Аэродинамические характеристики вентиляторов показывают расход вентиляторов в зависимости от давления. Определенное давление соответствует определенному расходу воздуха, который проиллюстрирован кривой вентилятора.

Рисунок 28. Аэродинамические характеристики вентилятора и сети

Характеристики сети

Сопротивление вентиляционной системы при различных расходах отображаются на графике характеристики сети. Рабочая точка вентилятора это точка пересечения характеристики сети и кривой вентилятора. Она показывает характеристики потока для данной сети воздуховодов.

Каждое изменение давления в вентиляционной системе дает начало новой характеристике сети. Если давление возрастает, характеристика сети будет аналогична линии В. При снижении давления, линия системы будет аналогична линии С. (При условии, что количество оборотов рабочего колеса остается неизменным).

Рисунок 29. Изменение давления дает начало новым кривым сети

Если реальное сопротивление сети представленно кривой В, рабочая точка сдвигается с 1 на 2. Это также влечет за собой уменьшение расхода воздуха. Таким же образом расход воздуха возрастет, если сопротивление сети соответствует линии С.

Рисунок 30. Увеличение или уменьшение скорости вращения вентилятора

Для получения расхода воздуха, аналогичного расчетному, можно в первом случае (где характеристика сети соответствует В) просто увеличить скорость вентилятора. Рабочая точка (4) будет находиться в этом случае на пересечении характеристики сети В и кривой вентилятора для более высокой скорости вращения. Точно также скорость вращения вентилятора может быть уменьшена, если реальная характеристика сети соответствует линии С.

Рисунок 31. Разница в давлении при различных скоростях вращения

В обоих случаях будет наблюдаться некоторое отличие в показателях давления от характеристики сети, для которых были проведены расчеты, и это показано как ΔР1 и ΔР2 на рисунке, соответственно. Это означает, что рабочая точка для расчетной сети была выбрана таким образом, чтобы выйти на максимальный уровень эффективности, и каждое такое повышение и понижение скорости вращения вентилятора ведет к сокращению эффективности.

Эффективность и характеристики сети

Для того чтобы облегчить выбор вентилятора, можно построить несколько возможных характеристик сети на графике вентиляторов, а затем посмотреть, между какими характеристиками работает определенный тип вентилятора. Если пронумеровать характеристики сети от 0 до 10, вентилятор будет свободно дуть (максимальный расход воздуха) на линии 10, и захлебнется (нулевой расход) на линии 0. Это означает, что вентилятор на линии системы 4 производит 40% от свободного расхода.

Рисунок 32. Характеристики сети (0-10) на графике вентилятора

Эффективность вентилятора вдоль всей характеристики сети остается постоянной.

Вентиляторы с загнутыми назад лопатками часто имеют более высокую эффективность, чем вентиляторы с загнутыми вперед лопатками. Но более высокий уровень эффективности этих вентиляторов достижим лишь на ограниченном участке, где характеристика сети представленна меньшим расходом при заданном давлении, чем у вентиляторов с загнутыми вперед лопатками.

Чтобы получить расход аналогичный тому, что у вентиляторов с загнутыми вперед лопатками, и сохранить при этом высокий уровень эффективности, нужно выбрать вентилятор с загнутыми назад лопатками большего размера.

Рисунок 33. Значения эффективности для аналогичных размеров центробежных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад и загнутыми вперед, соответственно

Вентиляторы – устройства, предназначенные для создания воздушного (в общем случае, газового) потока. Основная задача, которую решают с применением этих устройств в оборудовании для вентиляции, кондиционирования и воздухоподготовки – создание в системе воздуховодов условий для перемещения воздушных масс от точек забора до точек выброса или потребителей.

Для эффективной работы оборудования воздушный поток, создаваемый вентилятором должен преодолеть сопротивление системы воздуховодов, обусловленное поворотами магистралей, изменением их сечения, появлением турбулентностей и прочими факторами.

В результате имеет место перепад давления, который является одним из важнейших характеристических показателей, влияющих на выбор вентилятора (кроме него основную роль играют производительность, мощность, уровень шума и т.д.). Зависят эти характеристики, прежде всего, от конструкции устройств и используемых принципов работы.

