QЦВ QВТЗРис.2.4 Структурная схема ВТЗ
Коэффициент передачи KВТЗ рассчитывается по формуле:
(2.1) 
Постоянная времени ТВТЗ равна 2 сек.
Обычный центробежный вентилятор представляет собой расположенное в спиральном кожухе колесо с рабочими лопастями, при вращении которого воздух, поступающий через входное отверстие, попадает в каналы между лопастями и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом и направляется в его выпускное отверстие. Кожух также служит для преобразования динамического напора в статический. Для усиления напора за кожухом ставят диффузор. На рис. 2.5 представлен общий вид центробежного вентилятора.
Рис. 2.5 Общий вид центробежного вентилятора.
Обычное центробежное колесо состоит из лопастей, заднего диска, ступицы и переднего диска. Литую или точеную ступицу, предназначенную для насаживания колеса на вал, приклепывают, приворачивают или приваривают к заднему диску. К диску приклепывают лопасти. Передние кромки лопастей обычно крепят к переднему кольцу.
Вентиляторы специального назначения, например, пылевые, выполняют с консольным расположением лопастей без переднего кольца, а в некоторых случаях и без заднего диска (открытое колесо). Колеса чаще всего склепывают из листового металла (могут быть и литыми). Легкие колеса изготовляют штамповкой. Широкие колеса для прочности иногда снабжают тягами, соединяющими передние кольца со ступицами.
Спиральные кожуха выполняют из листовой стали и устанавливают на самостоятельных опорах, у вентиляторов малой мощности их крепят к станинам.
При вращении колеса воздуху передается часть подводимой к двигателю энергии. Развиваемое колесом давление зависит от плотности воздуха, геометрической формы лопастей и окружной скорости на концах лопастей.
Выходные кромки лопастей центробежных вентиляторов могут быть загнутыми вперед, радиальными и загнутыми назад. До недавнего времени делали в основном кромки лопастей загнутыми вперед, так как это позволяло уменьшить габаритные размеры вентиляторов. В настоящее время часто встречаются рабочие колеса с лопастями, загнутыми назад, потому что это позволяет поднять к.п.д. вентилятора.
При осмотре вентиляторов следует иметь в виду, что выходные (по ходу воздуха) кромки лопастей для обеспечения безударного входа всегда должны быть отогнуты в направлении, обратном направлению вращения колеса.
Для уменьшения потери на удар (так же, как и у насосов) при входе потока в спиральный кожух в некоторых конструкциях применяют входные направляющие аппараты. Диффузор, устанавливаемый за вентилятором, для повышения статического напора должен иметь скос по ходу закручивания потока воздуха в вентиляторе (т. е. быть направленным в сторону кожуха вентилятора).
Одни и те же вентиляторы при изменении частоты вращения могут иметь различную подачу и развивать различные давления, зависящие не только от свойств вентилятора и частоты вращения, но и от присоединенных к ним воздуховодов. При перемещении воздуха через воздуховод часть напора теряется на трение и в местных сопротивлениях, т. е. в самом вентиляторе, на входе и выходе из воздуховода, при переходе воздуха через уширения и сужения, фильтры, калориферы и т. д. Такие потери на нагнетающей части не ограничены, а на всасывании они не должны превышать атмосферного давления.
Зная потери и необходимую подачу воздуха, можно по каталогу подобрать вентилятор.
Станины вентиляторов отливают из чугуна или сваривают из стали. На станине в подшипниках (чаще всего шариковых) устанавливают также и валы. Колеса на валах укрепляют шпонками и стопорными болтами
Если вентиляторы используются с ременной передачей, то на валы между подшипниками консольно насаживают шкивы. Колеса на валы чаще всего насаживают консольно. Наиболее надежны и компактны малые вентиляторы, где колеса насажены непосредственно на валы электродвигателей.
Если наблюдать со стороны, противоположной всасыванию, то вентиляторы, в которых колеса вращаются по часовой стрелке, будут называться правыми, а против часовой стрелки — левыми. Правильным будет вращение колес по ходу разворота спиральных кожухов. При обратном вращении колес подача вентилятора резко падает, но реверсирования не происходит.
Положение кожуха принято обозначать литерами: кожух с расположением выходного отверстия вверх — литерой В, вниз — Н, вправо — П, влево — Л. Возможны промежуточные положения (под углом 45°): ВЛ, ВП, НЛ и НП. Кроме того, указывают направление вращения колеса.
