Меню

Система повышенного давления вентиляции

Вентиляторы высокого давления

Условия функционирования промышленных систем вентиляции бывают разными. Для крупных предприятий с разветвленной системой воздуховодов требуются вентиляторы, способные преодолеть сопротивление каналов. Решением таких задач должны заниматься специализированные устройства, обладающие расширенными возможностями при стандартных размерах соединительных фланцев, чтобы не приходилось монтировать специализированную сеть воздуховодов. Этими устройствами являются промышленные вентиляторы высокого давления.

Вентиляторы высокого давления

Вентиляторы высокого давления (ВВД) — это отдельный тип устройств, конструктивно предназначенных для перемещения больших объемов газа через воздуховоды с большим аэродинамическим сопротивлением. Стандартные системы не справятся с высокими нагрузками, а установка промежуточных вентиляторов означает дополнительные расходы, необходимость ремонта или обслуживания, что не всегда удобно или возможно. Основным признаком ВВД является увеличенный диаметр и меньшая ширина лопаток рабочего колеса . Характеристики вентиляторов высокого давления показывают способность оборудования развивать давление от 3 до 12 кПа.

Внимание! С конструкторской точки зрения, устройства, способные создавать большее давление, считаются компрессорами, хотя среди дымососов и иных специфических типов вентиляторов встречаются образцы, создающие давление в 25000 кПа.

К категории ВВД относятся, в основном, центробежные вентиляторы, хотя имеются и осевые устройства. Радиальные вентиляторы более приспособлены для создания высоких значений напора благодаря своей конструкции. Следует учитывать, что специфика центробежных ВВД — именно напор, повышенной производительностью эти устройства не отличаются. На участках с необходимостью использования ВВД с большой производительностью применяются осевые конструкции, способные перемещать большие массы газов с высоким давлением. При этом, показатели по напору у осевых устройств ниже, чем у радиальных, что связано с особенностями конструкции.

Особенности конструкции ВВД

Центробежные устройства имеют больший диаметр рабочего колеса по сравнению с вентиляторами среднего и низкого давления . Расстояние, пройденное лопатками за один оборот, увеличивается, энергия выбрасываемого воздуха возрастает, что позволяет создавать увеличенный напор при относительно небольшом увеличении размеров улитки и рабочего колеса. Лопатки могут быть загнуты вперед или (чаще всего) назад. Направление наклона лопаток определяет способность эффективной работы без сбоев или «захлебывания» при высоком выходном сопротивлении.

Высокое давление внутри корпуса требует повышенной прочности улитки, что достигается использованием большей толщины металла при изготовлении, а вентиляторы с максимальными значениями делаются с литым корпусом, способным выдерживать высокое рабочее давление. Рабочее колесо тщательно балансируется, биения могут вывести из строя в короткий срок.

Ресурс ВВД в среднем — 20000 часов работы, причем, никакого ухода практически не требуется.

Область применения ВВД

В промышленности центробежные вентиляторы высокого давления используются, чаще всего, на протяженных воздуховодах сложной конфигурации, для создания высокого давления (или вакуума). Кроме того, они убедительно показали себя как эффективное средство наддува при сжигании нефтепродуктов, угля или газа. Успешны при эксплуатации в составе сушильных комплексов. Вентилятор вытяжной высокого давления с успехом заменяет дымососы или воздуходувки, эффективен как местный отсос пыли или взвеси частиц от станков или технологических агрегатов.

ВВД незаменим при необходимости транспортировки воздушного потока по сложной системе каналов с большим числом поворотов, решеток, изменений просвета и т.д. Устанавливается как в начале линии (нагнетающий), так и в конце, для вытяжки, используется в качестве пылевого вентилятора.

Случаев применения ВВД намного больше, поскольку производственная деятельность разнообразна, эксплуатация вентиляционных систем не ограничивается только воздухообменными задачами. Транспортировка газов, подача продукта на большие расстояния, создание высоконапорных потоков для обеспечения разных процессов — практически во всех этих сферах применяются ВВД, подобранные по характеристикам и являющиеся оптимальным решением для возникающих задач.

Читайте также:  Препарат для нормализации давления гомеопатия

Вентиляторы высокого давления решают специфические задачи транспортировки газов по воздуховодам с высоким аэродинамическим сопротивлением. Конструкция таких устройств не претерпела серьезных изменений, увеличен диаметр рабочего колеса и корпус изготовлен из более прочных материалов. КПД таких устройств довольно высок, при оптимальном балансе размеров колеса, скорости вращения и мощности электродвигателя он может достигать 85-87% или даже больше.

