Експериментальне дослідження відцентрового вентилятора

Мета роботи - вивчити конструкцію і принцип дії відцетрового вентилятора, методику проведення дослідження обробки експериментальних даних

6.1. Загальні положення.

Відцентрові вентилятори призначені для транспортування (пераміщення) повітря або газу, тобто вони належать до класу повітродувних (або газодувних) машин. Головною характеристикою цих машин є ступінь підвищення тиску котрий е відношенням тиску на виході в машини до тиску на вході

(6.1)

За цим параметром, а також залежно від характеру охолодження газовні машини підрозділяються на три типи:

< 1,15 - вентилятори

> 1,15 (без примусового охолодження) - нагнітачі;

> 1,15 (з примусовим охолодженням)- компресори.

Як і відцентрові насоси, відцентровані вентилятори належать до класу динамічних машин. Їх конструкції аналогічні, різниця лише, в оформленні складових частин. Наприклад, на відміну від литого корпуса насоса, корпус вентилятора зварений; робочі лопатки вентилятора приварюють або приклепують до диска.

У теорії цих машин енергія, яка передаеться газу (повітрю), належить до одиниці об’єму, тобто замість напору використовують поняття тиск, який е сумою статичного і динамічного тисків

(6.2)

Динамічний тиск обумовлений швидкістю потоку повітря (газу) і може бути підрахований за формулою

(6.3)

де - середня швидкість повітря в перерізі;М/с

- густина повітря, кг/м³

За своєю фізичною природою динамічний тиск є кінетичною енергіею, що віднесена до одиниці об'єму.

Оскільки у вентиляторі відбувається процес перетворення механічної енергії на енергію потоку газу, то повний тиск,.створений вентилятором, буде дорівнювати різниці тисків на виході і на вході , тобто

Відповідно (6.2), кожний тиск є сумою і , тобто

Знак “-” перед е тому, що на вході у вентилятор створюється тиск, нижчий за атмосферний. Отже, повний тиск створений вентилятором.

(6.4)

Корисну потужність вентилятора обчислюють відповідно до (4.13), повний ККД - за (4.14).

(6,5)

де - подача рентлятора. .

Певний ККД

(6.6)

Отже,потужність на валу

(6.7)

Вентилятори, як правило, створюють помірний тиск. За цією Ознакою вентилятори підрозділяються на три групи: низького тиску(до 1000 Па), середнього тиску (більш 1000, але менше 3000 Па) і високого тиску (більш 3000 Па). Для оцінки якості машини щодо створеного Нею тиску використовують поняття статичного ККД.

(6.8)

Де

Гідравлічний ККД розраховують эа формулою

(6.9)

Де - потужність холостого ходу вентилятора, тобто потужність вентилятора, коли він працює на закриту мережу

Коефіцієнт швидкохідності вентиля

- подача вентилятора. ;

- повний тиск, Па;

- частота обертання, об/хв.

6.2. Опис експериментального стенда

Досліди проводять на стенді, показаному на рис.6. 1 Він складається з вентилятора 1, котрий приводиться в дію асинхронним двигуном. 2. На вхідному патрубку змонтовано колектор, виготовлений в органічного скла. Призначення колектора - створити рівномірне розподі- лення швидкості на вході. На рис.6.2 показана схема вентилятора.

Записавши рівняння Бернули для перерізів 1-1, 2-2 і припустивши, що швидкість на значній відстані від колектора дорівнює нулю, можна записати

де вакуум з колекторі.

Оскільки епюра швидкості з колекторі рівномірна,то U дорівнює Передній швикості V, крім цього.

-густина рідини у дифманометр (вода), кг/м

- різниця рівнів рідин у дифманометрі,м

Середня швидкість

(6.11)

Де -0,95 - коефіцієнт колектор- яхий враховує втрати енергії.

Отже,-колектор в витратомірним пристроєм. Подача вентилятора регулюється шисером (заслінкою) 3 Дифманометр 4 призначений для вимірюваній статичного тиску на виході. Потужність, що споживає вентилятор, вимірюють ватметром. Вентилятор нагнітає повітря в трубопровід 5.

6.3. Порядок проведення роботи.

6.3.1 При повністю закритому шибері вмикають вентилятор і залишають у табл.6.1 покази дифманометрів і

(потужність холостого ходу).

6.3.2 Відкривають повністю шибер і записують покази приладів рри найбільшій подачі.

6.3.3 Поділивши перепад на чотири приблизно рівнин інтервали ї прикриваючи шибер, повторюють експерименти.

6.3.4 Записують барометричний тиск Рб і.температуру повітря t.

 

6.4Обробка результатів експерименту.

6.4.1. Обчислюють густину повітря

- барометричний тиск, мм рт.ст.

- абсолютна температури, к.

6.4.2. 3а (6.1) розраховують вхідні швидкості потоку повітря.;

6.4.3. Розраховують витрату повітня

Де площа перерізу колектора,, м²

6.4.4. Використовуючи рівняння нерозривності, ОбЧИСлюЮТЬ швидкості у трубопроводі 5.

6.4.5 Розраховують статичну тиск на вході

де - густина рідини в дифманометрі

Обчислюють статичний тиск на виході

6.4.7.За (6.3) обчислюють динамічний тиск не вході і виході

6.4.8.За (6.4) розраховують повний тиск, створений вентилятором

6.4.9.Розраховують потужність на валу вентилятора.

де k - коефіцієнт ватметра;

-0,85 ККД електродвигуна.

6.4.10.За (6.5) обчислюють корисну потужність і за (6.6) - ККД вентилятора.

6.4.11.За (6.8) обчислюють статичний ККД, а за (6.9) -гідравлічний ККД,

Результати розрахунків заносять у таблицю (тебл.б.2)

 

6.5. Подання результатів роботи.

6.5.1 На міліметрівці будують характеристики вентилятора:

6.5.2. Аналізують одержані результати і. роблять висновки по роботі.

Питання для самоконтролю

І)чи існує принципова різниця між відцентровими насосами і вентиляторами?

2)що розуміють під ступенем підвищенні тиску?

3) які параметри використовують для класифікації газодувних машин?

4)Що розуміють лід динамічним тиском? Як можна його підрахуй

ти?

5)Що розуміють під повним ти оком, що створюється вентилятором? Як його обчислити? "

6)Що розуміють лід корисною потужністю вентилятора? Що треба знати щоб її підрахувати?

7)Що розуміють під отитичі'чм ККД вентилятора? Для чого його використовують?

8) Чи е різниця у формулах для низкачення коефіцієнті швидкохідності насоса і вентиляторе

9) З якою метою на вході у пентилятор встановлено колектор?

Що він собою являє?

Лабораторная работа № 10