Все множество конструкций вентиляторов разделяют на несколько основных типов:

• Радиальные (центробежные);
• Осевые (аксиальные);
• Диаметральные (тангенциальные);
• Диагональные;
• Компактные (кулеры)

Центробежные (радиальные) вентиляторы

В устройствах этого типа происходит всасывание воздуха по оси рабочего колеса и выброс его под действием центробежных сил, развиваемых в зоне его лопастей, в радиальном направлении. Использование центробежных сил позволят использовать такие устройства в случаях, когда требуется высокое давление.

Характеристики радиальных вентиляторов в значительной мере зависят от конструкции рабочего колеса и формы лопастей (лопаток).

По этому признаку крыльчатки радиальных вентиляторов разделяют на устройства с лопатками:

• загнутыми назад;
• прямыми, в том числе, отклоненными;
• загнутыми вперед.

На рисунке упрощенно показаны типы крыльчаток (рабочее направление вращения колес обозначено стрелками).

Рабочие колеса с загнутыми назад лопастями

Для такой крыльчатки (B на рисунке) характерна значительная зависимость производительности от давления. Соответственно, радиальные вентиляторы такого типа оказываются эффективны при работе на восходящей (левой) ветви характеристики. При их использовании в таком режиме достигается уровень эффективности до 80%. При этом геометрия лопаток позволяет добиться низкого уровня рабочего шума.

Основной недостаток таких устройств – налипание находящихся в воздухе частиц на поверхности лопастей. Поэтому такие вентиляторы не рекомендуется применять для загрязненных сред.

Рабочие колеса с прямыми лопатками

В таких крыльчатках (форма R на рисунке) устранена опасность загрязнения поверхности содержащимися в воздухе примесями. Такие устройства демонстрируют эффективность до 55% . При использовании прямых отклоненных назад лопастей характеристики приближаются к показателям устройств с загнутыми назад лопатками (достигается эффективность до 70%).

Крыльчатки с загнутыми вперед лопастями

Для вентиляторов, использующих такую конструкцию (F на рисунке) влияние изменения давления на воздушный поток незначительно.

В отличие от крыльчаток с загнутыми назад лопастями наибольшая эффективность таких рабочих колес достигается при работе на правой (нисходящей) ветви характеристики, при этом ее уровень составляет до 60%. Соответственно, при прочих равных, вентилятор с крыльчаткой типа F выигрывает у устройств, снабженных крыльчаткой, по размерам рабочего колеса и общим габаритным показателям.

Осевые (аксиальные) вентиляторы

Для таких устройств и входной и выходной воздушный потоки направлены параллельно оси вращения крыльчатки вентилятора.

Главным недостатком таких устройств является низкая эффективность при использовании варианта установки со свободным вращением.

Значительное повышение эффективности достигается при заключении вентилятора в цилиндрический корпус. Существуют и другие методы улучшения характеристик, например, размещение непосредственно за рабочим колесом направляющих лопастей. Такие меры позволяют добиться эффективности аксиальных вентиляторов в 75% без использования направляющих лопастей и даже 85% при их установке.

Диагональные вентиляторы

При осевом воздушном потоке невозможно создать значительный уровень эквивалентного давления. Добиться увеличения статического давления позволяет использование для создания воздушного потока дополнительных сил, например, центробежных, которые действуют в радиальных вентиляторах.

Диагональные вентиляторы являются своеобразным гибридом аксиальных и радиальных устройств. В них всасывание воздуха осуществляется в направлении, совпадающем с осью вращения. За счет конструкции и расположения лопастей рабочего колеса достигается отклонение воздушного потока на 45 градусов.

Таким образом, в движении воздушных масс появляется радиальная составляющая скорости. Это позволяет добиться увеличения давления за счет действия центробежных сил. Эффективность диагональных устройств может составлять до 80%.

Диаметральные вентиляторы

В устройствах этого типа поток воздуха всегда направлен по касательной к рабочему колесу.

Это позволяет добиться значительной производительности даже при малых диаметрах крыльчатки. Благодаря таким особенностям диаметральные устройства получили распространение в компактных установках, таких как воздушные завесы.

Эффективность вентиляторов, использующих этот принцип действия, достигает уровня в 65%.

