Статическое давление вентилятора что это

Характеристики вентилятора

Две главные характеристики промышленных вентиляторов – это давление и производительность. Они описывают рабочее тело, то есть транспортируемую вентилятором среду. Это основные характеристики центробежных вентиляторов (радиальных) и вихревых вентиляторов.

Другие технические характеристики вентилятора, важные для подбора – это его тип, материал корпуса и рабочего колеса, положение корпуса, мощность двигателя (измеряемая в киловаттах кВт), тип привода, КПД, допустимые температуры и условия окружающей среды, допустимые температуры и состав транспортируемой среды, а также, если нужно, специальное исполнение и дополнительное оборудование.

Давление вентилятора

Под давлением промышленного вентилятора имеют в виду полный перепад давлений между напором и всасом вентилятора, складывающийся из статической и динамической составляющей. Статическое давление создается вентилятором за счет сжатия или разрежения рабочего тела. Динамическое давление создается кинетической энергией потока рабочего тела.

Наиболее часто используемыми единицами измерения давления являются паскаль – Па (Pa) и производный от него килопаскаль кПа (kPa), а также миллибар мбар (mbar) = 100 Па.

Производительность вентилятора

Под производительностью промышленного вентилятора имеют в виду объемный расход транспортируемой среды через вентилятор.

Производительность вентиляторов измеряют в кубометрах в секунду м 3 /мин и в час м 3 /ч.

Диапазон характеристик вентиляторов

Мы предлагаем радиальные, осевые и вихревые вентиляторы со следующими характеристиками:

от	до
Давление, кПа	0,04	70
Производительность, м 3 /ч	180	2000000
Мощность, кВт	0,075	2000

График характеристик вентилятора

На этом графике изображают функцию давления от производительности. На нем же можно изобразить характеристику системы, аэродинамическое сопротивление которой должен преодолеть вентилятор. Там, где пересекаются кривая характеристик вентилятора и системы, находится так называемая рабочая точка вентилятора.

Как купить вентилятор с нужными характеристиками?

Для этого пришлите нам запрос с требуемыми давлением, производительностью и, при необходимости, другими техническими характеристиками вентилятора и заданными условиями, на vent@importvent.ru. Если вы нашли на нашем сайте вентилятор, который показался подходящим, пришлите его обозначение. Также укажите контактные данные для обратной связи.

Мы поставляем стандартные вентиляторы, а также нержавеющие, взрывозащищенные, компактные высокооборотные, высокоэффективные, малошумные, частотно-регулируемые.

Типы вентиляторов

• Вентиляторы низкого давления XA, NA, DNA 3. 39 м 3 /мин; 0.3. 1.1 кПа
• Сдвоенные вентиляторы низкого давления XT. N 3.2. 48.7 м 3 /мин; 0.127. 1.402 кПа
• Вентиляторы среднего давления XZ 4.5. 46 м 3 /мин; 0.7. 3.2 кПа
• Вентиляторы среднего давления RV 18. 90 м 3 /мин; 1.3. 5 кПа
• Вентиляторы высокого давления GRV 6. 56 м 3 /мин; 2.1. 18 кПа
• Высоконапорные вентиляторы EXPLOER 20. 50 м 3 /мин; 14. 38 кПа
• Высокоскоростные вентиляторы XL, XP 7. 92.9 м 3 /мин; 15. 35 кПа
• Конвейерные вентиляторы OD 5. 60 м 3 /мин; 0.5. 2.6 кПа
• Высокотемпературные вентиляторы XZ-G, OD-G 5. 63 м 3 /мин; 0.5. 3.2 кПа
• Высокопроизводительные вентиляторы CRE, HRE до 1000000 м 3 /ч; до 35 кПа
• Встраиваемые вентиляторы PREM до 165000 м 3 /ч; до 4.25 кПа
• Вентиляторы низкого давления AAS 12. 65 м 3 /мин; 0.23. 0.70 кПа
• Вентиляторы низкого давления AAS-X 12. 68 м 3 /мин; 0.23. 0.73 кПа
• Пылевые вентиляторы низкого и среднего давления до 360000 м 3 /ч; до 9 кПа
• Пылевые вентиляторы до 210000 м 3 /ч; до 50 кПа

• Вихревые вентиляторы — воздуходувки EV 0.6. 19 м 3 /мин; 7. 30 кПа

• Осевые вентиляторы XGC 18. 63 м 3 /мин; 0.04. 0.13 кПа
• Высокопроизводительные осевые вентиляторы AA, SA до 225000 м 3 /мин; до 2.7 кПа
• Осевые вентиляторы для загрязненного воздуха до 150000 м 3 /ч; до 1.07 кПа

• Одноступенчатые роторные вакуумные насосы
• Двухступенчатые роторные вакуумные насосы

Что такое напор вентилятора и от чего он зависит?

Напор – это одна из основных характеристик вентилятора, которая показывает, как изменяется давление потока воздуха до и после вентилятора. Именно за счёт этого давления воздух «проталкивается» через сеть воздуховодов, повороты, тройники, решетки и другое вентиляционное оборудование.Различают статический, динамический и полный напоры вентилятора.

