CC BY
11
УДК 697.922.2 Acnip. Б.1. Гулай - НУ "Rbeiecbm полтехмка "
П1ДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 РОБОТИ РАД1АЛЬНОГО ВЕНТИЛЯТОРА У ВЕНТИЛЯЦ1ЙН1Й СИСТЕМ1
Зазначено, що пщ час пiдбору радiального вентилятора потр1бно враховувати низку таких чинникiв, як: тип стенда, на якому визначено аеродинамiчнi характеристики, наявнiсть прямолшшних дiлянок, 1'хнього поперечного перерiзу i конф1гурацп до i пiсля вентилятора, а також елемент1в його приеднання до вентилящйно'1' систе-ми. Це забезпечить ефективну його роботу в систем1 вентиляцп з параметрами, наве-деними в технiчнiй документацп. Також зазначено про нагальшсть коректування характеристики вентилятора та передбачення запасу тиску, якщо щ вимоги не викону-ються.
Ключовi слова: вентиляцшна система, радiальний вентилятор, швидкiсть повгг-ряного потоку, тиск, режим роботи, параметри, ефектившсть.
Вступ. Найпоширешшими вентиляцшними системами е системи is ра-д1альними (вщцентровими) та осьовими вентиляторами [1]. Важливою умо-вою ефективноï' роботи таких систем е не тшьки правильний п1дб1р потр1бно-го типу, обсягу та режиму роботи, а й шдвищення коефщенту корисноï' дн (ККД) та покращення експлуатацшних властивостей цих вентилятор1в. Ос-кшьки, за своею характеристикою одш i ri сам1 вентилятори можуть змшюва-ти як тиск, так i витрату, то 1хнш оптимальний та ефективний режим роботи залежить вщ взаемодiï з приеднаною до них системою (простою чи складною мережею всмоктувальних чи нагштальних повiтропроводiв) [2], а особливо елементами 1хнього приеднання.
Шд час пiдбору вентиляторiв для розрахункових вентиляцшних систем зазвичай застосовують ïxm аеродинамiчнi й акустичш характеристики, отриманi внаслiдок стендових дослщжень за вiдповiдних умов, якi вказаш в паспортних даних цих вентиляторiв або в каталогах. Тому потрiбно враховувати, що реальнi характеристики роботи вентилятора у вентиляцшнш системi переважно вiдрiзняються вiд паспортних характеристик.
Мета дослвджень. Визначення чинникiв, як потрiбно враховувати пiд час добору вентилятора та його ефективного приеднання до вентиляцшно1 системи.
Виклад основного матерiалу. На пiдставi Мiжнародних стандартiв ISO 5801 [3] i ГОСТ 10921- 90 [4] юнуе чотири типи стендiв, на яких можуть бути отримаш в лабораторних умовах аеродинамiчнi характеристики венти-ляторiв. Цi стенди максимально наближеш до чотирьох реально наявних схем розмщення вентиляторiв у вентиляцшнш системь Схеми цих стендiв зазначена на рис. 1.
Стенд типу А (рис. 1, а) виконано у виглядi камери всмоктування дос-татньо великого об'ему. Цей стенд е класичним, оскiльки вш iмiтуе iдеальнi умови роботи вентилятора iз вiльними вхiдними i вихщними патрубками.
Стенд типу В (рис. 1, б) складаеться з повпропроводу, встановленого за вихщним патрубком вентилятора, розмiр перерiзу якого повинен вщповь дати вiдповiдним розмiрам поперечного повпропроводу. На цьому стендi
1 Наук. кер1вник: доц. С.С. Жуковський, канд. техн. наук - НУ "Льв1вська полггехшка"
досл1джують характеристики вентилятора, якии працюе в систем1 нагшталь-но! вентиляци.
Рис. 1. Схеми стендiв для аеродинамiчних випробувань вентиляторiв улабораторнихумовах: а) стенд типу А; б) стенд типу В; в) стенд типу С;
г) стенд типу В
Стенд типу С (рис. 1, в) мае вигляд повггропроводу, встановленого перед вхщним патрубком вентилятора, з поперечним перер1зом, який вщповь дае цьому перер1зу. На цьому стенд1 дослщжують характеристики вентилятора, який працюе в систем! всмоктувально! вентиляци.
Стенд типу Б (рис. 1, г) виконують з1 всмоктувальним 1 нагштальним повггропроводами, як кршляться безпосередньо до вхщного 1 вихщного пат-рубюв вентилятора. Такий стенд !мггуе роботу вентилятора в найбшьш по-ширених системах всмоктувально-нагштальних вентиляци.
У стандартах [3, 4] зазначено вимоги до конструкцш, розм1р1в 1 габа-рит1в перел1чених вище стенд1в. Наведено також рекомендаци щодо розташу-вання перер1з1в безпосередшх зам1р1в, а також запропоновано методику здшснення дослщжень.