Аэродинамическая характеристика вентилятора

Аэродинамическая характеристика отражает зависимость расхода (производительности) вентилятора от давления.

На ней находится рабочая точка, показывающая актуальный расход при определенном уровне давления в систем.

Характеристика сети

Сеть воздуховодов при различных значениях расхода оказывает различное сопротивление движению воздуха. Именно это сопротивление определяет давление в системе. Отображается эта зависимость характеристикой сети.

При построении аэродинамической характеристики вентилятора и характеристики сети в единой систем координат рабочая точка вентилятора находится на их пересечении.

Расчет характеристики сети

Для построения характеристик сети используется зависимость

В этой формуле:

• dP – давление вентилятора, Па;
• q – расход воздуха, куб.м/ч или л/мин;
• k – постоянный коэффициент.

Характеристика сети строится следующим образом.

1. На аэродинамическую характеристику наносится первая точка, соответствующая рабочей точке вентилятора. К примеру, работает при давлении 250 Па, создавая воздушный поток 5000 куб.м/ч. (точка 1 на рисунке).
2. По формуле определяется коэффициент kk = dP/q2Для рассматриваемого примера его величина составит 0.00001.
3. Произвольно выбираются несколько отклонений давления, для которых пересчитывается расход.К примеру, при отклонения давления -100 Па (результирующая величина 150 Па) и +100 Па (значение 350 Па), рассчитанный по формуле расход воздуха составит 3162 и 516 куб.м/ч соответственно.

Полученные точки наносятся на график (2 и 3 на рисунке) и соединяются плавной кривой.

Каждому значению сопротивления сети воздуховодов соответствует собственная характеристика сети. Строятся они аналогичным образом.

В результате, при сохранении скорости вращения вентилятора, рабочая точка смещается по аэродинамической характеристике. При увеличении сопротивления рабочая точка из положения 1 смещается в положение 2, что вызывает снижение расхода воздуха. Наоборот, при уменьшении сопротивления (переход в точку 3 а линии С) расход воздуха увеличится.

Таким образом, отклонение реального сопротивления системы воздуховодов от расчетного приводит к несоответствию величины воздушного потока проектным значениям, что может отрицательно сказаться на эксплуатационных показателях системы в целом. Главная опасность такого отклонения заключается в невозможности для вентиляционных систем эффективно выполнять возложенные на них задачи.

Компенсировать отклонение расхода воздуха от расчетного можно за счет изменения скорости вращения вентилятора. При этом получается новая рабочая точка, лежащая на пересечении характеристики сети и той аэродинамической характеристики из семейства, которая соответствует новой скорости вращения.

Соответственно, при повышении или уменьшении сопротивления потребуется отрегулировать скорость вращения таким образом, чтобы рабочая точка переместилась в положение 4 или 5 соответственно.

В этом случае наблюдается отклонение давления от расчетной характеристики сети (величина изменений отображена на рисунке).

На практике появления таких отклонений говорит о том, что режим работы вентилятора отличается от того, который был рассчитан из соображений максимальной эффективности. Т.е. регулирование скорости как в сторону увеличения, так и в сторону снижения ведет к потере эффективности работы вентилятора и системы в целом.

Зависимость эффективности вентиляторов от характеристик сети

Для упрощения выбора вентилятора на его аэродинамических характеристиках строят несколько характеристик сети. Чаще всего используются 10 линий, номера которых удовлетворяют условию

L = (dPd / dP)1/2

• L – номер характеристики сети;
• dPd – динамическое давление, Па;
• dP – величина общего давления.

На практике это означает, что в рабочей точке на каждой из построенных линий воздушный поток вентилятора составляет соответствующую величину от максимальной. Для линии 5 – это 50%, для линии 10 – 100% (вентилятор свободно дует).

При этом эффективность вентилятора, которая определяется соотношением

• dP – общее давление, Па;
• q – расход воздуха, куб.м/ч;
• P – мощность, Вт

может оставаться неизменной.

В этом отношении интерес представляет сравнение эффективности радиальных вентиляторов с загнутыми назад и вперед лопастями рабочего колеса. Для первых максимальное значение этого показателя нередко оказывается выше, чем для вторых. Однако, такое соотношение сохраняется только при работе в области характеристик сети, соответствующим меньшему расходу при заданном значении давления.