Центробежные вентиляторы принято разделять на вентиляторы низкого давления [P<0,001 МПа (100 кгс/м2)], среднего давления [Р>0,004 МПа (400 кгс/м2)] и высокого давления [Р>>0,004 МПа (400 кгс/м2)].
Вентиляторы, приспособленные для перемещения дымовых газов, называют дымососами, а для перемещения воздуха, засоренного механическими примесями, — пылевыми.
Вентиляторы должны иметь плавный бесшумный ход, рабочие колеса — правильное вращение. Лопасти рабочих колес не должны иметь вмятин, прогибов или разрывов, рабочие колеса — биения или смещения по валу при вращении. Рабочие колеса вентиляторов следует отбалансировать, при правильной балансировке рабочее колесо останавливается в разных положениях и не возвращается в исходное. Рабочие колеса должны легко поворачиваться от руки и не задевать кожухов. Гайки болтов, крепящих вентиляторы, надежно затягивают. Для надежного крепления болтов применяют контргайки.
Зазор между кромкой всасывающего конуса центробежного вентилятора и кромкой переднего диска колеса в радиальном направлении для вентиляторов Ц4-70 и Ц4-76 не должен превышать 1% диаметра колеса, радиальный зазор между задним диском колеса и стенкой улитки — 4% диаметра колеса. Для вентилятора Ц14-46 радиальный зазор между кромкой всасывающего конуса и колесом не должен превышать 0,5%, между задним диском колеса и улиткой — 10% диаметра колеса. Те же зазоры для вентилятора Ц8-18 составляют соответственно 1 и 3%, а для Ц17-40 — 1 и 5%. Для осевых вентиляторов 06-300 зазор между обечайкой и кромками лопастей должен быть не более 3% диаметра колеса.
При эксплуатации необходимо проводить осмотр подшипников вентилятора и заменять в них смазку не менее двух раз в год (см. главу 2).
Оси вентиляторов и электродвигателей, соединенных муфтами, должны находиться на одной прямой. Валы вентиляторов и электродвигателей, соединенных с помощью ременной передачи, должны быть строго параллельны. Средние линии полотен шкивов вентилятора и электродвигателей должны совпадать.
Всасывающие отверстия вентиляторов, не присоединенные к воздуховодам, должны иметь защитные металлические решетки с ячейками размером 25—30 мм.
При наличии шума в вентиляторе в процессе его работы в результате износа подшипников, ослабления растяжек рабочего колеса, попадания посторонних предметов, а также при возникновении вибрации вентилятора необходимо выключить электродвигатель, установить причину шума или вибрации вентилятора и принять меры к их устранению.
Систематически следует очищать рабочие колеса и внутренние поверхности кожухов вентиляторов от пылевых и иных отложений. Для облегчения очистки в кожухах должны быть сделаны люки с герметическими крышками. Сроки очистки вентиляторов устанавливаются инструкциями.
При перемещении вентиляционными установками воздуха, содержащего вредные вещества, оказывающие воздействие на металл, необходимо систематически следить за состоянием защитного покрытия рабочих колес и внутренних поверхностей кожухов. Сроки восстановления покрытия устанавливаются инструкцией.
Характеристики вентиляторов выражают связь между основными параметрами его работы. Полная характеристика вентилятора при постоянной частоте вращения вала (n = const) выражается зависимостями между подачей Q и давлением Р, мощностью N и к. п. д. Зависимости P(Q), N(Q) и T(Q) обычно строят на одном графике. По ним подбирают вентилятор. Характеристику строят на основе испытаний. На рис. 2.6 представлена аэродинамическая характеристика центробежного вентилятора ВЦ-4-76-16 [7].
Рис. 2.6 Аэродинамическая характеристика вентилятора ВЦ-4-76-16.
Производительность вентилятора составляет 70000 м3/ч или 19,4 м3/с. Частота вращения вала вентилятора - 720 об/мин. или 75,36 рад/сек., мощность приводного асинхронного двигателя вентилятора составляет 37 кВт.
Вентилятор нагнетает наружный атмосферный воздух в тепловую завесу. В результате теплообмена воздуха с горячей водой, пропускаемой через трубки теплообменника ВТЗ, происходит нагрев проходящего воздуха.
Рассмотрим схему регулирования режима работы вентилятора ВЦ4-76 №16. На рис. 2.7 приведена функциональная схема вентиляторного агрегата при регулировании частотой вращения.
Рис. 2.7 Функциональная схема вентиляторного агрегата, регулируемого изменением частоты вращения асинхронного двигателя (w).
