формулы (3) следует, что расход 2Q1 может обеспечить один вентилятор при диаметре колеса D2 = 21/3 D1 = 1,26D1:

Из формулы (4) получим, что потребляемая при этом мощность составит

Один большой вентилятор будет потреблять мощность в 1,59 раза больше, чем два вентилятора меньших размеров. Выполненные оценки показывают, что выигрыш в мощности при замене одного вентилятора несколькими меньшими с тем же суммарным расходом будет тем больше, чем большее количество таких вентиляторов будет использовано. Это подтверждается рис. 6 и данными, приведенными в табл. 1.

Таблица 1
Сравнение величины потребляемой мощности при различном числе крышных вентиляторов для двух значений максимального расхода: Q ≈ 5,6 тыс. м3/ч и Q ≈ 11,1 тыс. м3
Максимальный расход Q, тыс. м3 5,69 5,55 11,38 11,1 11,1
Диаметр колеса D, м 0,4 0,5 0,4 0,5 0,63
Число вентиляторов 2 1 4 2 1
Максимальная мощность N, кВт 0,236 0,359 0,472 0,718 1,141

Все расчеты по формулам (3) и (4) выполнены при частоте вращения n1 = 1 000 мин-1 для вентиляторов с максимальными значениями коэффициентов производительности и мощности jmax = 0,3; lmax = 0,17.

Представленные данные подтверждают, что для обеспечения максимальной производительности Q ≈ 11 000 м3/ч один вентилятор с диаметром колеса 630 мм будет потреблять мощность в 2,4 раза больше, чем четыре вентилятора с диаметром колеса 400 мм, и в 1,59 раза больше, чем два вентилятора с диаметром колеса 500 мм.

Использование крышных вентиляторов небольших размеров с малой массой позволяет также обеспечить распределенную нагрузку на кровлю зданий. При этом происходит снижение вибраций и создаваемого шума. Поэтому зарубежные фирмы изготавливают крышные вентиляторы с диаметрами рабочих колес, не превышающими 1 000 мм.

Акустические параметры

Для оценки акустических параметров крышных вентиляторов в соответствии с [2] используют отвлеченный уровень шума L, дБА, который связан с параметрами вентилятора зависимостью

(5)

где Lp – суммарный уровень звуковой мощности, дБА;

D – диаметр рабочего колеса, м;

u – окружная скорость рабочего колеса, м/с.

Создаваемый вентилятором суммарный уровень звуковой мощности и спектр шума определяют раздельно на сторонах всасывания и нагнетания. Формула (5) позволяет определить шум, создаваемый вентиляторами различных размеров при разном их числе. В рассмотренном выше примере вентилятор с диаметром колеса 630 мм, обеспечивающий максимальный расход 11 000 м3/ч, будет создавать шум, на 14 дБ больший, чем один вентилятор с диаметром колеса 400 мм, с максимальным расходом 2 750 м3/ч и шумом, на 8 дБ большим, чем четыре таких вентилятора. Таким образом, замена одного большого крышного вентилятора несколькими вентиляторами меньших размеров предпочтительна и с точки зрения снижения шума.

Относительные акустические характеристики крышных вентиляторов с шестью и девятью лопатками колеса

Рисунок 5.

Относительные акустические характеристики крышных вентиляторов с шестью и девятью лопатками колеса

На рис. 5 приведены акустические характеристики крышных радиальных вентиляторов с выходом потока в сторону (ВКРС) с шестью и девятью лопатками колеса в диапазоне рабочих режимов вентиляторов на стороне нагнетания. Наблюдается резкое увеличение создаваемого шума при отклонении от режима j, соответствующего максимальному значению статического КПД, особенно в области больших расходов. Такая особенность изменения акустических параметров характерна и для вентиляторов со спиральным корпусом с высоким КПД, имеющих листовые, сильно загнутые назад лопатки. Она связана с тем, что при увеличении и уменьшении расхода за счет изменения угла атаки происходит резкое ухудшение условий обтекания лопаток колеса по сравнению с благоприятным, плавным обтеканием на режиме максимального значения КПД. Возникают отрывные вихревые зоны в межлопаточных каналах колеса, которые приводят к снижению КПД и возрастанию вихревого шума.