Как видно из рисунка, при высоких уровнях расхода воздуха для получения равной эффективности вентиляторам с загнутыми назад лопатками потребуются больший диаметр рабочего колеса.

Аэродинамические потери в сети и правила монтажа вентиляторов

Технические характеристики вентиляторов соответствуют указанным производителем в технической документации в том случае, если выполняются требования по их установке.

Основным из них является монтаж вентилятора на прямом участке воздуховода, причем его длина должна составлять не менее одного и трех диаметров вентилятора со стороны всасывания и нагнетания соответственно.

Нарушение этого правила ведет к увеличению динамических потерь, и, как следствие, к росту перепада давления. При увеличении такого перепада расход воздуха может значительно уменьшится, по сравнению с расчетными значениями.

На уровень динамических потерь, производительность и эффективность влияет множество факторов. Соответственно, при установке вентиляторов необходимо выполнять и другие требования.

Со стороны всасывания:

• вентилятор устанавливают на расстоянии не менее 0.75 диаметра до ближайшей стены;
• сечение входного воздуховода не должно отличаться от диаметра входного отверстия более чем на +12 и -8%;
• длина воздуховода со стороны забора воздуха должна быть больше 1.0 диаметра вентилятора;
• наличие препятствий для прохождения воздушного потока (демпферов, ответвлений и др.) недопустимо.

Со стороны нагнетания:

• изменение поперечного сечения воздуховода не должно превышать 15% и 7% в сторону уменьшения и увеличения соответственно;
• длина прямолинейного участка трубопровода на выходе должна составлять не менее 3-х диаметров вентилятора;
• для уменьшения сопротивления не рекомендуется использовать отводы под углом 90 градусов (при необходимости поворота магистрали их следует получить из двух отводов по 45 градусов).

Требования к удельной мощности вентиляторов

Высокие показатели энергоэффективности – одно из главных требований, которое применяется в европейских странах ко всему оборудованию, в том числе, и к системам вентиляции зданий. В соответствии с этим Шведским институтом внутреннего климата (Svenska Inneklimatinsitutet) была разработана концепция интегральной оценки эффективности для вентиляционного оборудования, основанная на так называемой удельной мощности вентиляторов.

Под этим показателем понимается отношение общей энергоэффективности всех входящих в систему вентиляторов к суммарному воздушному потоку в вентиляционных каналах здания. Чем ниже полученное в результате значение, тем эффективность оборудования выше.

Такая оценка легла в основу рекомендаций по покупке и установке вентиляционных систем для различных секторов и отраслей. Так для коммунальных зданий рекомендованное значение не должно превышать 1.5 при установке новых систем и 2.0 для оборудования после ремонта.

Аэродинамические характеристики вентиляторов определяются на специаль­ных стендах согласно ГОСТ 10921-90 «Вентиляторы радиальные и осевые» (за­рубежный аналог - ISO 5801 « Industrial fans . Performance testing using standardized airways »).

В этих документах строго регламентированы геометрические параметры стендов, обеспечивающие определенные условия входа (равномерный про­филь скорости и отсутствие закрутки) в вентилятор и выхода потока из него, а также положение измерительных сечений и процедура обработки параметров.

Существуют четыре основных типа стендов, конфигурация которых соответствует различному расположению вентилятора в сети. Не вникая в подробности необходимо иметь в виду, что аэродинамические характеристики одного и того же вентилятора, полученные на различных стендах, могут незначительно отли­чаться друг от друга. Стенд для испытаний является сетью для вентилятора. Про­цедура же определения аэродинамических характеристик вентилятора состоит в измерении производительности вентилятора при различном сопротивлении сети, при этом полное давление вентилятора равно аэродинамическому сопро­тивлению сети плюс динамическое давление на выходе из стенда (вентилятора).

Аэродинамические характеристики вентилятора обычно включают в себя:

Кривую полного давления P V ( L ) ;

Кривую мощности N ( L ) или полного КПД вентилятора ? ( L ) ;

Кривую (либо шкалу) динамического давления вентилятора P dV ( L ) или кри­вую статического давления вентилятора P SV ( L ).