После вентилятора воздух имеет более высокое давление, чем до вентилятора. Разность давлений воздуха – это и есть статический напор вентилятора (статическое давление вентилятора).

Кроме того, после вентилятора воздух приобретает некоторую скорость движения – так называемый скоростной напор. Если на пути воздуха поставить стенку, то, очевидно, достигнув стенки, воздух остановится, при этом слегка сжавшись. Возле стенки кинетическая энергия воздуха (скорость) превратится в потенциальную энергию (давление). Именно этот прирост давления и есть скоростной напор вентилятора. Иными словами, динамическое давление вентилятора – это давление, которое мог бы иметь движущийся поток воздуха, если его внезапно остановить.

Полное давление вентилятора – суть сумма статического и динамического давлений вентилятора.

Давление (напор) вентилятора зависит от его конструктива. Наименее напорными являются осевые вентиляторы. Их напор измеряется единицами и десятками паскалей.

Средненапорные вентиляторы – как правило, вентиляторы радиального и центробежного типов. Такие вентиляторы «выдают» сотни паскалей. Именно такие вентиляторы чаще всего применяются в общеобменных системах вентиляции.

Вентиляторы высокого давления создают напор, измеряемый тысячами паскалей. Такие вентиляторы используются в промышленных системах вентиляции для прокачки воздуха через длинные воздуховоды, применяются в качестве дымососов, а также для надува при сжигании топлива.

Несколько иная классификация вентиляторов принята в канальных кондиционерах. Канальные кондиционеры также бывают низкого, среднего и высокого давления. Чем выше напор кондиционера, тем более разветвленную сеть воздуховодов можно к нему подсоединить.

К низконапорным кондиционерам подсоединять воздуховоды не рекомендуется.

Они комплектуются всасывающими и нагнетательными адаптерами, которые имеют отверстия для всасывания и нагнетания воздуха. Средненапорные канальные кондиционеры предусматривают подключение воздуховодов средней длины. Обычно речь идёт о рукавах длиной по нескольку метров. Наконец, высоконапорные канальные кондиционеры способны прокачивать воздух на 10 и более метров.

Вопрос-ответ

В данном разделе специалисты «ИННОВЕНТ» ответят на ваши вопросы, так же вы сможете найти ответы на многие актуальные для вас темы. Или задать свой вопрос.

Статическое давление вентилятора P_sv (Па) определяется на специальных аэродинамических стендах по ГОСТ 10919.

Процедура измерения статического давления вентилятора на объекте приведена в ГОСТ ISO 5802.

Динамическое и полное давления являются расчетными величинами:

а) Динамическое давление вентилятора P_dv , Па:

-ρ –плотность перемещаемого воздуха, кг/м 3 ;

-скорость выхода потока из вентилятора V_{вых-вент} =L/F_вых ;

— F_вых — площадь поперечного сечения выхода потока из вентилятора;

— L–производительность вентилятора, м 3 /с.

б) Полное давление вентилятора P_v (Па) равно сумме статического и динамического давления:

Аэродинамические характеристики вентиляторов определяются на специальных стендах согласно ГОСТ10921 (ISO 5801). Существуют 4 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.

Аэродинамические характеристики вентилятора, как правило, включают в себя:

— кривую полного давления p_v(L);

— кривую мощности N (L) или полного КПД вентилятора η (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 рассчитывается по формуле p_sv=p_v-p_dv

Для канальных вентиляторов в квадратных или прямоугольных корпусах, крышных радиальных вентиляторов приводится кривая статического давления вентилятора.

— ввиду малой скорости на выходе из канального вентилятора полное давление незначительно отличается от статического давления;

— динамическое давление у крышных вентиляторов не используется (они работают на всасывание), поэтому они характеризуются только статическим давлением.

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 кривых полного (статического) давления:

а) ниспадающая кривая;

б) с обратным склоном;

в) с разрывом характеристики.

В соответствии с ГОСТ10616 рабочая зона аэродинамической характеристики вентилятора должна быть ограничена диапазоном производительностей, в котором полный КПД вентилятора составляет не менее 0,9 от максимального КПД (а).

Следует избегать выбора рабочего режима на возрастающем участке кривой полного давления левее точки А (б) и левее срывного режима (точка А , в), так как 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 параболы сети p_с= p_vmах(L /L_mах) 2 /k_с с характеристикой вентилятора. Коэффициент запаса k_с можно принимать равным 1,2–1,5 (большие значения, если срыв оказывает большее силовое воздействие на конструкцию вентилятора).

В каталогах некоторых западных, а в последнее время и отечественных производителей приводится кривая полного давления p_v(L) от режима L=0 до режима максимальной производительности L_mах (p_sv=0). Если не приведены ни кривая мощности N(L), ни кривая полного (статического) КПД η(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_mах

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

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

б) 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.