Варто зазначити, що один 1 той же вентилятор, дослщжуваний на стендах р1зних тишв буде мати р1зш аеродинам1чш характеристики, що е спричиненим р1зними умовами залкання (вхщний колектор або повггропро-вщ) 1 витжання (вихщний колектор, або повггропровщ). Тому в паспортних даних, де наведено аеродинам1чш характеристики вентилятор1в, завжди по-винш зазначати, на якому стенд1 було здшснено випробування вентилятора, \ якому його розмщенш в лабораторному стенд1 вщповщае ця характеристика.
Найкраща аеродинам1чна характеристика вентилятора з найбшьшим значенням ККД визначають на класичному стенд1 типу А тд час вшьного входу { виходу повггряного потоку. Найбшьш знижену характеристику робо-ти вентилятора у вентиляцшнш систем! отримують у дослщженнях на стендах тишв В { Б, коли до нагштального патрубка вентилятора прикршлений
94
Збiрник науково-технiчних праць
пов1тропровщ. У цьому випадку, на початковому вщр1зку повггропроводу, вщбуваеться вир1внювання нагштального потоку 1з супутшми додатковими втратами тиску. За певних режим1в роботи вентилятора втрати тиску зроста-ють, тому ККД вщповщно може знизитись на 5 % [7], однак аеродинам1чш характеристики, отримаш на цих стендах, вщповщатимуть реальним умовам роботи вентилятора у вентиляцшнш системь А шд час проектування системи вентиляцп та шдбору вентилятора з аеродинам1чних характеристик класич-ного стенда типу А, потр1бно передбачати запас тиску до 3-5 % [7].
Шд час проектування вентиляцшно! системи потр1бно не тшьки точно розрахувати ошр системи { пщбрати вентилятор, що мае задаш параметри, але { правильно розташувати вентилятор у системг Основш вимоги до ефек-тивно! роботи вентилятора у вентиляцшнш систем! зводяться до створення р1вном1рного поля швидкостей в безпосереднш близькост вщ вхщного { ви-хщного патрубюв вентилятора. Особливо важливо забезпечити р1вном1ршсть потоку шд час виходу з вентилятора, який працюе в систем1 нагштально! вентиляцп.
Численш дослщження та рекомендацп [5-7] показали, що для ефек-тивно! роботи вентилятора в систем! витжально! (витяжно!) необхщно до вхщного патрубка приеднати вхщний колектор (рис. 2, а). При цьому збшь-шення ККД може досягнути 2-3 % [7]. Якщо вся мережа розташовуеться на сторош нагштання, то за вихщним патрубком вентилятора варто розмщува-ти добре спроектований дифузор (рис. 2, б). При цьому ютотно знижуеться динам1чний тиск вентилятора { зменшуеться сумарний ошр мережь
Рис. 2. Елементи поеднання радiального вентилятора з вентиляцшною системою та його розмЩення: а) з1 застосуванням входного колектора у система всмоктувалъног вентиляцп; б) з1 застосуванням дифузора в система нагнталъног вентиляцп; в) розмщення выъного вих1дного патрубка в1дносно устаткування I стт
Вшьш вхщний { вихщний патрубки вентилятора не повинш бути загнет близько розташованими стшами { гром1здким устаткуванням. Вщстань до найближчих поверхонь завад вщ патрубюв вентилятора повинна бути не меншою одного кал1бру (рис. 2, в). За кал1бр приймають розм1р характерного перер1зу: д1аметр Б для круглого перер1зу { пдравл1чний д1аметр Бг для пря-мокутного або шшого перер1зу повггропроводу. Пдравл1чний д1аметр розра-ховують за формулою:
Бг = 4¥ / П, (1)
де: ¥ - площа поперечного перер1зу патрубка, м2; П - периметр патрубка, м.
Пiд час роботи радiального вентилятора у всмоктувально-нагштальнш вентиляцiйнiй системi потрiбно забезпечити прямолшшш дiлянки повггроп-роводiв безпосередньо до i пiсля вентилятора. Довжина дшянки перед всмок-тувальним патрубком радiального вентилятора повинна бути не менше 3Б, де Б - дiаметр вхiдного патрубка вентилятора. Довжина дшянки повггропро-воду, пiсля нагнiтального патрубка, повинна становити не менше 2Б [7].
Дуже важливо, щоби площа i конфiгурацiя вхiдного i вихщного пат-рубкiв вентилятора вiдповiдали плошд i конф^ураци перерiзiв, приеднаних до них повiтропроводiв. За однаково! плошд вказаних перерiзiв i рiзницi 1хньо! конф^ураци потрiбно мiж вентилятором i повiтропроводом розмщу-вати перехiдники, завдовжки не менше одного калiбру.
Недопустимо приеднувати вентилятор до всмоктувальних та нагш-тальних повiтропроводiв, в яких площа поперечного перерiзу менша, тж площа вхiдного (всмоктувального) чи вихщного (нагнiтального) патрубкiв вентилятора. При завуженш перерiзу повiтропроводу, приеднаного до нагш-тального патрубка вентилятора вiдбуваеться збшьшення швидкостi повггря-ного потоку, а отже i пiдвишення динамiчного тиску, що знижуе тиск та по-вiтропродуктивнiсть вентилятора.
