Расчет характеристики вентиляторов
1-й случай. В результате расчета сети воздуховодов определены потребные производительность и полное давление вентилятора L1 и Р1. Согласно этим данным выбран вентилятор и найдена рабочая точка 1 (рисунок 6.31). Известно, что сеть работает в условиях, когда нет подпора и естественной тяги (Δh = 0).
При испытаниях вентилятора оказалось, что его производительность и давление составляют L2 и Р2, чему соответствует рабочая точка 2. Требуется определить причину получившегося смещения рабочей точки. Прежде всего следует сказать, что это не могло произойти из-за поставки некачественного вентилятора, так как обе рабочие точки лежат на напорной характеристике вентилятора при данном числе оборотов.
Рисунок. 6.31. Первый возможный случай несоответствия местоположения проектной и действительной рабочих точек вентиляторов:
1 - проектная рабочая точка; 2 - действительная рабочая точка; а - проектная характеристика сети; б - действительная характеристика сети
Проведя через точки У и 2 линии характеристик сети, представляющие собой квадратичные параболы, убеждаемся, что действительная характеристика, по сравнению с проектной, будет более крутой. Это изменение может явиться следствием отключения части ответвлений в сети или частичного закрытия тех регулировочных задвижек, которые должны были быть открыты. И то и другое легко устранимо. Отметим, что перемещение рабочей точки из положения 1 в положение 2 и соответствующее изменение характеристики сети воздуховодов называется дросселированием сети. Достигается оно, как мы видели, частичным закрытием регулировочных задвижек.
При производстве дросселирования мощность, потребляемая центробежными вентиляторами, уменьшается.
При полном закрытии задвижки у вентилятора величина потребляемой мощности будет минимальной. Отсюда следует важное правило эксплуатации центробежных вентиляторов: их пуск необходимо производить при закрытой задвижке. Это правило не всегда легко выполнить (например, в автоматизированных системах и при дистанционном управлении вентагрегатами). В таких случаях следует проверить, достаточна ли мощность установленного электродвигателя с учетом возникающей перегрузки.
Рисунок. 6.32. Второй возможный случай несоответствия местоположения проектной и действительной рабочих точек вентиляторов:
1 - проектная рабочая точка; 2 - действительная рабочая точка; а - проектная характеристика сети; б - действительная характеристика сети
Кроме рассмотренной причины несоответствия проекту положения действительной рабочей точки, существует еще одна. Может оказаться, что рассматриваемое изменение характеристики сети воздуховодов и смещение в связи с этим рабочей точки произошло из-за некачественного монтажа системы. В частности, в результате низкого качества выполнения фасонных частей, мест соединения воздуховодов с оборудованием, фланцевых соединений, отдельных звеньев и т. д. могут резко возрасти потери давления в сети, что и приведет к изменению характеристики сети и смещению рабочей точки. Устранить эту причину гораздо труднее, так как для этого потребуется демонтаж отдельных участков сети воздуховодов.
2-й случай. Действительная и проектная рабочие точки как бы поменялись местами по сравнению с 1-м случаем (рисунок 6.32). Как и в 1-м случае, обе рабочие точки принадлежат одной напорной характеристике. Поэтому рассматриваемое несоответствие не может быть вызвано поставкой некачественного вентилятора. Как видим, действительная производительность вентилятора оказывается больше проектной (L2 > L1), действительная характеристика сети воздуховодов более пологой, чем проектная. Это и приводит к смещению рабочей точки.
Причиной такого изменения характеристики сети чаще всего является недостаточная герметичность вентиляционной сети.
Наличие неплотностей в сети воздуховодов равноценно не отключенным ответвлениям. Чем больше таких неплотностей в сети, тем более полога ее характеристика. Чтобы убедиться в том, что причина рассматриваемого смещения рабочей точки заключается в негерметичности сети, следует сравнить производительность вентилятора L, определенную по результатам замеров в непосредственной близости от вентилятора, с суммарным расходом воздуха поступающим в обслуживаемые помещения (для вытяжной системы удаляемым из помещений). В случае негерметичности. Естественно, что негерметичность должна быть устранена, после чего действительная характеристика сети будет соответствовать проектной.
Необходимо отметить, что при работе вентилятора в условиях, определяемых рабочей точкой 2, центробежный вентилятор расходует значительно большую мощность, а это может привести к перегрузкам электродвигателя.
Существует и вторая причина рассматриваемого изменения характеристики сети. Она заключается в том, что при проектировании вентиляционных сетей многие сопротивления рассчитываются с завышением. Это можно объяснить желанием иметь некоторый запас. Устранить создавшееся расхождение между действительной и проектной характеристиками достаточно просто. Для этого надо выполнить дросселирование и привести действительную рабочую точку 2 в ее проектное положение 1.
3-й случай. Расчетом сети воздуховодов определены потребные производительность и полное давление вентилятора L1 и Р1, в соответствии с чем выбран вентилятор, который по данным каталога имеет напорную характеристику при проектном числе оборотов n = nпр, проходящую через точку (L1, Р1).
Во время испытаний вентилятора оказалось, что его производительность и давление составляют L2 и Р2, чему отвечает рабочая точка 2 (рисунок 6.33). Проведя через точки 1 и 2 квадратичную параболу, убеждаемся, что обе точки лежат на одной характеристике сети воздуховодов. Это значит, что в данном случае причина несоответствия не связана с расчетом или монтажом сети. В то же время мы видим, что точка 2 не лежит на напорной характеристике вентилятора при n = nпр.
Если проверка (с помощью тахометра) покажет, что число оборотов рабочего колеса вентилятора соответствует проектному, это будет означать, что действительная характеристика вентилятора не соответствует паспортной (указанной в каталоге).
Таким образом, в этом случае причина несовпадения действительной и проектной рабочих точек заключается в некачественном изготовлении на заводе данного вентилятора.
Необходимо указать, что, согласно исследованиям В. Д. Дмитриева, паспортная характеристика вентилятора претерпевает изменения, если вблизи всасывающего отверстия установлены фасонные части.
При установке отвода в непосредственной близости от всасывающего отверстия вентилятора имеет место снижение производительности. Снижение значительнее для более крутых отводов и для режимов, отличающихся от оптимального в сторону большей производительности. При стесненных условиях присоединения вентилятора к сети воздуховодов, когда невозможно выдержать длину прямого участка перед всасывающим отверстием не менее 6d, следует рекомендовать установку направляющих аппаратов. При наличии направляющего аппарата можно пользоваться паспортной характеристикой вентилятора.
Рисунок. 6.33. Третий возможный случай несоответствия местоположения проектной и действительной рабочих точек вентиляторов:
1 - проектная рабочая точка; 2 - действительная рабочая точка; а - характеристика сети
Кроме этих трех основных случаев несоответствия местоположений проектной и действительной рабочих точек вентилятора, могут встретиться различные их комбинации, когда одновременно действуют несколько причин из числа рассмотренных. В каждом конкретном случае анализ физической сущности явления, подобный приведенному выше, поможет установить истинную причину того или иного несоответствия и наметить пути его устранения.