В отечественной практике в ряде случаев, например, когда электродвигатель расположен перед колесом, а втулка колеса выходит за пределы корпуса, 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 западных каталогах динамическое давление осевых вентиляторов всегда определяется по полной площади, т.е. по площади, ометаемой колесом. Разница в аэродинамических характеристиках, начинает заметно сказываться при относительном диаметре втулки n≥0,4 (отношение диаметра втулки к диаметру вентилятора).

В ряде случаев аэродинамические характеристики приводятся в логарифмическом масштабе. При пользовании логарифмическими шкалами, следует помнить, что здесь действует ИНАЯ пропорциональность, то есть половина отрезка не означает половину величины.

У проектировщиков (да и у самих производителей) есть непонимание такого рода характеристик. Покажем на примере характеристики вентилятора ВЦ14-46. Кривые полного давления вентилятора p_v(L) обозначены жирными линиями. Серию ниспадающих кривых (пересекающих кривые p_v(L)) зачастую ошибочно называют кривыми мощности, а иногда – кривыми равной мощности. На каждой такой кривой приведена установочная мощность электродвигателя с запасом на пусковые токи и отрицательную температуру. На самом деле это кривые полного давления p_v¢(L), которое имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности: в левой части от точки пересечения с реальной кривой p_v(L) – с увеличенной частотой относительно номинала, а правее точки пересечения – с уменьшенной частотой. Другими словами: в левой части, до пересечения мнимой кривой с реальной, электродвигатель работает с запасом по мощности, а в правой части перегружен.

ООО «Теплоконвент»ООО «Теплоконвент», радиальные вентиляторы, вентиляционное оборудование, собственное производство

Периодически делаются попытки активизации вопроса о необходимости начала действий по экономии электрической энергии в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.Отправной точкой для обоснованного (рационального) энергопотребления (т.е. энергосбережения) является «рабочая точка вентилятора».

Точность аэродинамического подбора центробежного вентилятора и обеспечит то минимальное количество потребляемой электроэнергии. Особенно это касается вентиляторов среднего и высокого давлений, вентиляторов малых номеров (малогабаритных центробежных).

Метод подбора на основе новых параметров обеспечит высокую точность определения «рабочей точки вентилятора» (точнее: «рабочей точки вентсистемы»), превосходящую существующую общепринятую.

В подборе вентилятора «по статическому давлению» отпадет необходимость.

Получение точной «рабочей точки вентилятора» сократит применение дорогостоящих частотно-регулирующих устройств на электродвигателях.

В настоящее время можно отметить, что:

• проектировщики не понимают процесса движения воздушного потока в вентиляционной системе;
• наладчики (регулировщики) производит замеры количества проходящего воздуха и изменяют его доступными способами;
• конструкторы вентиляционной части машин и механизмов применяют только «силовые» методы ( увеличивают обороты двигателя и его мощность);
• проектировщики, наладчики, конструкторы не могут, при необходимости, с повышенной точностью произвести замену вентилятора в существующей вентустановке на другой вентилятор — с целью получения новых параметров данной вентустановки;
• энергосбережению (энергопотреблению) в вентиляционной установке не уделяется должного внимания.

Таким образом, существующие методы (собственно, противоречивые мнения, — а не методы; См. ряд форумов, рекомендаций по подбору производящих и реализующих вентиляторы фирм) подбора центробежного вентилятора к вентиляционной сети из-за недостаточности теоретических предположений и исследовательских работ ведут к неточному конечному результату по производительности и давлению вентиляционной установки, т.к.:

• для способа «по полному давлению» — при проектировании используются «коэффициенты запаса» по давлению и производительности (рекомендованные или введенные административно); и, как следствие, применяется количественное (силовое) регулирование при помощи дросселирующих устройств; а также применяется качественное регулирование путем дополнительной установки регулятора числа оборотов электродвигателя переменного тока (частотного преобразователя);
• способ «по статическому давлению» образовался ввиду того, что в отдельных случаях существовала трудность «привязки» к полному давлению вентилятора. Следует напомнить, что статическое давление, – как для вентилятора, так и для воздуховодов, — не является рабочим.

Соответственно эти методы ведут в большинстве случаев к завышению энергопотребления (завышению установочной мощности электродвигателя).

Положительных результатов по точности подбора центробежного вентилятора («рабочая точка вентилятора») американские, европейские, российские специалисты не добились. К сожалению, даже в web-версии известного журнала НРАС Engineering откликов (Comments) на статьи по этой теме («рабочая точка вентилятора», энергосбережение) практически нет. Возможно трудно отойти от «старой школы».

В статьях же говорится о чрезмерном потреблении электроэнергии вентиляционными установками, системами кондиционирования (в т.ч. насосами) для одного (условного) здания, — примерно 60%.

Положительным в европейской и американской практике является отображение аэродинамической характеристики вентилятора в линейном масштабе (в российской, преимущественно,- в логарифмическом масштабе), — что позволяет графически определить точную «рабочую точку вентилятора».

