Характеристической кривой.

Характеристическая кривая вентилятора представляет собой график в декартовых координатах, где по оси Y отложен напор, а по оси X отложена объёмная производительность (рис. 38).

Характеристические кривые могут дополняться другими графиками, например кривой коэффициента полезного действия и мощности, потребляемой электродвигателем (рис. 39).

 

Рисунок 39. Типичный график производительности центробежного вентилятора

Для каждого вентилятора существует множество характеристических кривых для разных скоростей вращения, как показано на рис. 40.

 

Рисунок 40. График производительности венти­лятора для разных скоростей вращения двигателя

Когда вентилятор работает в системе воздухоподачи, которая имеет некоторое аэродинамическое сопротивление, то полный развиваемый напор вентилятора должен превышать её аэродинамическое сопро­тивление. Данное состояние соответствует точке пересечения характеристической кривой вентилятора и характеристической кривой системы воздухоподачи, как показано на рис. 41.

 

Рисунок 41. График производительности венти­лятора и сопротивления системы воздухоподачи (рабочая точка вентилятора)

Для вентиляторных горелок системная характеристическая кривая изменяется в зависимости от регулировки головки горелки и от степени открытия воздушной заслонки. Для правильного подбора вентилятора кривая системы воздухоподачи должна соответствовать потребляемой мощности.

Для расчёта производительности и напора вентилятора нам требуется точная информация о потерях давления, которые происходят в системе воздухоподачи горелки, включая все воздуховоды, головку горелки и аксессуары.

Потери давления в системе воздухоподачи имеют параболическую зависимость от производительности вентилятора.

Общие потери давления в системе воздухоподачи можно разделить на две составляющие:

· потери давления в местных сопротивлениях;

· потери давления из-за трения (распределённые потери давления).

Потери давления в местных сопротивлениях возникают в головке горелки, где воздух проходит по сложной геометрической траектории, а также на регулируемой воздушной заслонке.

Производитель горелки должен приводить данные (графики) о динамике падения давления в зависимости от расхода воздуха через горелку и от тепловой мощности.

Распределённые потери давления можно рассчитать по формуле Дарси-Вайсбаха:

 

где:

Δpf - потери давления, вызванные трением (м);

f- коэффициент трения;

L - длина воздуховода (м);

D - диаметр воздуховода (м);

v - скорость воздуха в воздуховоде (м/с);

g - ускорение свободного падения 9,81 (м/с2);

Отношение v2/2g иначе называют динамическим давлением.

Коэффициент трения f можно определить по графику (рис. 42), если известно число Рейнольдса и относительная шероховатость.

Число Рейнольдса вычисляется по следующей формуле:

 

где:

Re - число Рейнольдса;

d - внутренний диаметр воздуховода (м);

V - скорость воздуха (м/с);

γ - кинематическая вязкость воздуха, равна 16,0*10-6 м²/с;

Относительная шероховатость e/D - это отношение, связывающее абсолютную шероховатость и диаметр воздуховода. Оба параметра выражены в мм. В таблице 9 приведены значения абсолютной шероховатости для некоторых стандартных воздуховодов.

 

Таблица 9. Значения абсолютной шероховатости для разных типов воздуховодов

Материал, из которого изготовлен воздуховод	Абсолютная шероховатость (мм)
Плоский воздуховод из гладкого металла	0,05
Воздуховод из ПВХ	0,01 -0,05
Плоский алюминиевый воздуховод	0,04 - 0,06
Воздуховод из металлических оцинкованных листов с поперечными стыками (шаг 1,2 метра)	0,05-0,1
Круглый воздуховод из металлических оцинкованных листов, спиралевидный с поперечными стыками (шаг 3 метра)	0,06-1,12
Воздуховод из металлических оцинкованных листов с поперечными стыками (шаг 0,8 метра)	0,15
Воздуховод из стекловолокна	0,09
Воздуховод из стекловолокна (внутреннее покрытие)	1,5
Воздуховод из защищенной стекловаты (внутреннее покрытие)	4,5
Гибкая металлическая труба	1,2-2,1
Гибкая неметаллическая труба	1 -4,6
Цементный канал	1,3-3

Рисунок 42. График для определения коэффициента трения f

Для облегчения расчётов, распределённых потерь существует целый ряд готовых графиков. Некоторые из них представлены в разделе 5.

Данные формулы изначально создавались для круглого сечения. Поскольку на практике часто используются воздуховоды

прямоугольного сечения, для удобства применения тех же формул было введено понятие эквивалентного диаметра Dэкв:

где:

Dэкв - эквивалентный диаметр (м);

a, b - размеры сторон прямоугольного воздуховода (м).

Потери давления в местных сопротивлениях (заслонки, теплообменники, решетки) рассчитываются как сумма потерь давления в каждом элементе. Потери давления в каждом стандартном элементе указываются производителем.

Потери давления в местных сопротивлениях (сужение воздуховода, изгиб воздуховода, и.т.д.) можно рассчитать по следующей формуле:

 

где:

Δpw - потери давления (Па);

ξ - безразмерный коэффициент потерь давления;

ρ - плотность (кг/м³ );

v - средняя скорость в воздуховоде (м/с).

В технических справочниках печатаются таблицы, где указывается значение ξ для различных элементов воздуховода (см. рис 43). Некоторые из них представлены в разделе 5.

 

Рисунок 43. Безразмерный коэффициент падения давления в воздуховодах

 

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: