Общие сведения

В каталоге On-line ресурса  для расчета вентиляторов и дымососов представлены аэродинамические характеристики промышленных тягодутьевых машин. В каталоге  более 100 наименований наиболее используемых вентиляторов.

Отечественные тягодутьевые машины

Импортные вентиляторы Elektror

Импортные вентиляторы FLSmidth

Отечественные ТДМ содержат следующие элементы конструкции: осевой направляющий аппарат (по заказу), корпус, входной патрубок, рабочее колесо, станину и электродвигатель. Кроме этого, в зависимости от конструк­тивного исполнения ТДМ могут содержать ходовую часть и муфту.

Осевой направляющий аппарат (ОНА) имеет цилиндрический корпус, расположенные внутри него рав­номерно по окружности плоские сегментные лопатки с радиальными осями и механизм синхронного поворота лопаток вокруг их осей.

При угле поворота 90° плоскости лопаток перпендикулярны оси корпуса ОНА (оси вращения рабочего ко­леса), проходное сечение полностью закрыто. При угле поворота 0° плоскости лопаток параллельны оси вра­щения рабочего колеса, проходное сечение корпуса ОНА максимально открыто. При промежуточных углах по­ворота лопатки уменьшают проходное сечение и закручивают поток перемещаемой среды в направлении вра­щения рабочего колеса. Это позволяет изменять аэродинамическую характеристику машины и экономично ре­гулировать ее производительность.

Для поворота лопаток ОНА во время работы ТДМ применяются электроприводы.

Если необходимости в изменении производительности при работе ТДМ, то электропривод не приме­няется - лопатки ОНА могут быть установлены и зафиксированы под одним из указанных на аэродинамической характеристике углов вручную (на неработающей машине).

Корпус - спиральный цельносварной или разъемный из цельносварных секций. Корпус имеет круглое входное и прямоугольное выходное отвер­стия с фланцами. На фланец входного отверстия крепится входной патрубок.

Положение корпуса характеризуется углом поворота вокруг оси вращения рабочего колеса. Угол поворо­та корпуса определяется в соответствии с ГОСТ 9725-82: как угол между нормалью к плоскости выходного флан­ца и горизонтальной плоскостью, отсчитываемый в направлении вращения рабочего колеса.

Входной патрубок имеет цилиндрический корпус с фланцами и закрепленный внутри него коллектор - круглую трубу переменного сечения (конфузорно-диффузорный канал), предназначенную для формирования потока на входе в рабочее колесо.

Один фланец входного патрубка предназначен для крепления к корпусу, а другой - для закрепления на нем ОНА.

Рабочее колесо - радиальное (центробежное), сварное. Колесо содержит лопатки, конический передний (покрывающий) и плоский задний (основной) диски и ступицу.

Рабочее колесо крепится на валу электродвигателя или на промежуточном валу ходовой части, соединен­ном упругой втулочно-пальцевой муфтой с валом электродвигателя.

Станина - сварное основание, предназначенное для крепления на нем электродвигателя и основных уз­лов ТДМ. Конструктивные варианты станин (низкая, нормальная, рама) представлены на приведенных ниже га­баритных чертежах.

Электродвигатели - асинхронные трехфазные, предназначенные для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. По заказу ТДМ могут быть укомплектованы другими электродвигателями.

Особенностью конструкции дымососов двустороннего всасывания является наличие всасывающих карманов.

Тягодутьевые машины изготавливаются в разных исполнениях. Всего предусмотрено 5 исполнений: 1,2,3,4,5.

В зависимости от направления вращения изготавливаемые ТДМ делятся на машины правого и левого вра­щения. Согласно ГОСТ 9725-82 в ТДМ правого вращения рабочее колесо вращается по часовой стрелке, а в ТДМ левого вращения - против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя.

Предварительный выбор по каталогу

Предварительный выбор вентиляторов заключается в выборе одной или нескольких групп наиболее подходящих тягодутьевых машин (см. предыдущий раздел). Выбор основан на изучении каталогов производителей этих машин по следующим критериям:

-          наличию внутри группы тягодутьевых машин с заданной мощностью, расходом, давлением (см. предыдущий раздел);

-          диапазону температур рабочей среды;

-          химической стойкости материала, из которого изготовлены корпус и рабочее колесо, в условиях рабочей среды;

-          возможности присутствия пыли в рабочей среде и ее концентрации;

-          конструктивным признакам: исполнение, габаритные размеры, угол поворота улитки, направление вращения, габаритные размеры;

-          условиям эксплуатации;

-          акустическим параметрам;

-          способу управления.

Ряд аспектов, на которые нужно обратить внимание.

Для аэрозолей следует кроме запыленности следует учитывать абразивность пыли, содержащейся в перемещаемой среде, и ее склонность к налипанию. Обычно производитель предполагает, что пыль будет иметь невысокую абразивность (не выше угольной).

Условия эксплуатации большинства промышленных тягодутьевых машин (ТДМ) - умеренный климат, 1-3 категории размещения, невзрывоопасные зоны, незначи­тельный уровень механических внешних воздействующих факторов. Среднее квадратическое значение виброскорости от внешних источников вибрации в местах раскрепления ТДМ не должно превышать 2 мм/с. По спецзаказу могут быть изготовлены ТДМ для других условий эксплуатации.