Предлагаемым методом будут решены и еще три важных вопроса:

1. Проектировщик может сравнить свои расчеты на основе более достоверных фактических показаний полного давления и производительности – и увидеть свои ошибки.
2. Лаборатории могут корректировать коэффициенты местных сопротивлений вентиляционной сети (в т.ч. и в зонах входного и нагнетательного патрубков вентилятора).
3. Лаборатории могут осуществлять перенос данного метода на другие типы вентиляторов.

Автор предполагает, что данный метод подбора центробежного вентилятора будет внедрятся ведущими вентиляционными компаниями, и тем самым произойдет отход от «старой школы».

И поэтому впервые в мировой практике наносится на аэродинамической характеристике вентилятора дополнительная кривая Рatv, чтобы специалисты-вентиляционники увидели преимущества при установлении точной «рабочей точки вентилятора» и оценки точности расчета вентиляционной сети.

Часть II.

Примечание: Все графики аэродинамических характеристик центробежных

вентиляторов (далее – вентиляторов) и вентиляционных сетей

(далее – вентсетей) изображены в линейном масштабе

А. Критика существующей теории

и существующего метода подбора вентилятора

Существующий метод подбора вентилятора и оценка развиваемого им полного давления связаны с уравнением Рt=Рs+Рv (илипод другими символами Рv=Рsv+Рdv;Рп=Рс+Рд; Рt=Рs+Рv.o;Ft=Fs+Fvpo) и отражаются на аэродинамической характеристике вентилятора.

В тексте принимаются обозначения уравнения Рt=Рs + Рv (см. Fig.1), где:

0-4–характеристика вентиляционной сети;

0-5–расчетная кривая динамического давления вентилятора Рv(квадратичная парабола) на нагнетательном патрубке вентилятора;

3-1–развиваемое вентилятором полное давление Рt, равное полному сопротивлению вентиляционной сети;

2-1–величина статического давления вентилятора Рs;

3-2–величина динамического давления вентилятора Рv для т.1 («рабочей точки»);

0-11–возможная фактическая кривая динамического давления вентилятора;

1–«рабочая точка вентилятора» (вентустановки);

6-7–величина полного давления вентилятора при отсутствии вентиляционной сети, равнаярасчётной величине динамического давления при отсутствии вентиляционной сети, Рt6=Рv6.

Если задать параметры вентиляционной сети Рt9 иL9, то вентилятор установит «рабочую точку» вентсистемы в т.1, а полное давление Рt1 по существующей теории будет раскладываться на статическое давление вентилятора Рs1 и динамическое давление вентилятора Рv1 (см. Fig.1).

В свое время была допущена ошибка, которая закрепила искусственное разделение полного давления вентилятора на статическое давление вентилятора Рs и динамическое давление вентилятора Рv (на нагнетательном патрубке вентилятора).

Та часть полного давления, которую назвали статическим давлением вентилятора, вводила и вводит инженеров в заблуждение и периодически возникают разные мнения, — как вести расчеты? как подбирать вентилятор? «по полному» или «по статическому» — в тех или иных случаях.

Считается, что статическое давление вентилятора отражает величину падения давления в вентиляционной сети (с некоторыми оговорками), однако смысл его – не до конца понятен. Тем более, что за статическое давление вентилятора принимается сумма полного давления на всасывающем патрубке и статического давления на нагнетательном патрубке.

Примечание: Термины «полное», «статическое», «динамическое» для оценки

соотношений этих давлений и определения скорости воздуха в

воздуховоде не подвергаются сомнению, присутствуют в

уравнении Бернулли и относятся к движению воздуха

в воздуховоде и не нуждаются а каких-либо пояснениях.

Этими терминами можно оперировать и при движении

воздушного потока в атмосфере. Произвольно эти термины

были перенесены и на аэродинамическую характеристику

вентилятора, что сыграло отрицательную роль.

Обозначение и применение динамического давления вентилятора Рv на аэродинамической характеристике, при подборе вентилятора, также сомнительно в понимании процесса движения воздуха – оно отражено в каталогах вентиляторов, т.е. все рассуждения ведутся вокруг статического Рs и динамического Рv давлений вентилятора.

Автор отклоняет искусственное разделение полного давления вентилятора на статическое давление вентилятора и динамическое давление вентилятора, так как динамическое давление вентилятора зависит от конфигурации (длина, сечение, местные сопротивления) нагнетательного воздуховода, и может показывать величину 3-8 (см. Fig.1), а статическое давление вентилятора при этом должно быть равным величине 8-1, при полном давлении 3-1. Практический же замер статического давления вентилятора не подтвердит его величину, равную 8-1, а покажет другую величину, например 10-1.

Таким образом, по существующей теории нельзя точно (или с высокой точностью) подобрать вентилятор, т.к. нельзя опираться на динамческое давление вентилятора, подсчитанное для нагнетательного патрубка по известной формуле:

Автор предлагает новую теорию и новый метод побора вентилятора значительно повышающий точность подбора, которая подтверждается аэродинамическими испытаниями (инструментальными замерами), что приведет к минимальному потреблению электроэнергии, других сопутствующих расходов (металлы и сплавы, электропровод, элетроустановочная арматура и т.п.), неприменению дросселирующих устройств и частотных преобразователей без технологической необходимости.