В отличие от вентиляторов в обычной компоновке со спиральным корпусом, крышные вентиляторы имеют спектр шума без ярко выраженной составляющей на лопаточной частоте [3]. Это связано с тем, что при отсутствии языка спирального корпуса составляющая шума от неоднородности потока не превалирует над другими составляющими. Поправки DLwi для составляющих спектра шума в октавных полосах частот для вентиляторов ВКРС-6 и ВКРС-9 даны в табл. 2.

Таблица 2
Значения поправок DLwi в октавных полосах частот для двух крышных вентиляторов: ВКРС-6 и ВКРС-9
Вентилятор Поправки ΔLwi в дБ для расчета спектра шума в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
ВКРС-6 +1 +7 +2 0 –7 –12 –12 –21
ВКРС-9 -9 –8 –3 –3 –4 –9 –14 –19

Из формулы (5) следует, что создаваемый вентилятором шум зависит от величины окружной скорости u колеса в пятой степени. Следовательно, при жестких ограничениях на создаваемый шум необходимо выбирать вентилятор с меньшей окружной скоростью, с большими значениями коэффициентов расхода и статического давления.

Влияние конфигурации неподвижных элементов

Представляет интерес определение влияния некоторых геометрических параметров крышных вентиляторов на их аэроакустические характеристики. Такие исследования были выполнены в работе [4] с крышным вентилятором, осуществляющим выброс воздуха вниз.

Увеличение создаваемого вентилятором статического давления и КПД на 8–15 % практически во всем диапазоне расходов можно получить при установке вблизи переднего диска колеса неподвижного кольца с наружным диаметром, превышающим на 20 % диаметр колеса D. Кольцо является элементом радиального диффузора. Потребляемая вентилятором мощность практически не изменяется (рис. 6).

Влияние радиального диффузора на характеристику крышного вентилятора по данным работы [4]

Рисунок 6.

Влияние радиального диффузора на характеристику крышного вентилятора по данным работы [4]

Для поддержки колпака вентилятора и двигателя используют вертикальные стойки, установленные на основании. В качестве стоек применяют уголки, трубы, а также систему лопаток, которые можно считать элементами спрямляющего аппарата. Форма, размеры и число этих стоек и их расположение относительно колеса оказывают существенное влияние на аэродинамические параметры вентилятора и создаваемый шум.

Влияние формы стоек на характеристику крышного вентилятора по данным работы [4]

Рисунок 7.

Влияние формы стоек на характеристику крышного вентилятора по данным работы [4]

На рис. 7 показано влияние формы поперечного сечения стоек на характеристики вентилятора. Стойки хорошо обтекаемой цилиндрической формы благоприятно обтекаются выходящим из колеса потоком и обеспечивают некоторое повышение давления и КПД по сравнению со стойками в виде уголка. Рекомендовано [4] стойки из труб устанавливать на расстоянии не меньше, чем 5 % от диаметра колеса, а стойки из уголков – не меньше, чем на 7 % от диаметра D. При таком расположении стоек возможное увеличение создаваемого шума будет минимальным. Для снижения шума взаимодействия стоек и лопаток колеса необходимо, чтобы число стоек (лопаток) спрямляющего аппарата не было кратно числу лопаток колеса [3].

Лопатки спрямляющего аппарата должны быть установлены на достаточном расстоянии от рабочего колеса и иметь такую форму, которая обеспечивает некоторое раскручивание потока, выходящего из колеса. Это приведет к снижению динамического давления за колесом и повысит создаваемое статическое давление и КПД. Необходимо отметить, что существенное увеличение давления и КПД будет происходить только в небольшом диапазоне расходов, в котором углы входа лопаток будут соответствовать углам выхода потока из колеса.

