Jak vypočítat radiální ventilátor?

Na základě svých dlouholetých pracovních zkušeností mohu s jistotou říci, že řada specialistů a konstruktérů pro ně špatně vybírá radiální ventilátory a motory. I když jsou pracovníci ventilace nad věcí, důležité body a nuance jim často unikají. Nesprávná dokumentace mnoha nepříliš pečlivých výrobců zařízení značně přispívá k nejasnostem a vede k základní technické negramotnosti.

Tento článek je vynikající příležitostí, jak vyplnit mezery ve znalostech a pozvednout svou profesionální úroveň na patřičnou výšku. Seznámit se s prezentovanými informacemi je zvláště užitečné pro specialisty, kteří si nevěří v práci s průmyslovými ventilátory. Připravené informace vycházejí z materiálů společnosti Nevatom (www.nevatom.ru). Tento výrobce vzduchotechnických zařízení nejúplněji a nejpodrobněji vysvětluje, jak správně vybrat radiální ventilátory. Využívám této příležitosti, abych vyjádřil svůj respekt inženýrům této společnosti.

Graf výkonu radiálního ventilátoru

I když jste provozní grafy odstředivých průmyslových ventilátorů viděli stokrát, možná vás na konci této části čeká překvapení. Možná vám celou tu dobu něco uniklo z vaší pozornosti.

Jako příklad uveďme graf pro středotlaký radiální ventilátor VR 280-46 č. 5 (obdoba VTs 14-46 č. 5). Vodorovná osa Q udává výkon ventilátoru (množství vzduchu, které se pohybuje za jednotku času), měřeno v m3/h. Na svislé ose Pv jsou ukazatele celkového tlaku (Pa). Celkový tlak ventilátoru je roven rozdílu celkového tlaku proudění za ventilátorem a před ním. Vodorovná stupnice pod grafem Pdv obsahuje informaci o vyvinutém dynamickém tlaku (Pa). Měřítko os grafu je logaritmické.

Informace o grafu výkonu:

Pv — celkový tlak, Pa;
Pdv — dynamický tlak, Pa;
Psv — statický tlak, Pa;
Q — produktivita, tis. m3/hod.;
Nу — instalovaný výkon, kW;
n — rychlost otáčení oběžného kola, ot/min;
ƞ — účinnost jednotky;

Všechno se zdá být známé a nic není neobvyklé. Je třeba si ujasnit, zda jste dříve věnovali pozornost horizontálnímu měřítku Pdv ve spodní části grafu obsahujícího informaci o vyvinutém dynamickém tlaku (Pa)? Víte, proč jsou tyto informace potřebné?

Kompletní informace o tlacích jsou nezbytné pro správný výběr zařízení. Průmyslový ventilátor může být umístěn v různých částech sítě vzduchovodů. Jeho okamžitá poloha ovlivňuje způsob práce s rozvrhem. Při výběru radiálního ventilátoru byste měli vzít v úvahu přítomnost vzduchových kanálů a směr jejich připojení. Pokud je tedy na výtlačné straně vzduchový kanál, pak se výběr provádí podle celkového tlaku Pv. Jedná se o jednoduchý případ, kdy se pracuje pouze s vertikální osou, na které jsou umístěny indikátory celkového tlaku (Pa).

Pokud je síť vzduchových kanálů pouze na sací straně, je nutné výběr provést podle statického tlaku PsvProtože na výtlačné straně není žádný vzduchový kanál, dynamický tlak se ztrácí.

Přímá informace o vyvinutém statickém tlaku Psv na grafech nezobrazeno. Nabízí se otázka, kde tyto informace získat? Je to jednoduché. Dovolte mi, abych vám připomněl, že celkový tlak je součtem dynamického a statického tlaku: Proto, abyste zjistili statický tlak, musíte odečíst dynamický tlak od celkového Psv = Pv – Pdv. Níže je uveden příklad výběru radiálního ventilátoru bez sítě vzduchových kanálů na výtlačné straně.

No, naučili jste se pro sebe něco nového? Možná na vás také čekají další překvapení.

Výkon motoru a výkonové křivky

Pokračujme ve studiu grafu. Křivky skutečného výkonu a tlaku Q (P) radiálního ventilátoru při otáčení jeho oběžného kola (oběžného kola) rychlostí n = 1000 ot./min a n = 1500 ot./min. jsou naznačeny dvěma silnými čarami.

Důležité! Zde je třeba poznamenat, že právě rotace oběžného kola s určitým počtem otáček vytváří požadovaný proud vzduchu a vyvíjí tlak. Průřez pláště, velikost a tvar oběžného kola pro každý konkrétní průmyslový ventilátor zůstávají po celou dobu nezměněny. V tomto případě nezáleží na tom, jaký výkon je motor instalován. Pokud motory s různým výkonem zajišťují otáčení oběžného kola se stejným počtem otáček, bude výkon a tlak proudění vzduchu stejný. Otázka bude jiná: Má ten či onen motor dostatečný výkon, aby zajistil rotaci oběžného kola na požadovanou frekvenci?

Důležité! Počet tlustých křivek výkonu radiálního ventilátoru Q (P) na grafu vždy odpovídá počtu změn rychlosti otáčení oběžného kola. Pouze tyto tlusté čáry určují skutečný výkon a tlak. Pro jiné účely se používají tenké čáry „výkonové křivky“.

Zde je také zobrazena řada sestupných křivek protínajících výkonnostní křivky Q(P) ve formě tenkých čar. Tyto čáry se nazývají “výkonové křivky” nebo “křivky stejné síly”. U každé takové křivky je uveden výkon elektromotoru, kterým lze výrobek vybavit. Ve skutečnosti jsou to křivky průtoku a celkového tlaku, které by měl tento ventilátor, kdyby běžel s proměnnými otáčkami, ale při konstantním výkonu motoru. Vlevo od průsečíku s křivkou skutečného výkonu Q(P) (bod B) – se zvýšenou rychlostí otáčení vzhledem ke jmenovité, a vpravo od bodu B – se sníženou frekvencí.

Ze všeho, co bylo řečeno, je třeba chápat, že u motoru o výkonu 15 kW na levé straně před průsečíkem pomyslné křivky (tenká čára) se skutečnou (silná čára) (bod B) pracuje motor ventilátoru s výkonovou rezervou a na pravé straně za křižovatkou – Elektromotor je přetížený a při dlouhodobém provozu selže.

Důležité! Aby byl zajištěn normální a spolehlivý provoz ventilátoru, musí být výkonová křivka motoru nad výkonovou křivkou v provozním bodě.

Princip výběru radiálního ventilátoru

Výběr zařízení se provádí podle zadaných hodnot produktivity Q a celkového tlaku Pv nebo statického tlaku Psv. V tomto případě je zvolen radiální ventilátor s charakteristikou nejbližší zadaným parametrům. Bod na grafu, který nejlépe kombinuje požadovaný výkon a tlak, se nazývá „pracovní bod“ ventilátoru.

Volba standardní velikosti obvykle spočívá ve výběru modelu, který spotřebovává nejmenší množství energie, to znamená s nejvyšší účinností v daném „provozním bodě“. Někdy je rozhodující požadavek na minimalizaci celkových rozměrů zařízení.

Příklad výběru ventilátoru se vzduchovými kanály na výtlačné straně

Úkol: Je třeba vybrat průmyslový radiální ventilátor o konstrukčním výkonu 4000 m3/hod s aerodynamickým odporem vzduchovodu P = 500 Pa.

Protože na výtlačné straně je síť vzduchových kanálů, výběr se provádí pomocí celkového tlaku (Pv = Pnetwork).

Výběr: Radiální ventilátory VR 86-77 odpovídají zadaným konstrukčním parametrům. Podle technických charakteristik jsme předběžně stanovili, že výchozí údaje odpovídají ventilátorům číslo 4 s průměrem oběžného kola D = 1,05 * D nom, s otáčkami oběžného kola n = 1500 ot./min provozní rozsah parametrů: produktivita Q = 2450 – 6350 m³/ h, celkový tlak – 650 – 300 Pa.

Důležité! Pro přesnější zajištění požadovaných výkonových charakteristik radiálních ventilátorů (výkon a tlak) nabízí Nevatom možnost použití několika variant oběžných kol. Standardní oběžné kolo má jmenovitý průměr (D nom). Možné jsou také větší (D = 1,05*D nom) a menší (D =0,9*D nom).

Na základě jednotlivých aerodynamických charakteristik ventilátoru zjistíme pracovní bod a odpovídající parametry:

• produktivita – 4000 m³/h;
• celkový tlak – 525 Pa (nastavené hodnoty 500 Pa se dosáhne škrcení vzduchového kanálu);
• rychlost oběžného kola – 1500 ot / min;
• Účinnost ventilátoru – 0,83;
• instalovaný výkon elektromotoru – 1,1 kW.

Výběr průmyslového odsávacího radiálního ventilátoru

Úkol: Je nutné zvolit průmyslový radiální ventilátor, který odvádí vzduch do atmosféry přímo za ventilátorem (bez sítě vzduchovodů na výtlačné straně). Návrhová kapacita je 8000 m3/hod s aerodynamickým odporem sítě vzduchového kanálu P = 600 Pa.

Protože na výtlačné straně není žádný vzduchový kanál, dochází ke ztrátě dynamického tlaku a je nutné volit na základě statického tlaku ventilátoru (Psv = Pnetwork).

Výběr: Ventilátory VR 86-77 odpovídají zadaným konstrukčním parametrům. Podle technických charakteristik jsme předběžně stanovili, že výchozí údaje odpovídají ventilátoru číslo 5 s průměrem oběžného kola D = 1,05 * D nom, s rychlostí oběžného kola n = 1500 ot / min. provozní rozsah parametrů: produktivita Q = 4850 – 12250 m3/hod a celkový tlak Pv = 1010 – 480 Pa.

Pomocí jednotlivých aerodynamických charakteristik průmyslového ventilátoru najdeme pracovní bod a odpovídající parametry.

Při průtoku vzduchu Q = 8000 m3/h vyvine radiální ventilátor plný tlak Pv = 800 Pa a dynamický tlak Psv = 200 Pa. Pak:

Výběr velikosti ventilátoru obvykle jde o výběr ventilátoru, který spotřebovává nejmenší množství energie, to znamená s nejvyšší účinností v daném „provozním bodě“. Někdy je převažujícím požadavkem minimalizace rozměrů.

Výběr radiálního ventilátoru podle zadaných hodnot produktivity Q a celkového tlaku p_v se provádí podle souhrnného plánu a je vybrán ventilátor s charakteristikou nejbližší zadaným parametrům. Výsledný bod s hodnotami Q и p_v je akceptován jako „pracovní bod“ ventilátoru.

Na grafu jednotlivých charakteristik zvoleného ventilátoru je určen provozní režim („pracovní bod“) jako výsledek průsečíku této charakteristiky s přímkou ​​rovnoběžnou s přímkami stejné účinnosti procházejícími bodem daného ventilátoru. režim – to je hlavní metoda výběr odstředivého ventilátoru.

Na základě „pracovního bodu“ ventilátoru se provede konečný výpočet ventilační sítě, ve kterém by se měly vzít v úvahu tolerance celkového tlaku stanovené GOST 5976-90 pro charakteristiky radiálních ventilátorů. Při výběru ventilátorů v rámci specifikací se nedoporučuje používat provozní režimy, ve kterých je účinnost nižší než 0,85 h_макс .

Na grafech jednotlivých charakteristik pro zvolený „pracovní bod“ je uvedeno označení velikosti ventilátoru.

Na základě získaného označení ventilátoru se určí typ a instalovaný výkon motoru a také hmotnost ventilátoru.
Při instalaci ventilátorů v místnostech s teplotami nad plus 40 ° C a (nebo) v nadmořské výšce nad 1000 m by měl být vypočtený instalovaný výkon motorů zvýšen podle pokynů GOST 18374 (s přijatelnou mírou přesnosti pro designérskou praxi).