Теория дает метод, позволяющий реально сравнивать проектные данные с результатами аэродинамических замеров, оценить возможно допущенные ошибки при проектировании и монтаже вентиляционной установки.

Теория (и метод) дает возможность производить точную замену вентилятора на другой оптимальный вентилятор – при возникшей необходимости изменения параметров этой же вентиляционной установки.

Б. Новая теория

Чтобы применить новую теорию для подбора ц/б вентилятора необходимо указать на существенный пробел (или ошибку, или неточность измерений) в предыдущих исследованиях, скорее всего ранних исследованиях, которая стала передаваться на десятилетия. А именно: отсутствие точного испытания (инструментальные замеры) ц/б вентилятора без вентиляционной сети (металлической, каменной), т.е. когда он работает только с атмосферой. Окружающая атмосфера (статичная) при движении в ней потока воздуха (т.е. воздуха, обладающего кинетической энергией) представляет собой «воздуховод»,и также создает сопротивление движущемуся воздуху (на нагнетательном направлении происходит торможение и остановка потока)(см. Fig.2а).

В воздушном спектре скоростей всасывающего патрубка вентилятора окружающая статичная атмосфера, –как «вентиляционная сеть», –также оказывает сопротивление, т.к. атмосфера (воздух) — газообразная жидкость, имеет вязкость (вязкое трение), инерционность. На всасывающем направлении происходит ускорение потока, его сжатие при стоке (термин) во всасывающее отверстие патрубка вентилятора (аналогично происходит и для всасывающего отверстия воздуховода) (см. Fig.2в).

Заметную (видимую) границу «вентиляционной сети» всасывающего спектра можно принять условно на расстоянии около 1,5 dпатр [1,5dсоn]от всасывающего патрубка вентилятора диаметром dпатр[dсоn (англ. – connection- короткая трубка)], хотя теоретически граница находится в бесконечности.Т.е. принять границу там, где можно заметить реальное движение воздуха. Данную границу «вентиляционной сети» можно представить как проницаемые стенки в конце заглушенного воздуховода (или какого-то объема).

Таким образом, статичную атмосферу можно принять за первую вентиляционную сеть.

На всасывающем и нагнетательном патрубке развиваются те же давления, как и в воздуховоде: полное, статическое и динамическое; а также можно подсчитать суммарное полное давление вентилятора, при его работе без вентиляционной сети. На всасывающем патрубке вентилятора все давления будут «правильными». На нагнетательном патрубке статическое давление будет «отрицательным» (ниже атмосферного), а динамическое давление будет больше полного. И суммарное полное давление вентилятора будет меньше динамического давления на нагнетательном патрубке (см. Fig.3). А статическое давление вентилятора (по существующей терминологии) будет «отрицательным» (ниже атмосферного).

Производительность вентилятора будет максимальной при данном числе оборотов рабочего колеса. И можно констатировать: при динамическом давлении (и соответствующей ему скорости выхода – весьма высокой) на нагнетательном патрубке (величина d-a, (см. Fig.3)) –полное давление (т.е. сопротивление атмосферы) будет иметь меньшее значение (величина d-в), чем само динамическое давление.

Точка «в» дает решение всей проблемы подбора ц/б вентилятора – «по полному», а не «по статическому» давлению, и принципиально и значительно повышает точность подбора.

Точка «в» является первой отсчетный точкой для построения кривой характеристики «первой вентиляционной сети» — сети сопротивления атмосферы, которой присваиваем впервые (!) обозначение (по вентиляционной принадлежности) – Рatv, где at – atmosphere (англ.), v – ventilation(англ.).

Кривая характеристики «первой вентиляционной сети» может быть построена:

• по формуле Рatv = K×L²
• или более точно по фактическим замерам при ступенчатом снижении оборотов электродвигателя.

Примечание 2: Кривую динамического давления (Fig.1) на аэродинамическую

характеристику вообще не требуется наносить, как

не несущую никакого смыслового значения

Для «рабочей точки» «е», имеющей величину полного давления «g-e», величина «g-f» будет показывать часть величины полного давления, которая расходуется на преодоление сопротивления статичной атмосферы и оно обозначено как Рatv. Оставшуюся часть величины полного давления «f-e» обозначим Рnw (nw – network(англ.) – сеть). И эта часть расходуется на преодоление сопротивлений вентиляционной сети (металлической, каменной), где падение давления происходит за счет трения и местных сопротивлений, сопротивления встроенного оборудования, но уже без учета динамического давления на выходе из вентиляционной сети.

И это будет объективно отражать распределение частей полного давления вентилятора и не зависеть от конфигурации нагнетательного воздуховода, когда на нагнетательном патрубке вентилятора может возникать отрицательное относительное статическое давление, и, следовательно, высокое динамическое давление, которое может на линии величины полного давления «g-e» переходить из т.’’h’’ вт. ’’i’’, и при реальных замерах сопротивления сети величина Рsi = «i-e» (по существующей терминологии) не подтвердится.