Если приведена кривая полного давления P V ( L ) , а статического не приведена, то статическое давление вентилятора находится по формуле P SV = P V – P dV . В ряде случаев приводится только кривая статического давления вентилятора, напри­мер у канальных вентиляторов в квадратных или прямоугольных корпусах, крышных радиальных вентиляторов. В этом случае полное давление близко к статическому давлению и за полное можно принимать статическое давление.

При подборе вентилятора необходимо руководствоваться следующим: зона рабочих режимов вентилятора должна находиться в зоне максимальной эффек­тивности вентилятора и быть за пределами срывного режима вентилятора.

Существуют три основных вида аэродинамических характеристик вентилято­ров (см. рисунок):

Ниспадающая кривая полного давления (рис. а);

Кривая полного давления с обратным склоном (рис. 6);

Кривая полного давления с разрывом характеристики (рис. в).

В соответствии с ГОСТ 10616-90 рабочая зона аэродинамической характери­стики вентилятора должна быть ограничена диапазоном производительностей, в котором полный КПД вентилятора составляет не менее 0,9 от максимального КПД (рис. а). Именно в таком виде приведены аэродинамические характери­стики вентиляторов в каталогах большинства производителей. Однако в этом случае теряются режимы максимальной производительности, при которых воз­можна работа вентилятора, хотя и с несколько меньшей эффективностью.

В каталогах некоторых зарубежных, а в последнее время и отечественных про­изводителей приводится кривая полного давления P V ( L ) от режима L = 0 до ре­жима максимальной производительности L max (p SV = 0). Если не приведены ни кривая мощности N (L ), ни кривая полного (статического) КПД ? (L ), то вы­брать рабочую зону крайне затруднительно. В этом случае для оценки можно принимать, что режим максимального полного КПД имеет место примерно на 2/3 максимальной производительности вентилятора L МАХ . Следует избегать выбора рабочего режима на возрастающем участке кривой полного давления левее точки А (рис. 6) и левее срывного режима (точка А на рис. в), т. к. при определенных условиях могут возникнуть срывные режимы вентилятора, помпаж, вибрации и даже постепенное разрушение конструкции. С целью обеспечения некоторого запаса до срыва область рабочих режимов в обоих случаях должна быть ограничена слева точкой А ‘, которая образуется пересечением пара болы сети р с = p vmax (L / L MAX ) 2 / k C c характеристикой вентилятора. Коэффициент запаса k C можно принимать равным 1,2-1,5 (большие значения, если срыв оказывает большее силовое воздействие на конструкцию вентилятора).

При подборе вентиляторов по аэродинамическим характеристикам, приведенным в каталогах, необходимо обращать внимание на следующее:

Является ли указанная в характеристиках мощность потребляемой вентилятором или же это мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора из сети;

Имеет ли электродвигатель, комплектующий вентилятор, запас мощности на пусковые токи, низкие температуры перемещаемой среды.

Эти параметры определяют эффективность вентилятора, его аэродинамические характери­стики и работоспособность элек­тродвигателя при низких темпе­ратурах перемещаемого воздуха. Например, если электродвига­тель не имеет запаса мощности (канальные вентиляторы с внеш­ним ротором), прямой пересчет давления на пониженную темпе­ратуру может не дать ожидаемых результатов, т. к. из-за увеличе­ния потребляемой мощности электродвигатель может «сбро­сить» обороты.

При анализе аэродинамиче­ских характеристик осевых вен­тиляторовнеобходимо иметь в виду следующее обстоятель­ство. В отечественной практике в ряде случаев, например, когда электродвигатель расположен перед колесом, а втулка колеса выходит за пределы корпуса в осевом направлении, динами­ческое давление подсчитывается по скорости выхода потока, опре­деленной по ометаемой лопатка­ми площади (полная площадь, вычисленная по диаметру коле­са, за исключением площади, занимаемой втулкой колеса).

В зарубежных каталогах динамическое давление осевых вентиляторов определяется по полной площади, т. е. по площади ометаемой колесом. Разница в статических давлениях, установленных по этим ме­тодам, начинает заметно сказываться при относительном диаметре втулки v > 0,4 (отношение диаметра втулки к диаметру вентилятора). Если не учитывать этого обстоятельства, то подобранный вентилятор может не дать ожидаемый расхода в данной сети.