Pro zvolenou velikost ventilátoru se určí jeho celkové, připojovací a zástavbové rozměry a také jeho hlučnost.

Údaje o dynamickém zatížení stavebních konstrukcí z ventilátorů s izolací proti vibracím se odebírají v závislosti na standardní velikosti izolátoru vibrací a rychlosti otáčení oběžného kola a motoru (pouze pro 5. schéma).

Při zadávání úlohy pro dynamický výpočet stavebních konstrukcí uveďte:

• rychlost otáčení oběžného kola ventilátoru, n_в;
• rychlost motoru, n_э (pouze pro verzi 5);
• plán uspořádání a počet izolátorů vibrací;
• dynamické zatížení jednoho vibračního izolátoru při rychlosti otáčení oběžného kola;
• dynamické zatížení jednoho vibračního izolátoru při otáčkách motoru (pouze u verze 5).

Výběr nevýbušných radiálních ventilátorů pro zajištění podmínek bezpečnosti výbuchu musí být provedeno v závislosti na kategorii výroby pro nebezpečí výbuchu, výbuchu a požáru podle platných norem v souladu se zákonem, kategorie a skupina přepravované výbušné směsi v souladu s GOST 51330.11 -99 a třída zóny výbušného prostoru dle PUE.

Kategorie výroby z hlediska nebezpečí výbuchu, výbuchu a požáru, kategorie a skupina přepravované výbušné směsi a třída zóny nebezpečného prostoru jsou stanoveny v technologické nebo elektrické části projektu a přecházejí na útvar nebo organizaci vývoj instalatérské části projektu.

Pokud není přepravovaná výbušná směs uvedena ve státní normě, pak její kategorii a skupinu může určit specializovaná organizace.

Určení kategorie a skupiny výbušné směsi organizací, která nemá povolení k tomuto druhu činnosti, není povoleno.

Výběr radiálních ventilátorů Podle podmínek zajištění bezpečnosti proti výbuchu se doporučuje provést to v následujícím pořadí:

• předběžný výběr typu ventilátoru se provádí v závislosti na kategorii a teplotní skupině výbušné směsi.
• Pokud přepravované prostředí obsahuje několik výbušných látek různých tříd a skupin, pak se výběr ventilátorů provádí podle nejvyšší kategorie a skupiny. Například, pokud se směsi IIVT4 pohybují současně, měl by být pro směs IIVT4 zvolen ventilátor;

Výběr radiálního ventilátoru z hlediska aerodynamiky, hluku a dalších parametrů je to podobné jako s výběrem univerzálních ventilátorů.

Můžete podat žádost o výběr fanoušků e-mailem nebo nás kontaktujte telefonicky (495) 783-87-60.

Příklady výběru ventilátoru

Příklad 1 – Výběr ventilátoru s levostranným otáčením na Q = 10 tisíc m 3 / h,p_v = 500 Pa:

• souhrnný graf ukazuje aerodynamickou charakteristiku nejblíže těmto parametrům. V tomto případě se jedná o BP 80-75-6,3 s rychlostí otáčení 950 ot./min;
• Na základě grafu jednotlivých charakteristik je určen provozní režim – souřadnice „pracovního bodu ventilátoru“. Q = 10 tisíc m 3 / h, p_v = 520 Pa, podle kterého se provádí konečný výpočet sítě, je zjištěno úplné označení podle tohoto Návodu na požadovanou „provozní charakteristiku“ BP 80-75-6,3, n =950 otáček za minutu, 1,05 Dn;
• velikost motoru je určena – AIR100L6, výkon N_У =2,2 kW a hmotnost ventilátoru (s motorem) – 158 kg;
• celkové, připojovací a instalační rozměry ventilátoru a typ tlumičů vibrací
• Stanoví se hlučnost ventilátoru. (celková hladina akustického výkonu při sání je 90 dB a při výtlaku – 93 dB);
• dynamické zatížení P_RÁMUS pro jeden izolátor vibrací