При применении же кривой сопротивления атмосферы Рatv путаницу с перераспределением (распределением) РsиРv(по старой терминологии) вообще не будет нужно оценивать (см. также Примечание 2).

Таким образом, реальное падение полного давления в вентиляционной сети Рnw=«f-e» будет отличатся от Рs=«h-e» (по действующей терминологии) в большую сторону, т.к. кривая сопротивления атмосферы Рatv всегда проходит ниже кривой динамического давления Рv (по старой терминологии).

Теперь имеется полное представление о новых составляющих полного давления Рt и возможных вариантах величин динамического давления Рv (по старой терминологии).

Вышеизложенное подтверждается проведенными инструментальными замерами (испытаниями случайных вентиляторов без сети воздуховодов) и, например, получены следующие результаты соотношения давлений:

А. ВЕНТИЛЯТОР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

1. в сечении всасывающего патрубка
   • полное (total pressure) – 1
   • статическое (static pressure) – 20
   • динамическое (dynamic pressure) – 19
2. в сечении нагнетательного патрубка
   • полное (total) – 14
   • статическое (static) – минус 4
   • динамическое (dynamic) – 18
3. суммарные давления для аэродинамической характеристики вентилятора (по действующей терминологии)
   • полное (total)Рt – 15
   • статическое (static)Рs – минус 3 (1 — 4 = -3)
   • динамическое (dynamic)Рv – 18

Динамическое давление Рv вентилятора больше его полного давления Рt.

Б. ВЕНТИЛЯТОР СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

1. в сечении всасывающего патрубка
   • полное (total) – 2
   • статическое (static) – 38
   • динамическое (dynamic) – 36
2. в сечении нагнетательного патрубка
   • полное (total) – 174
   • статическое (static) – минус 17
   • динамическое (dynamic) – 191
3. суммарные давления для аэродинамической характеристики вентилятора (по действующей терминологии)
   • полное (total)Рt – 176
   • статическое (static)Рs – минус 15 (2 — 17 = -15)
   • динамическое (dynamic)Рv – 191

Динамическое давление Рv вентилятора больше его полного давления Рt.

В. ВЕНТИЛЯТОР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Разность между большим динамическим Рv и меньшим полным давлением Рtеще больше возрастет, если сравнивать вентиляторы начиная с №5 (рабочее колесо D=500мм и выше), т.к. вентилятор высокого давления с меньшим диаметром рабочего колеса (D ‹ 500мм), при тех же оборотах, которые будут иметь вентиляторы низкого и среднего давления – покажет полное давление Рt как у вентилятора среднего давления, что будет не корректно для сравнения.

Выводы для вентилятора, работающего без сети

1. Искусственное разделение полного давления вентиляторана статическое Рs и динамическое Рv полностью отклоняется.
2. Аэродинамическая характеристика ц/б вентилятора должна показывать только полное давление Рt, развиваемое вентилятором, которое можно распределить на: часть, расходуемую на преодоление сопротивления вентиляционной сети Рnw и на часть, расходуемую на преодоление сопротивления статичной атмосферы Рatv.
3. Полное давление на всасывающем патрубке вентилятора присутствует, хотя оно имеет небольшую величину.
4. На нагнетательном патрубке вентилятора полное давление меньше динамического давления, т.к. статическое давление ниже атмосферного.
5. Суммарное полное давление вентилятора для аэродинамической характеристики ц/б вентилятора по величине меньше динамического давления на нагнетательном патрубке вентилятора.

Дополнительные выводы для вентиляционной системы в целом

1. Полное давление в сечении всасывающего отверстия воздуховода присутствует, хотя оно имеет малую величину.
2. Статическое давление в сечении выхлопного отверстия нагнетательного воздуховода присутствует, хотя оно имеет малую величину.

Заключение

1. Только применив новую теорию в методе подбора вентилятора (в данном случае центробежного) можно получить точную «рабочую точку вентилятора» и остальные достоверные параметры.
2. Новую теорию можно впоследствии перенести на другие типы вентиляторов.

Часть III.

ДВУХСЕТЕВОЙ МЕТОД АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО

ПОДБОРА ВЕНТИЛЯТОРА

Примечание: См. теоретическое обоснование инж. Жданова В.П.(часть 1,2)

Порядок подбора (на примере центробежного вентилятора)