Отсутствие серьезного обслуживания и большой ресурс вентилятора позволяет обходиться без регулярного обслуживания и производить ремонтные работы только по необходимости. Существуют специальные требования к воздуховодам — высокое давление в сети исключает использование мягких рукавов, фланцевые соединения должны быть плотно подогнаны во избежание утечек.

Источник

Как определить давление вентилятора: способы измерить и рассчитать давление в вентиляционной системе

Если комфорту в доме вы уделяете достаточно внимания, то наверное, согласитесь, что качество воздуха должно стоять на одном из первых мест. Свежий воздух полезен для здоровья и мышления. В хорошо пахнущую комнату не стыдно пригласить гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — нелегкое занятие, неправда ли?

Многое зависит от выбора вентилятора и в первую очередь его давления. Но до того как определить давление вентилятора, нужно ознакомиться с некоторыми физическими параметрами. Прочитайте о них в нашей статье.

Благодаря нашему материалу вы изучите формулы, узнаете виды давления в вентиляционной системе. Мы привели для вас сведения о полном напоре вентилятора и двух способах, по которым его можно измерить. В итоге вы сможете самостоятельно измерить все параметры.

Давление в вентиляционной системе

Чтобы вентиляция была эффективной, нужно правильно подобрать давление вентилятора. Есть два варианта для самостоятельного измерения напора. Первый способ — прямой, при котором замеряют давление в разных местах. Второй вариант — рассчитать 2 вида давления из 3 и получить по ним неизвестную величину.

Давление (также — напор) бывает статическим, динамическим (скоростным) и полным. По последнему показателю выделяют три категории вентиляторов.

К первой относят приборы с напором Формулы для расчета напора вентилятора

Напор представляет собой соотношение воздействующих сил и площади, на которую они направлены. В случае с вентканалом речь идет о воздухе и сечении.

Поток в канале распределяется неравномерно и не проходит под прямым углом к поперечному разрезу. Узнать точный напор по одному замеру не удастся, придется искать среднее значение по нескольким точкам. Сделать это нужно и для входа, и для выхода из вентилирующего прибора.

Полное давление вентилятора определяют по формуле Pп = Pп (вых.) – Pп (вх.), где:

  • Pп (вых.) — полное давление на выходе из устройства;
  • Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Для статического давления вентилятора формула отличается незначительно.

Ее записывают как Рст = Рст (вых.) – Pп (вх.), где:

  • Рст (вых.) — статическое давление на выходе из устройства;
  • Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Статический напор не отображает нужное количество энергии для ее передачи системе, а служит дополнительным параметром, по которому можно узнать полное давление. Последний показатель — основной критерий при выборе вентилятора: как домашнего, так и промышленного. Снижение полного напора отображает потерю энергии в системе.

Читайте также:  Гидравлическое давление и рабочее давление это

Статическое давление в самом вентиляционном канале получают из разницы статического давления на входе и выходе из вентиляции: Рст = Pст 0 – Рст 1. Это второстепенный параметр.

Правильный выбор вентилирующего устройства включает такие нюансы:

  • подсчет расхода воздуха в системе (м³/с);
  • подбор устройства на основе такого расчета;
  • определение скорости на выходе по выбранному вентилятору (м/с);
  • расчет Pп устройства;
  • измерение статического и динамического напора для сравнения с полным.

Для расчета места для замера напора ориентируются на гидравлический диаметр воздуховода. Его определяют формулой: D = 4F / П. F — это площадь сечения трубы, а П — ее периметр. Расстояние для определения места замера на входе и выходе измеряют количеством D.

Как вычислить давление в вентиляции?

Полный напор на входе измеряют в поперечном сечении вентиляционного канала, находящемся на расстоянии двух гидравлических диаметров воздуховода (2D). Перед местом измерения в идеале должен быть прямой фрагмент воздуховода с длиной от 4D и невозмущенным течением.

На практике вышеописанные условия встречаются редко, и тогда перед нужным местом устанавливают хонейкомб, который выпрямляет поток воздуха.

Потом в систему вентиляции вводят приемник полного давления: в несколько точек в сечении по очереди – минимум в 3. По полученным значениям высчитывают средний результат. У вентиляторов со свободным входом Pп входное соответствует давлению окружающей среды, а избыточный напор в таком случае равняется нулю.

Если измерять сильный поток воздуха, то по давлению следует определить скорость, а потом — сопоставить ее с размером сечения. Чем выше скорость на единицу площади и чем больше при этом сама площадь, тем производительнее вентилятор.

Полный напор на выходе — понятие сложное. Выходящий поток имеет неоднородную структуру, которая также зависит от режима работы и типа прибора. Воздух на выходе имеет зоны возвратного движения, что усложняет расчет напора и скорости.

Закономерность для времени появления такого движения установить не удастся. Неоднородность течения достигает 7—10 D, но показатель можно снизить выпрямляющими решетками.

Иногда на выходе из вентилирующего устройства стоит поворотное колено или отрывной диффузор. В таком случае течение будет еще более неоднородным.

Напор тогда измеряют по следующему методу:

  1. За вентилятором выбирают первое сечение и сканируют его зондом. По нескольким точкам измеряют средний полный напор и производительность. Последнюю потом сравнивают с производительностью на входе.
  2. Дальше выбирают дополнительное сечение — на ближайшем прямом участке после выхода из вентилирующего прибора. От начала такого фрагмента отмеряют 4—6 D, а если длина участка меньше, то выбирают сечение в самой отдаленной точке. Затем берут зонд и определяют производительность и средний полный напор.

От среднего полного давления на дополнительном сечении отнимают расчетные потери на отрезке после вентилятора. Получают полное давление на выходе.

Потом сравнивают производительность на входе, а также на первом и дополнительном сечениях на выходе. Правильными следует считать входной показатель и один из выходных — более близкий по значению.

Читайте также:  Какие вкладыши отвечают за давление масла в двигателе

Прямолинейного отрезка нужной длины может и не быть. Тогда выбирают сечение, которое разделяет участок для замера на части с соотношением 3 к 1. Ближе к вентилятору должна быть большая из этих частей. Замеры нельзя производить в диафрагмах, шиберах, отводах и других соединениях с возмущением воздуха.

В случае с крышными вентиляторами Pп измеряют только на входе, а на выходе определяют статическое. Скоростной поток после вентилирующего устройства теряется почти полностью.

Также рекомендуем прочесть наш материал о выборе труб для вентиляции.

Особенности расчета напора

Измерение давления в воздушной среде усложняется из-за ее быстро меняющихся параметров. Манометры следует покупать электронные с функцией усреднения результатов, получаемых за единицу времени. Если напор резко скачет (пульсирует), пригодятся демпферы, которые сглаживают перепады.

Следует помнить такие закономерности:

  • полное давление — это сумма статического и динамического;
  • полный напор вентилятора должен равняться потерям давления в вентиляционной сети.

Измерить статическое давление на выходе не составит труда. Для этого используют трубку для статического напора: один конец вставляют в дифманометр, а другой направляют в сечение на выходе из вентилятора. По статическому напору вычисляют скорость потока на выходе из вентилирующего прибора.

Динамический напор тоже измеряют дифманометром. К его соединениям подключают трубки Пито — Прандтля. К одному контакту — трубку для полного напора, а к другому — для статического. Полученный результат будет равняться динамическому давлению.

Чтобы узнать потери давления в воздуховоде, можно проконтролировать динамику потока: как только вырастает скорость движения воздуха, повышается сопротивление вентиляционной сети. Напор теряется из-за этого сопротивления.

При росте скорости вентилятора статический напор падает, а динамический растет пропорционально квадрату увеличения расхода воздуха. Полное давление не изменится.

С правильно подобранным устройством динамический напор изменяется прямо пропорционально квадрату расхода, а статический — обратно пропорционально. В таком случае количество используемого воздуха и нагрузка электродвигателя если и будут расти, то несущественно.

Некоторые требования к электродвижку:

  • малый пусковой момент — по причине того, что расход мощности меняется в соответствии с изменением количества оборотов, подведенного к кубу;
  • большой запас;
  • работа на максимальной мощности для большей экономии.

Мощность вентилятора зависит от полного напора, а также от КПД и расхода воздуха. Последние два показателя коррелируют с пропускной способностью вентсистемы.

На стадии ее проектирования придется расставить приоритеты. Учесть затраты, потери полезного объема помещений, уровень шума.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор физических показателей, которые нужны для измерений:

Роль давления в вентиляционной сети:

Вентилятор — простая конструкция в виде колеса с лопастями. Одновременно это главная часть вентиляционной системы. Механический прибор влияет на напор в воздуховоде и определяет эффективность вентиляции.

Если хотите рассчитать давление вентилятора, разберитесь с такими величинами, как скорость, расход воздуха, мощность. Вы будете лучше понимать суть измерений. Главный показатель, полный напор измеряйте по описанных нами схемах.

Если у вас есть вопросы — задавайте их в форме под статьей. Пишите комментарии и обменивайтесь ценными знаниями с другими читателями. Возможно, у вас есть опыт в проектировании систем вентилирования – он будет полезен в чьей-то конкретной ситуации.

Источник

Adblock
detector