3.9. Аэродинамические характеристики вентиляторов

3.9.1. Общие сведения об аэродинамических характеристиках

Аэродинамической характеристикой вентилятора называется графическая зависимость междуосновными параметрами, определяющими

работу вентилятора, – полного давления, мощности и КПД от производительности при постоянном значении частоты вращения рабочего колеса.

Расчетные методы определения параметров работы вентилятора

не позволяют получить достаточно точные аэродинамические характе

ристики, поэтому построение их выполняется на основе данных аэро

динамических испытаний, проведенных в лабораторных условиях. Результаты исследований вентилятора при определенном числе оборотов рабочего колеса могут быть пересчитаны на другие режимы работы, а

также использоваться для построения характеристик вентиляторов, гео

метрически подобных испытанной конструкции.

Различают два вида аэродинамических характеристик: размерные

и безразмерные.

Размерные аэродинамические характеристики вентилятора

(рис. 3.42) представляют зависимости полного P V статического P SV и

(или) динамического P dV давлений, развиваемых вентилятором, потреб-

ляемой мощности N полного и статического S КПД от производительности Q при определенной плотности газа перед входом в вентилятор и постоянной частоте вращения его рабочего колеса.

При построении характеристики мощности вентилятора N Q поте

ри мощности в подшипниках и передаче не учитываются, так как способ соединения рабочего колеса с двигателем определяется в каждом кон-

кретном случае

Для вентиляторов общего назначения аэродинамические характеристики соответствуют работе на воздухе при нормальных условиях (плотность 1,2 кг/м3 , барометрическое давление 101,34 кПа, температу-

ра плюс 20 °С и относительная влажность 50%). Если вентиляторы пред-

назначены для перемещения воздуха и газа, которые имеют плотность,

отличающуюся от 1,2 кг/м3 , то на графиках приводятся дополнительные шкалы для величин P V P SV N , соответствующие действительной плотности перемещаемой среды.

Безразмерные аэродинамические характеристики представляют

собой графики зависимости коэффициентов полного и статичес

114 Генеральный спонсор –

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.42. Аэродинамическая характеристика вентилятора

кого S давлений, мощности полного и статического S КПД от коэффициента производительности (рис. 3.43). При этом на гра-

фиках должны указываться значения быстроходности вентилятора диаметр D рабочего колеса и частота вращения при которых полу

чена характеристика

Безразмерные характеристики используются для расчета размерных параметров и для сравнения вентиляторов разных типов. Пример

такого сравнения приведен на рис. 3.44.

Безразмерные параметры вентиляторов входят в область, ограни-

ченную коэффициентом производительности = 0 3 и коэффициентом

полного давления = 0 8. Анализ приведенных характеристик позволя-

ет сделать ряд практических выводов

– осевыевентиляторыявляютсясамымислабонапорными,ноимеютнаибольшие полные КПД среди рассматриваемых типов вентиляторов;

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.43. Безразмерная аэродинамическая характеристика вентилятора

Рис. 3.44. Безразмерные аэродинамические характеристики вентиляторов

различных типов

I – осевые; II – радиальные; III – диаметральные

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.45. Аэродинамическая характеристика вентилятора в логарифмическом масштабе

при различных частотах вращения

– радиальные вентиляторы занимают промежуточную область по дав-

лению и КПД;

– диаметральные вентиляторы имеют самые большие коэффициенты

давления, достигающие значений 6 8, так как потоку сообщается

энергия дважды, при входе в колесо и при выходе из него, однако

имеют самые малые значения полного КПД.

У вентиляторов общего назначения, предназначенных для работы

с присоединяемой к ним сетью, за рабочий участок характеристи-

ки должна приниматься та ее часть, на которой значение полного КПД

0,9 (здесь – максимальное значение полного КПД). Режим

работы вентилятора, соответствующий максимальному КПД, является оптимальным. Рабочий участок характеристики должен также удовлетворять условию обеспечения устойчивой работы вентилятора.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

При подборе вентиляторов обычно используются аэродинамичес-

кие характеристики серийно изготавливаемых вентиляторов, построен-

ные для рабочего участка одного определенного типоразмера и охватывающие различные режимы работы, т.е. соответствующие различной

частоте вращения (рис. 3.45). На график зависимости P V Q наносятся

линии постоянных КПД мощности N указаны окружная скорость и

частота вращения. При построении таких характеристик обычно изоб-

ражается часть кривой P V Q в интервале = (0,7 0,8) . Для удобс-

тва подбора вентиляторов характеристики построены в логарифмическом масштабе. Особенностями таких характеристик является отсутствие нулевых значений P V и Q и то, что параболические кривые представлены

прямыми линиями. В приложении 1 приведены такие аэродинамические

характеристики радиальных вентиляторов типа ВР-86-77.