1. Осуществить подсчет падения полного давления в воздуховодах и во встроенном вентиляционном оборудовании, т.е. в вентиляционной сети (без учета динамического давления на выходе из вентиляционной сети). Обозначим расчетную точку, например, как т.9 с параметрами Р = 500Ра и L = 2000 m³/h (см. Fig.4).
2. На графике (изображение пропорциональное, линейное) аэродинамической характеристики вентилятора (в примере – низкого давления) нанесена кривая сопротивления атмосферы Рatv (см. теоритическое обоснование). См. также «Рекомендации по аэродинамическому испытанию центробежного вентилятора и описание стенда».
3. Рабочее колесо вентилятора произведет перестановку расчетной точки вентиляционной сети (т.9) на кривую аэродинамической характеристики вентилятора (т.10), а затем переместит в т.11, которая и будет реальной «рабочей точкой вентилятора» для проектируемой (конструируемой) вентиляционной установки – с новыми параметрами, например, Р = 600Ра и L = 1800 m³/h. При этих параметрах полное давление увеличилось на 20%, а расход воздуха (производительность) уменьшился на 10%.
4. При сравнении падения полного давления (величина 12-11) в вентиляционной сети и расхода воздуха L = 1800 m³/h, полученных на графике аэродинамической характеристики вентилятора (см. Fig.4) с фактически замеренными параметрами получим их совпадение (или незначительные отклонения, связанные с техническими факторами при измерениях и физическим состоянием транспортируемого воздуха, — если он отличается от стандартного воздуха).
5. При планируемой величине падения полного давления (величина 14-9) и расходе воздуха L = 2000 m³/h получили фактическое падение (величина 12-11) полного давления в вентсети (только металлической части!) при расходе воздуха L = 1800 m³/h и развиваемом вентилятором полном давлении в вентсистеме Р = 600Ра (величина 13-11).
6. Произвести корректировку первоначальной расчетной точки (т.9) – уменьшением сопротивления проектируемой вентсети на величину 9* –9 (например, на 50Ра при расходе L = 2000 m³/h). Тогда новой расчетной точкой будет т.9*, которая переместится на кривую аэродинамической характеристики вентилятора в т.10*, а затем в т.11* — реальную «рабочую точку вентилятора», т.е. искомую рабочую точку вентсистемы.
7. При новом расчетном падении полного давления в вентсети (величина 14-9*) и расходе воздуха L = 2000 m³/h получим фактическую величину падения полного давления в вентсети (12*-11*), которые и будут между собой равны. При развиваемом вентилятором полном давлении, например, Рt = 580 Па и производительности L = 2000 m³/h.

Итоги и выводы

1. Данному методу можно присвоить наименование: «Двухсетевой метод подбора центробежного вентилятора».
2. Метод показывает, что динамическое давление Рv, отражаемое в аэродинамических характеристиках центробежных вентиляторов – является абсолютно ненужным, его негде применить.
3. Кривая Рatv является константой для данного типа и номера вентилятора (кривая же динамического давления Рvне является константой), не зависит от динамического давления на выхлопном патрубке вентилятора, не зависит от конфигурации нагнетательного воздуховода, и тем самым обеспечивается:
   • точный подбор центробежного вентилятора (определение «рабочей точки вентилятора»)
   • точная корректировка проектируемой (конструируемой) вентиляционной сети
   • возможность точной аэродинамической оценки смонтированной вентиляционной установки; и сравнения с проектом
   • возможность точной замены вентилятора на другой вентилятор, на той же вентиляционной сети для получения других параметров вентустановки
4. На аэродинамической характеристике вентилятора должна быть показана кривая аэродинамического сопротивления атмосферы Рatvдляданного типа и номера вентилятора, а не кривая динамического давления вентилятора Рv.

Примечание 1.:

В программном обеспечении подбора (выбора) вентилятора целесообразно ввести очередность:

а) на логарифмированных характеристиках (в т.ч. и на сводных) вентиляторов предварительно определить номер и тип вентилятора.

б) перейти на линейную характеристику выбранного вентилятора, и, при необходимости, корректировать сопротивление вентиляционной сети с целью установления конечных параметров. Вентилятор подобран! Эти действия связаны с тем, что только на логарифмированной характеристике вентилятора невозможно графически определить переходы расчетной точки (из т.10 в т.11 и из т.10* в т.11*). Хотя с применением свойств логарифмов и эту задачу можно решить для программного обеспечения подбора (выбора) вентилятора.

Примечание 2.:

1. Получение конечного параметра производительностиL = 2000 m³/h обязательно.
2. Конечный параметр полного давления будет отличаться от первоначально проектируемого (Р = 500Ра) на 80Ра и составлять 580Ра.
3. Конечный параметр полного давления для выбранного типа (типов), номера (номеров), числа оборотов (чисел оборотов) вентилятора (вентиляторов) является только подтверждающим производительность и всегда отличается от расчетной (проектной) точки (т.9).

Часть IV.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АЭРОДИНАМИЧЕСКОМУ ИСПЫТАНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА И ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Вентилятор испытывается в свободном помещении, на некоторой высоте от пола, т.к. стены, потолок и пол не должны мешать образующимся потокам (струям) воздуха, как на всасывающем, так и на нагнетательном патрубке.

Принцип испытания. Необходимо присоединить к вентилятору электродвигатель мощностью на один – три значения (калибра) по стандартной шкале выше рекомендуемой максимальной (по стандартной комплектации) для данного типа и номера вентилятора. И с максимально допустимым стандартным числом оборотов.

Примечание. Данный принцип обязателен для вентиляторов среднего и высокого давлений. Для вентиляторов низкого давления не обязательно устанавливать электродвигатель повышенной мощности.

До начала аэродинамических испытаний, при пробном пуске, необходимо проверить, чтобы электродвигатель не перегревался. При перегреве его необходимо заменить еще на один калибр (по мощности) выше или быстро произвести измерения.