Интересно сопоставить аэродинамические характеристики крышных вентиляторов, воздух из которых выходит по разным направлениям: вниз, в стороны и вверх. В работе [5] исследовались различные компоновки радиальных вентиляторов с осевым и радиальным выходом потока. На рис. 8 приведены схемы и характеристики вентиляторов с колесом достаточно большой ширины с четырьмя вариантами корпусов, обеспечивающих выход потока по различным направлениям. Максимальный радиальный размер всех вариантов корпусов имел одинаковые значения Dmax = 1,7D. Все испытания проводились с одним и тем же рабочим колесом, характеристика которого без корпуса также приведена на этом графике. Наиболее высокое статическое давление и КПД имеет вентилятор 1 с радиальным безлопаточным диффузором с выбросом воздуха в стороны.

Характеристики радиальных вентиляторов с четырьмя вариантами корпусов, обеспечивающих различные направления выхода потока по данным работы [5]

Рисунок 8.

Характеристики радиальных вентиляторов с четырьмя вариантами корпусов, обеспечивающих различные направления выхода потока по данным работы [5]:

1 – с радиальным диффузором;

2 – с прямоточным корпусом;

3 – с обратно прямоточным корпусом;

4 – с кольцевой цилиндрической обечайкой;

5 – без корпуса

Наиболее низкие параметры имеет вентилятор 2 в прямоточном корпусе с осевым выбросом воздуха в направлении входа. Вентиляторы 3 и 4 с выбросом воздуха в направлении, обратном входу, и с цилиндрической обечайкой, обеспечивающей выход потока в обоих направлениях по отношению к входу, имеют характеристики, близкие характеристикам свободного колеса без корпуса. Отмеченная особенность взаимного расположения характеристик вентилятора с разными направлениями выхода потока сохраняется при увеличении и уменьшении внешнего размера корпусов. При внешнем диаметре меньше 1,5D происходит резкое снижение кривых давления и КПД вентиляторов всех компоновок. Таким образом, крышные вентиляторы с выходом потока в стороны и вниз имеют лучшие аэродинамические параметры, чем вентиляторы других компоновок.

На характеристики крышного вентилятора, особенно в прямоточном исполнении при выходе воздуха вверх, оказывает влияние форма поперечного сечения корпуса. На рис. 9 представлены характеристики вентиляторов с корпусами круглого и квадратного поперечного сечения практически с одинаковыми внешними габаритами. Внутри корпуса в продолжении заднего диска колеса располагалось кольцо с внешним диаметром D4, а в случае квадратного корпуса наружные обводы кольца являлись сторонами квадрата размером А4. Эти внутренние кольца фактически являлись элементами радиального безлопаточного диффузора.

Характеристики вентиляторов с прямоточными корпусами различного поперечного сечения по данным работы [5]

Рисунок 9.

Характеристики вентиляторов с прямоточными корпусами различного поперечного сечения по данным работы [5]

Из диаграммы следует, что вентилятор с квадратным корпусом создает большее давление и имеет более высокий КПД, чем вентилятор с цилиндрическим корпусом. Внутреннее кольцо целесообразно выполнять с внешним обводом по окружности.

Влияние формы лопаток колеса

Как указывалось выше, рабочие колеса крышных вентиляторов должны иметь лопатки, загнутые против направления вращения колеса. На рис. 10 приводятся характеристики двух крышных вентиляторов, которые отличаются, в основном, лопатками рабочего колеса. Вентилятор 1 с большим углом выхода лопаток b2 ≈ 40° имеет значительно больший диапазон работы по расходу, чем вентилятор 2 с углом выхода лопаток b2 ≈ 25°. Максимальные значения статического давления и КПД у обоих вентиляторов являются близкими. Однако вентилятор 1 потребляет значительно большую мощность.

