Исследование частотно регулируемого электропривода вентиляторной установки

• Название: Исследование частотно регулируемого электропривода вентиляторной установки
• Дата: 13.03.2023
• Размер: 0.63 Mb.
• Имя файла: TPU209305.docx
• Тип: Исследование; #985215
• страница: 4 из 20

Осевые вентиляторы

Вентиляторов существует довольно много. Однако наиболее распространены именно осевые вентиляторы. Осевой вентилятор (рис. 1) представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий через входное отверстие воздух под воздействием лопаток перемещается между ними в осевом направлении, причем давление его увеличивается. Затем воздух поступает в выпускное отверстие, иногда снабжаемое диффузором [1].

Простейшие осевые вентиляторы состоят из двух основных частей – осевого лопаточного колеса и кожуха.


Рисунок 1 – Схема осевого вентилятора:

а– цилиндрический кожух; б– лопаточное колесо;

в– входное отверстие; г– выходное отверстие; д- диффузор
Во многих конструкциях осевые колеса насаживают непосредственно на валы двигателей, а двигатели, укрытые соответствующими обтекателями, располагают внутри кожуха в потоке. В ряде случаев двигатель выносится из потока (рис. 2).



Р
исунок 2 – Осевой вентилятор с вынесенным двигателем Внутренние диаметры цилиндрических кожухов должны обеспечивать

вращение колес с минимальными зазорами, т. е. с минимальными расстояниями между концами лопаток и внутренними поверхностями кожухов. Зазоры не

д олжны превышать 1,5% длины лопатки (𝛿 ≤ 0,015 ^𝐷−𝑑, см. рис. 1), так как

2

большие зазоры резко ухудшают аэродинамические качества осевых венти- ляторов.

При отсутствии всасывающего воздухопровода на входе необходимо устанавливать коллектор, обеспечивающий хорошее заполнение входного сечения вентилятора.

В больших осевых вентиляторах на выходе помимо осевых диффузоров, обычно устанавливают за колесами спрямляющие поток аппараты. Весьма целесообразна также установка направляющих лопаток на входе, позволяющих осуществлять экономичное регулирование.

К
олеса осевых вентиляторов (рис. 3) состоят из втулок и прикрепленных к ним лопаток. В зависимости от профиля лопаток осевые колеса называют нереверсивными или реверсивными.
Рисунок 3 – Осевое колесо

В действительности все осевые колеса реверсивны, так как при изменении направления вращения меняется направление подачи. Но называть реверсивными принято только колеса с лопатками, которые имеют симметричный профиль и поэтому работают одинаково в обоих направлениях вращения.

В аэродинамическом отношении более совершенны лопатки со специально рассчитанным несимметричным профилем.

При правильном направлении вращения лопатки должны перемещаться тупой кромкой или вогнутостью вперед. При вращении

острой кромкой или выпуклостью вперед работа вентилятора существенно ухудшается.

Лопатки осевых колес, рассчитанные на основе вихревой теории по мере приближения к втулке расширяются и закручиваются.

В целях упрощения конструкции, что связано, однако, с некоторым ухудшением аэродинамических качеств, применяют незакрученные лопатки, имеющие постоянную ширину.

В
тулки осевых колес бывают сварные и литые. Лопатки осевых колес делают из листового металла или отливают. Втулки и лопатки возможно изготовлять одновременно штамповкой целых колес из листового металла (рис. 4), пластмассы или путем отливки. Лопатки осевых колес, выполняемые из листового металла, можно непосредственно штамповать в горячем состоянии. К втулкам лопатки приклепывают, приваривают или крепят при помощи стержней. Лопатки на стержнях, а также литые с приливами, закрепляются внутри втулок, что позволяет устанавливать их под разными углами к плоскости вращения. Осевые колеса с поворотными лопатками очень удобно регулировать путем изменения угла установки.

Рисунок 4 – Штампованное осевое колесо

Для изменения направления потока достаточно изменить направление вращения реверсивного колеса, а для того, чтобы нереверсивное колесо работало без снижения эффективности, его нужно и перевернуть на валу.

Нереверсивное колесо с поворотными лопатками при изменении направления вращения можно не перевертывать на валу, а повернуть лопатки на 180°.

Осевые нереверсивные колеса, которые правильно вращаются против часовой стрелки по отношению к наблюдателю, находящемуся на стороне всасывания, называются правыми; осевые нереверсивные колеса, которые правильно вращаются по часовой стрелке по отношению к наблюдателю, находящемуся на стороне всасывания, называют левыми колесами [1].

К достоинствам осевых вентиляторов и их применения можно отнести несколько факторов:

1. 
   низкий уровень шума при работе;
   
2. 
   компактность корпуса;
   
3. 
   простота в эксплуатации;
   
4. 
   дешевизна и простота конструкции;
   
5. 
   малый расход электроэнергии;
   
6. 
   долгий срок эксплуатации;
   
7. 
   защита двигателя от перегрузок, искр, влаги;
   
8. 
   одинаковый КПД, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении;
   
9. 
   возможность изменять скорость вращения лопастей, изменив скорость работы двигателя.
   

Подобные устройства применяются в самых разных отраслях. Его можно увидеть как внутри самого обычного компьютера, так и в авиационном двигателе. Чаще всего вентиляторы подобной конструкции применяются при вентиляции жилых или сельскохозяйственных помещений. Из-за низкого уровня шума именно осевой вентилятор очень популярен у создателей вентиляционных систем. Звук, издаваемый им, не раздражает ухо человека или животного, что наиболее удобно при вентиляции рабочих помещений или зданий для скота.

Помимо промышленного применения осевые вентиляторы встречаются и в быту. Самым часто попадающимся примером можно считать кулер внутри системного блока компьютера и самый обыкновенный бытовой напольный или потолочный охладитель. Да и вообще любой, у которого имеется ось, таковым является.

Однако есть у этого приспособления ещё одна функция – очистительная. Очень часто они устанавливаются в шахты, штольни и прочие подземные коммуникации. Их назначение – вытягивать из рабочей зоны газы, дым и прочие примеси, которые могут быть опасны для человека. Для этого их устанавливают на выдув – и винт заставляет воздух всасываться в вентиляционную шахту, в то время как из другой шахты поступает чистый воздух с поверхности [35].