Příklad 2 – Výběr nevýbušného ventilátoru z různých kovů pravá rotace při Q = 5 tisíc m 3 / h, p_v = 700 Pa pro pohyb výbušné směsi obsahující ethylenoxid a lakový benzín:

• Podle souhrnného grafu se zjistí aerodynamická charakteristika nejbližší danému režimu. V tomto případě se jedná o VR 80-75-5 s rychlostí otáčení 1390 ot/min, 0,95Dn;
• Na základě individuální charakteristiky jsou určeny parametry provozního režimu v místě průsečíku tlakové křivky a přímky rovnoběžné s čarami konstantní účinnosti. Dostaneme Q = 5000 m 3 /h, р_v= 700 Pa. Instalovaný výkon motoru je 1,5 kW;
• podle počátečních údajů obdržených písemně od technologů nebo elektrotechniků projekční organizace (viz odstavec 3.10) je zjištěno, že výroba patří do kategorie A, výbušná zóna areálu patří do třídy B-1a podle PUE klasifikace a výbušná směs obsahuje bílé výpary, benzin a oxid dusnatý;
• je zvolen ventilátor odolný proti výbuchu. Vzhledem k tomu, že přepravovaná směs obsahuje několik výbušných látek, je nutné výběr provést podle nejvyšší kategorie a skupiny, pro tento příklad je to IIBT3. Ventilátory VR 80-75-5 vyrobené z různých kovů a hliníkových slitin splňují tyto požadavky;
• v souladu s poznámkou k tabulce 2 nelze k pohybu etylenoxidu použít ventilátory ze slitin hliníku, proto je použit ventilátor VR 80-75-5R z rozdílných kovů 0,95 Dn, který je schválen pro pohyb dvou výše uvedených výbušných látek. ;
• určíme typ motoru AIM90L4, jeho výkon je 2,2 kW a hmotnost ventilátoru je 98 kg;
• určíme celkové, připojovací a instalační rozměry ventilátoru a typ tlumiče vibrací;
• Stanoví se hlučnost ventilátoru. (celková hladina akustického výkonu při sání je 91 dB a při výtlaku – 94 dB);
• dynamické zatížení P_RÁMUS pro jeden izolátor vibrací

Příklad 3 – Výběr tepelně odolného radiálního ventilátoru, který při pohybu vzduchu o teplotě 200 0 C, který když Q = 3 tisíce m 3 / h, musí vytvořit p_v200 = 500 Pa:

• pro použití souhrnného grafu uvedeme daný celkový tlak na normální teplotu (20 o C);

Pv20 = Pv200 (273+200) / (273 +20) = 1,614 * 500 = 810 Pa;

• dle souhrnného grafu existuje ventilátor, jehož aerodynamická charakteristika se nejvíce blíží bodu daného režimu – jedná se o ventilátor V-Ts 14-46-3,15, Dn, n = 1395 ot./min.
• Na základě individuální charakteristiky jsou určeny parametry provozního režimu v místě průsečíku tlakové křivky a přímky rovnoběžné s čarami konstantní účinnosti. Dostaneme Q = 3 tisíce m 3 / h, pv20 = 800 Pa.

Vzhledem k tomu, že při zkušebních chodech a kontrolních kontrolách bude ventilátor pracovat při normální teplotě (20 o C), je nutné ventilátor vybavit motorem o výkonu 1,5 kW.

• je určena standardní velikost motoru – AIR80V4, výkon NU = 1,5 kW a hmotnost ventilátoru (s motorem) – 47 kg;
• Celkově jsou připojovací a instalační rozměry ventilátoru a typ tlumičů vibrací brány dle tabulek.
• zjišťuje se hlučnost ventilátoru (celková hladina akustického výkonu při sání je 89 dB a při výtlaku – 92 dB);
• dynamické zatížení P_RÁMUS pro jeden izolátor vibrací

Opravdu doufáme, že tato doporučení vám pomohou provést kompetentní výběr ventilátoru. Jsme připraveni vám pomoci a poskytnout technické poradenství při výpočtu charakteristik jakýchkoli průmyslových ventilátorů.