Facebook



ABC wentylacji. Wydajny wentylator
There are no translations available.

W opublikowanym artykule pt. „Dobór wentylatora” (Poradnik ABC „Magazynu Instalatora” 2/2012) podano wzór na zapotrzebowanie mocy na wale silnika napędzającego wentylator:

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf


Ns = (V * Hc)/(3600 * 102 * Sw) [kW],

gdzie Sw to sprawność wentylatora zależna od wielkości wentylatora i rodzaju napędu.

Jednak rzeczywiste, całkowite zapotrzebowanie mocy Nc do napędu wentylatora należy obliczyć ze wzoru:

Nc =  Ns/Sc [kW],

gdzie Sc to sprawność całkowita wentylatora, na którą składają się:

* strata ciśnienia dp1 spowodowana skończoną liczbą łopatek,

* strata ciśnienia dp2 w obudowie wentylatora wynikająca z różnicy prędkości wlotowej powietrza do wentylatora (w1) i prędkości wylotowej z króćca wylotowego (w2),

* strata ciśnienia dp3 na skutek odrywania sie strugi od ścianek obudowy wentylatora oraz tarcia w wirniku,

* strata uderzenia dp4 powstająca przy dopływie powietrza do wirnika,

* strata przecieku strumienia powietrza Vp przez szczeliny między wirnikiem a obudową oraz przez nieszczelny wał,

* straty mechaniczne Nm spowodowane tarciem powietrza przez wirnik oraz tarciem wału w łożyskach,

* opory przepływu – dp.

Sprawność całkowita wyniesie:

Sc = (V * Hc)/[(V + Vp) * (dp + dp1 + dp2 + dp3 + dp4) + Nm]

Zgodnie z prawem proporcjonalności, na podstawie analizy trójkąta prędkości na odpływie z łopatki wirnika określonego wentylatora, można stwierdzić, że przy zmianie wydajności spełnione są zależności:

* objętościowe natężenie przepływu powietrza (wydajność wentylatora) jest proporcjonalne do liczby obrotów wirnika,

* spręż jest proporcjonalny do kwadratu liczby obrotów wirnika,

* zapotrzebowanie mocy na wale jest proporcjonalne do sześcianu liczby obrotów wirnika.

Zależności te, całkowicie słuszne w teorii, mogą być stosowane z dostateczną dokładnością w przypadku wentylatorów rzeczywistych.

W przypadku stosowania praw prawdopodobieństwa, tj. jeżeli wentylatory są geometrycznie podobne, a zatem różnią się jedynie wymiarami, przy jednakowej liczbie obrotów spełnione są  następujące prawa:

* wydajność wentylatora jest proporcjonalna do trzeciej potęgi średnicy lub innych wymiarów porównawczych:

V1/V2 = (d1/d2)3,

* spręż je proporcjonalny do drugiej potęgi wymiarów porównawczych:

H1/H2 = (d1/d2)2,

* zapotrzebowanie mocy jest proporcjonalna do piątej potęgi wymiarów  porównawczych:

N1/N2 = (d1/d2)5.

Dla  zobrazowania powyższych praw posłużmy się przykładem:

Wydajność wentylatora o średnicy króćca ssawnego d1 = 300 mm, przy n=1000 obr./min wynosi V1 = 1500 m3/h. Obliczmy wydajność wentylatora o średnicy króćca  ssawnego d2 = 400 mm przy tej samej liczbie obrotów:

V2 = V1 * (d2/d1)3 = 1500 * (400/300)3 = 3555,6 m3/h.

Jak obliczono, wydajność ww. wentylatora, przy  powiększeniu otworu wlotowego o 100 mm, przy tej samej liczbie obrotów, zwiększyła się przeszło dwukrotnie.

Dla określonego typu wentylatora, dla każdej liczby obrotów n, wyznacza się rzeczywistą charakterystykę. Przy przepływie idealnym (bez strat) charakterystyka wentylatora w układzie rzędnych „spręż-wydajność” jest linią prostą. Przy przepływie rzeczywistym, na skutek występowania różnego rodzaju strat, charakterystyki wentylatora, dla różnej liczby obrotów, są krzywymi przystającymi, na których leży punkt pracy – przecięcie krzywej charakterystyki wentylatora z  krzywą charakterystyki  sieci przewodów.

Znacznie łatwiejsze jest wyznaczenie punktu pracy (wentylator - sieć przewodów) w układzie charakterystyk w skali logarytmicznej, gdzie można odczytać takie wielkości jak: wydajność, liczba obrotów, prędkość w króćcu ssawnym, ciśnienie statyczne i dynamiczne, prędkość obwodowa, poziom hałasu itp. Trzeba zaznaczyć, że takie wykresy są słuszne jedynie dla określonych typów wentylatorów oraz serii produkcyjnej. Wentylatory o różnych wymiarach geometrycznych mogą mieć taka samą wydajność. Co więc decyduje o zastosowaniu  danego typu wentylatora  do instalacji? Są to: cena, zajmowana przestrzeń, niezawodność pracy, sprawność, poziom hałasu, koszty eksploatacji, odporność na korozję, dopuszczalna temperatura pracy, łatwość naprawy, możliwość regulacji  parametrów.

Dorota Węgrzyn

Share

 

© Wszystkie prawa zastrzeżone