Последнее, на что также следует обратить внимание в каталоге производителя – это акустическая характеристика вентилятора. Вентиляторы большой мощности обычно устанавливают в звукоизолированных помещениях.

Необходимо принять решение о способе управления машиной: с использованием частотного привода, за счет автоматизированного направляющего аппарата или без таковых. Как правило, в последнее время используются преобразователи частоты, которые дают такие преимущества, как: простота старта (особенно для мощных дымососов), широкий диапазон регулирования по расходу и давлению, защита двигателя от перегрузок. Частотное регулирование может ока­заться не экономичным для тягодутьевых машин, работающих непрерывно и в одном режиме по причине высокой стоимости преобразователей час­тоты.

Окончательный расчет по аэродинамической характеристике

После того, как предварительный выбор возможных групп вентиляторов произведен, приступаем к окончательному выбору тягодутьевой машины по ее рабочей характеристике.

В базе данных On-line ресурса содержатся каталожные аэродинамические характеристики тягодутьевых машин - зависимости полного давления ТДМ P_v и потребляемой мощности N от производительности Q, построенные при постоянных параметрах: частоте вращения рабочего колеса n и плотности перемещаемой среды r. Для выбранных пользователем вентилятора, электродвигателя и скорости вращения рабочего колеса, эти зависимости пересчитываются при заданных значениях температуры рабочей среды и плотности газа. Границы рабочей области тягодутьевой машины, рассчитанные для заданных пользователем условий, выводятся на экран в виде линий, которые связывают давление и затрачиваемую мощность с объемным расходом газа. Пользователю остается только убедиться в том, что заданная им рабочая точка попадает внутрь рабочей области вентилятора.

На рис. 1 и 2 показаны инструменты управления и график для отображения результатов решения. Обратите внимание, что линии давления и мощности совмещены на одном графике, причем линии давления окрашены черным цветом, а линии мощности – красным. Ось давления расположена на графике слева, а ось мощности – справа.

Значения текстовых полей «Мощность» и «Скорость вращения крыльчатки» рассчитываются программно для заданной рабочей точки и соответствуют мощности, которую будет фактически потреблять двигатель вентилятора и частоте вращения рабочего колеса вентилятора (для машин с частотным управлением), поэтому их назначать не требуется.

В расчете принята следующая система единиц измерения физических величин:

-          давление P_v                                                                     кПа

-          мощность N                                                                     кВт

-          расход Q                                                                          тыс.м³/час

-          частота вращения рабочего колеса (крыльчатки) n    об/мин

-          плотность r                                                                     кг/м³

            Порядок расчета:

       1) задайте параметры интересующей Вас рабочей точки: полное давление вентилятора, объемный расход при рабочих условиях, температуру и плотность перемещаемой среды (рис. 1);

          2) выберите интересующую Вас тягодутьевую машину из каталога, выберите один из возможных двигателей (если выбор имеется) и частоту вращения (если в вентиляторе используется не прямой привод);

        3) нажмите на кнопку «Расчет» и дождитесь появления графика (если график не появился, возможно, что при заданных условиях построить аэродинамическую характеристику нельзя или вентилятор не подходит – читайте подсказку над графиком);

          4) убедитесь, что рабочая точка попала внутрь рабочей области (рис. 2), при необходимости настройте оси графика и информацию, которая на него выводится;

          5) проверьте возможность работы тягодутьевой машины при максимальных параметрах Q и P_v, приняв запас по расходу рабочей среды 10% и по давлению 20 % относительно тех значений, которые разрешены для вашего оборудования;

           6) если вентилятор вам не подходит, выберите другой и повторите расчет.

Рис. 1.

Рис. 2.:

1 – аэродинамическая характеристика вентилятора при номинальной частоте вращения, цифры у кривых соответствуют значениям по оси ординат; 2 – аэродинамическая характеристика вентилятора при частоте вращения, равной 20% от номинальной (примерно соответствует нижней границе частоты вращения, которая может быть достигнута с использованием частотного регулирования); 3 и 4 – соответствуют левой и правой границам разрешенных значений к.п.д. вентилятора; 5 – характеристика вентилятора для повышенных объемных расходов среды при поддержании мощности на максимальном значении за счет применения частотного регулирования; 6 – рабочая точка, заданная пользоваталем; 7 – аэродинамическая характеристика вентилятора при частоте вращения, соответствующей рабочей точке.

Выбор вентилятора из нескольких

В случае если Вами отобрано несколько ТДМ, удовлетворяющих по производительности, давлению, и прочим признакам, необходимо сравнить их экономичность, акустические и массогабаритные характеристики, износостойкость, установленную мощность двигателя, массу, стоимость и выбрать наиболее подходящий из них.

Руководствуйтесь следующим принципом для окончательного выбора: выбирайте вентилятор с наименьшей мощностью двигателя, если он обеспечивает Вам необходимый минимальный запас по производительности и давлению во всем облаке возможных рабочих точек, характерных вашей технологии и оборудованию.

Обратите внимание: если рабочая точка находится непосредственно ниже линии 5 (случай снизу и левее здесь не рассматривается) на рис. 2, то вентилятор обязательно должен быть укомплектован частотным приводом, автоматически снижающим частоту тока для защиты двигателя от перегрузки.

Перейти к On-line расчету вентилятора...