Частота вращения для кривых P V Q принимается кратной 50, 100

или 200 об/мин (в зависимости от размеров вентилятора). Дополнительно к ним приводятся кривые, соответствующие числу оборотов стан-

дартных асинхронных электродвигателей, используемых в конструкции

вентилятора. Этими кривыми пользуются в тех случаях, когда рабочее

колесо непосредственно соединено с валом электродвигателя

Пересчет аэродинамических характеристик вентиляторов на

другие частоты вращения, диаметры рабочих колес D и плотности пе

ремещаемого газа проводится по зависимостям

По горизонтальной оси: Q – производительность (количество воздуха, перекачиваемое вентилятором в единицу времени), измеряется куб метрами в час.
По вертикальной оси: Pv – полное давление. Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним. Масштаб графиков - логарифмический.

На графике:
Pv – полное давление, Па;
Q – производительность, тыс. м3/час;
Nу – установочная мощность, кВт;
n – частота вращения рабочего колеса, об/мин;
η – КПД агрегата.

Реальные кривые полного давления вентилятора Pv(Q) при вращении его рабочего колеса (крыльчатки) при оборотах n=950 об/мин и n=1450 об/мин обозначены двумя жирными линиями. Здесь же приведена серия ниспадающих кривых, пересекающих кривые Pv(Q) (тонкие линии). Эти кривые иногда называют кривыми мощности (или кривыми равной мощности). На каждой такой кривой приведена мощность электродвигателя.

На самом деле, это кривые полного давления Pv’(Q), которое имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности.
Слева от точки пересечения с реальной кривой Pv(Q) — с повышенной частотой вращения относительно номинала, а правее точки пересечения - с пониженной частотой.

Из всего выше сказанного следует понимать, что в левой части, до пересечения мнимой кривой (тонкой линии) с реальной (жирной линии) электродвигатель вентилятора работает с запасом по мощности, а в правой части после пересечения – электродвигатель перегружен, и при длительной работе может выйти из строя.

Пример характеристики вентилятора при комплектации электродвигателем

Рассмотрим такой пример. Если взять вентилятор ВЦ 14-46 №4 , укомплектовать его электродвигателем 4кВт 1500 об/мин и включить такой вентилятор с открытым входом – то в таком случае рабочая точка вентилятора сместиться в крайнее правое положение на кривой полного давления Pv(Q) для n=1450 об/мин (при этом Q > 10 тыс. куб м и Рv=1400 Па) (точка А на графике). Но чтобы перекачать такое количество воздуха и с таким давлением нужна установочная мощность электродвигателя не менее 7,5 кВт, а лучше и 11 кВт (см. графики). Поэтому в таком режиме электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин будет работать с большой перегрузкой и наверняка очень скоро перегреется и выйдет из строя (если у него нет соответствующей защиты).

И что же делать?

Надо закрывать (т.е. шиберовать) вход вентилятора. По идее, первый запуск вентилятора должен происходить при закрытом шибере на входе вентилятора (т.е. на «холостом» ходу).

«Холостой» ход для вентилятора — это работа вентилятора при закрытом входе (рабочая точка на реальной кривой полного давления вентилятора смещена влево).

После пуска агрегата шибер открываются одновременно с измерением тока потребления электродвигателя (рабочая точка по кривой смещается вправо). Постепенно открытием шибера значение тока потребления электродвигателя доводится до номинального* и при этом шибер фиксируется (точка В на графике). Дальнейшее открытие шибера будет смещать рабочую точку вентилятора вправо (к точке А ), а это в нашем случае будет вводить электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин в режим перегрузки.

* — Номинальный ток электродвигателя указан на шильдике электродвигателя.