Аэродинамическая характеристика вентилятора и сети. Режим работы одного вентилятора на сеть

Зависимость развиваемого вентилятором напора от его производительности выраженная в виде графика называется аэродинамической характеристикой вентилятора.

Выпускаются два типа вентиляторов, различающихся по конструктивному исполнению и принципу действия - центробежные и осевые.

Центробежные вентиляторы главного проветривания для проветривания шахт-ВЦ-25, ВЦЗ-32, ВЦД-32, ВЦД-40, ВРЦД-45, ВЦД-47 «Север» и др.

Центробежные вентиляторы местного проветривания для проветривания тупиковых выработок - ВМЦ-6, ВМЦ-8, ВЦ-7, ВМЦГ-7, ВЦПД-8, ВЦ-9, ВЦ-11, ВЦП-16, ВЦШ-16 и др.

Центробежные вентиляторы отличаются более высоким напором при меньшей производительности, а осевые наоборот, более высокой производительностью при меньшем напоре.

В верхней части характеристики вентилятора область промышленного использования ограничена линией проходящей через точки, где напор вентилятора составляет 0.9 от максимального напора развиваемого вентилятором. В нижней части линией проходящей через точки, где к.п.д. вентилятора составляет 0.6. С права максимальным, а слева минимальным углом установки лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата.

Режим работы одного вентилятора на сеть, который определяется его производительностью и депрессией (Q, H), можно определить аналитическим и графическим методом.

Сущность аналитического метода состоит в замене графической характеристики вентилятора подходящим математическим выражением Н(Q), график которого был бы близок к характеристике вентилятора, по крайней мере, в области его промышленного использования. Наибольшее распространение получило уравнение вида

Н=a - bQ² (6.1)

где «a» и «b»-числовые параметры, определяемые по графической характеристике вентилятора.

Для этого на рабочей ветви характеристики (лучше всего на концах выбранного участка характеристики) выбираются две точки, например 1, 2 (см. рис.6.1). Параметры приближенной характеристики вентилятора определяют из условий прохождения ее через обе выбранные точки, для чего выписывают координаты этих точек, снимаемые с графика: Q₁, H₁, Q₂, H₂. Затем составляют два уравнения

H₁=a-bQ (6.2)

H₂=a-bQ (6.3)

Эти уравнения линейны относительно неизвестных «a» и «b». Так как коэффициенты при неизвестном «а» в обоих уравнениях одинаковы, наиболее простой способ решения системы уравнений (6.2), (6.3)состоит в вычитании из первого уравнения второго. При этом исключается неизвестное «а» и получается простейшее уравнение относительно «b»

b= (6.4)

Подстановкой найденного значения «b» в любое из уравнений (6.2), (6.3) можно определить параметр «а».

Зависимость депрессии от расхода воздуха для любой вентиляционной сети, выражается уравнением

Н=R*Q² (6.5)

которое является уравнением характеристики вентиляционной сети.

где R-аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети.

Приравняв правые части равенств (6.1), (6.5), найдем расчетную производительность вентилятора, или расход воздуха в сети:

Q= (6.6)

Подставив это выражение в уравнение (6.5) определим расчетное значение депрессии

Н= (6.7)

Графический метод определения режима работы вентилятора заключается в графическом построении на одном чертеже в одном масштабе характеристики вентилятора, которая берется из справочных источников, и характеристики сети, которая строится по уравнению (6.5). Координаты точки пересечения характеристики вентилятора и вентиляционной сети (например, точка «с») определяют искомые величины Q и Н. Очевидно, что при работе одного вентилятора на вентиляционную сеть его производительность и напор должны удовлетворять как собственной характеристике, так и характеристике сети, т.е. графически определяться точкой пересечения характеристики вентилятора и сети.

Следовательно, любой вентилятор может работать на сеть устойчиво и с к.п.д. не ниже 0.6, сопротивление которой находится в пределах R_min ≤ R≤ R_max (см. рис.6.1). При работе вентилятора на любую сеть с сопротивлением R его производительность может изменяться только в определенных пределах от Q_min до Q_max.