За потреби, приеднання вентилятора до повiтропроводiв iз меншою чи з бiльшою площею поперечного перерiзу, варто застосовувати перехiднi еле-менти у виглядi дифузорiв i конфузорiв. Проте встановлення цих та шших елементiв у виглядi, наприклад, поворотних дiлянок, у безпосереднiй близь-костi вiд вентилятора, порушуе умови рiвномiрностi поля швидкостей в пере-рiзах до, а особливо, шсля вентилятора. При цьому не забезпечуються умови вiдповiдностi випробування вентиляторiв на стендах. У цих випадках наведена в каталозi аеродинамiчна характеристика повинна бути вщкоректована.
Особливостi розрахунку втрат тиску у вхiдних та вихщних елементах: вхiдних коробах, вщводах, переходах з квадратного на круглий перерiз, диву-зорах (плоских - симетричних та несиметричних, пiрамiдальних), вказаш у вiдповiдних рекомендацiях [6-7].
Висновок. Для шдвищення ефективностi роботи радiального вентилятора у вентиляцшнш системi потрiбно:
• враховувати, на якому тип стенда було отримано його аеродинам1чт характеристики для наступного коректування запасу тиску;
• передбачати прямолшйт дшянки пов1тропровод1в до 1 тсля вентилятора;
• за р1зно! конфкураци 1 площах перер1з1в патрубшв вентилятора та пов1троп-ровод1в потр1бно застосовувати добре спроектоват перехвдт елементи;
• виконувати основы вимоги щодо його розташування ввдносно син 1 гром1з-дкого обладнання, задля дотримання умов в1льного входу 1 виходу пов1тря-ного потоку.
Л1тература
1. Калинушкин М.П. Вентиляторы в СССР // В сб.: Повышение эффективности вентиляторных установок. - М. : Изд-во МДНТП, 1982. - С. 4-6.
2. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы : учебн. пособие [для ВУЗов по спец. "Теплогазоснабжение и вентиляция"]. - 6-е изд., [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1987. - 176.
96
Збiрник науково-техшчних праць
3. ISO 5801. Industrial fans. Performance testing using standardized airways.
4. ГОСТ 10921-90. "Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний". - 23 с.
5. Центробежные вентиляторы / под ред. Т.С. Соломаховой. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1975. - 236 с.
6. Временные методические рекомендации по проектированию входных и выходных элементов вентиляторных установок. - М. : Изд-во ЦНИИ-Прозданий, 1976. - 25 с.
7. Рекомендации по расчету гидравлических сопротивлений сложных элементов систем вентиляции. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1981. - 29 с.
Гулай Б.И. Повышение эффективности работы радиального вентилятора в вентиляционной системе
Отмечено, что во время подбору радиального вентилятора нужно учитывать ряд таких факторов, как: тип стенда, на котором определенно аэродинамические характеристики, наличие прямолинейных участков, их поперечного перереза и конфигурации до и после вентилятора, а также элементов его присоединения к вентиляционной системе. Это обеспечит его эффективную работу в системе вентиляции с параметрами, приведенными в технической документации. Также отмечено о неотложности корректировки характеристики вентилятора и предвидения запаса давления, если эти требования не выполняются.
Ключевые слова: вентиляционная система, радиальный вентилятор, скорость воздушного потока, давление, режим работы, параметры, эффективность.
Gulai B.I. Increasing efficiency of radial fan operation in the ventilation system
This article states that it is important to consider a number of factors when choosing a radial fan, namely, test bench with defined aerodynamic characteristics, presence of linear areas, theirs cross-section and configuration before and after the fan, as well as elements that join the fan to the ventilation system. It ensures effective fan operation in the ventilation system according to parameters provided in technical documentation. If these requirements are not met it is necessary to correct fan characteristics and predict pressures reserve.
Keywords. ventilation system, radial fan, airflow velocity, pressure, operation mode, parameters, efficiency. _
УДК621.43.068.3 Доц. О.М. Креховецький, канд. техн. наук;
доц. А.В. CuöipHuü, канд. бюл. наук; доц. К.В. Степова, канд. бюл. наук;
доц. А. Б. Тарнавський, канд. техн. наук - НУ "Львшька полiтехнiка"
АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГООЩАДШСТЬ -ОСНОВН1 ПРОБЛЕМИ СЬОГОДЕННЯ
Розглянуто питання використання вторинних енергоресурав, яю на сьогодш використовують надзвичайно мало або зовам не використовують. Йдеться про ути-лiзaцiю вторинного тепла димових газiв тчних агрегатсв для випалу цементного клшкеру. Використання тепла вщпрацьованих димових газiв дасть змогу ютотно зменшити питому витрату первинних енергоноспв. О^м цього, використання рекуперативного теплообмшника спонукае вжиття запобiжних заходiв щодо забивання мiжреберного простору теплообмшника пилом, значна кшьюсть якого перебувае в димових газах, i очищувати вщ нього цей проспр.
Ключов1 слова: "вторинш" енергоносп, тчний агрегат для випалу цементного клшкеру, питома витрата технологичного палива.
За оцшками експер^в (зокрема за прогнозами Мiжнародного енерге-тичного агентства - IEA), запаЫв нафти на Землi вистачить лише до 2030-