После пуска вентилятора производятся инструментальные замеры давлений и расхода воздуха (производительности) общеизвестными методами и измерительными инструментами.

Измерения полного, статического и динамического давлений производятся в плоскостях нагнетательного и всасывающего патрубков вентилятора. Для этого можно изменить конфигурацию питометрических трубок. Или использовать отдельные трубки для отбора полного и статического давлений, устанавливая приемные отверстия в одну и ту же точку поочередно.

Таким образом можно получить первую (главную) точку (точку «b» — Fig.3) отсчета кривой характеристики сети сопротивления атмосферыРatv. И сравнить ее с точкой «а» (Fig.3) – величиной динамического давления.

Далее, при ступенчатом снижении оборотов электродвигателя можно получить остальные точки кривой характеристики сети сопротивления атмосферыРatv, – для данного типа и номера вентилятора.

Стенд. Может иметь верхнюю площадку, на которую устанавливается электродвигатель высокой мощности (с максимальным стандартным числом оборотов) и с частотным преобразователем.

Электродвигатель укомплектовывается различными сменными муфтами («муфтами – валами») для соединения с рабочими колесами разных по типу и номеру вентиляторов. Вентиляторы (корпус и рабочее колесо), могут подниматься к электродвигателю нижней подъемной площадкой и соединятся с электродвигателем при помощи сменных муфт («муфт – валов»).

Дальнейшее аэродинамическое испытание вентилятора производится по установленным правилам производителя.

Часть V.

ГРАФИК РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ

НА ПАТРУБКАХ ВЕНТИЛЯТОРА, В

ВОЗДУХОВОДАХ И В АТМОСФЕРЕ

Новому теоретическому обоснованию соответствует график, изображенный на Fig.5. На графике изображены: полное давление Рt(в т.ч.Рtнагн. и Рtвсас.), падение давления в вентиляционной сети Рnw(в т.ч. Рnwнагн. и Рnwвсас.), падение давления в атмосфере Рatv (в т.ч. Рatvнагн. и Рatvвсас.), а также статическое давление Рsнагн.и Рsвсас.и динамическое давление Рdнагн.и Рdвсас..

Для данного графика (Fig.5) статическое давление (изображено пунктирной линией) является справочным, т.к. оно не является рабочим давлением, по причине:

1. статическое давление не производит работу, т.к. по направлению его действия отсутствует перемещение;
2. во всасывающем воздуховоде оно поддерживает энергообразование в движущемся потоке воздуха;
3. для нагнетательного воздуховода статическое давление не может быть отображено однозначно, т.к. после патрубка вентилятора оно может быть ниже атмосферного давления по величине – во многих случаях.

1. Так же ошибочно и в немецком учебнике (переведен на русский язык) AnetteBecker “Lűftungsanlagen” указано, что статическое давление является рабочим.
2. Нельзя оперировать (мировая практика) статическим давлением вентилятора Рs ввиду того, что оно может иметь небольшую величину, т.к. для его получения необходимо сложить полное давление Рtвсас. (производит работу) на всасывающем патрубке вентилятора и статическое давление Рsнагн. (не производит работу) на нагнетательном патрубке, которое может быть «отрицательным» (условно – со знаком минус), т.е. ниже атмосферного давления (см. Fig.5).

А. Всасывающий воздуховод

Все давления являются «правильными», в т.ч. и статическое (изображено пунктирной линией)Рsвсас..Дополнительно проведена линия параллельно оси абсцисс, которая показывает величину Рatvвсас. (т.е. части полного давления Рtвсас.), которая идёт на преодоление сопротивления атмосферы. Остальная часть полного давления (Рtвсас.) идёт на преодоление сопротивления вентиляционной сети и обозначена Рnwвсас..

Б. Нагнетательный воздуховод

Варианты статического давления на патрубке вентилятора Рsнагн., а также его изменение по длине воздуховода зависят от разных факторов. И при образовании величины статического давления можно указать на динамическое давление Рdнагн. на патрубке вентилятора.

Некоторые факторы отображены на Fig.5:

1. Большое сопротивление нагнетательного воздуховода (приточные системы; вытяжные системы с факельным выбросом; вытяжные с зонтом и большой производительностью; низкая скорость выхода из патрубка вентилятора – малая производительность…).
2. Малое сопротивление нагнетательного воздуховода (вытяжные системы; короткий воздуховод; высокая скорость выхода воздуха из патрубка вентилятора – высокая производительность…).
3. Малое сопротивление нагнетательного воздуховода (короткий воздуховод; очень высокая скорость выхода воздуха из патрубка вентилятора – высокая производительность…).

Дополнительно, параллельно оси абсцисс, проведена линия, которая показывает величину Рatvнагн. (т.е. части полного давления Рtнагн.), которая идет на преодоление сопротивления атмосферы. Остальная часть полного давления (Рtнагн.) идет на преодоление сопротивления вентиляционной сети и обозначена как Рnwнагн..

инженер Жданов В.П.

2015-2019©Все права защищены