Рисунок 10.

Характеристики двух крышных вентиляторов с различными углами выхода b2 и числом Z лопаток колеса:

1 – b2 @ 40°, Z = 12; 2 – b2 @ 25°, Z = 6

Интересно сопоставить эффективность работы этих двух вентиляторов в вентиляционной сети. Приведенные на графике зависимости q(j) показывают, что вентилятор 2 с меньшим углом выхода лопаток имеет большее значение удельной производительности q, чем вентилятор 1. Это преимущество вентилятора 2 проявляется особенно значительно с увеличением расхода.

Выполнены расчеты параметров этих двух вентиляторов, работающих в режиме psv = 0 и обеспечивающих максимальный расход воздуха Q = 10 000 м3/ч при одинаковой частоте вращения 950 мин-1.

В табл. 3 даны значения безразмерных параметров вентиляторов на режиме psv = 0: коэффициентов расхода jmax, потребляемой мощности l, параметра q и отвлеченного уровня шума L. Также приводятся значения диаметра D, окружной скорости u колеса, потребляемой мощности N и создаваемого шума L.

Таблица 3
Сравнение аэродинамических и акустических параметров двух крышных вентиляторов с различными углами выхода лопаток колеса b2
№ вен-ра b2° jmax l q L, дБА D2, мм u, м/с N, Вт L, дБА
1 40 0,385 0,194 1,984 25 580 29 740 93
2 25 0,305 0,086 3,55 15 630 31 500 86

Вентилятор 1 обеспечивает заданный расход при меньшем диаметре рабочего колеса. Однако, несмотря на более высокий статический КПД, он потребляет мощность, практически в 1,5 раза большую, чем вентилятор 2. При этом он создает на 7 дБА больший шум. Это связано с тем, что у вентилятора 1 при большем угле b2 выхода лопаток динамическое давление за колесом больше, чем у вентилятора 2. Значительная часть потребляемой вентилятором мощности расходуется на создание этого давления, которое в крышных вентиляторах практически не используется.

Разница в величинах потребляемой мощности рассмотренными вентиляторами будет меньше, если они работают в сети с заданным сопротивлением, и будет зависеть от величины КПД на выбранных режимах работы вентиляторов.

Таким образом, если крышные вентиляторы работают без сети с малыми значениями статического давления, то целесообразно использовать колеса с углами выхода лопаток b2 = 20–30°. Такие вентиляторы будут потреблять меньшую мощность и создавать меньший шум. На этих режимах колеса с большими углами выхода лопаток b2 = 40–45° следует применять только когда ограничены габариты и масса вентиляторов.

Если крышные вентиляторы работают в протяженных сетях с заданным сопротивлением, то разница в величинах потребляемой мощности и создаваемого шума рассмотренными вентиляторами с разными углами выхода лопаток будет зависеть от величины КПД и отвлеченного уровня шума на выбранных режимах работы вентиляторов.

Литература

1. Ушомирская А. И. Экономия электроэнергии при использовании крышных вентиляторов // Водоснабжение и сантехника. – 1988. – № 8.

2. ГОСТ 24814–81. Вентиляторы крышные радиальные. Общие технические условия. – М. : Изд-во Стандартов, 1981.

3. Римский-Корсаков А. В., Баженов Д. В., Баженова Л. А. Физические основы образования звука в воздуходувных машинах. – М. : Наука, 1988.

4. Мазманянц П. О. Крышные центробежные вентиляторы ЦАГИ типов КЦ4-84 и КЦ3-90М // Промышленная аэродинамика: сб. – М. : Машиностроение, 1966. – Вып. 28.

5. Щербатых Г. С. Влияние геометрических параметров корпуса на аэродинамические характеристики центробежных прямоточных вентиляторов // Промышленная аэродинамика: сб. – М. : Машиностроение, 1986. – Вып. 1(33).

Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №3'2006

распечатать статью распечатать статью


Статьи по теме

Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте