Основи теорії вентиляторних процесів.

Основною частиною всякого вентилятора є робоче колесо, при обертанні якого передається енергія двигуна газу (повітрю).

Тому теоретичний аналіз роботи вентилятора починається з дослідження руху частини в міжлопатевому просторі робочого колеса на основі паралелограмів швидкостей.

Рис.4.1. Паралелограми швидкостей частинок повітря в

міжлопатевих каналах вентилятора.

З аналізу паралелограмів швидкостей часток газу в міжлопатевому просторі робочого колеса відцентрового вентилятора, робота останнього полягає в наступному.

Газ, поступаючи в між лопатеві канали, обертається разом з колесом. Під впливом відцентрових сил переміщається до периферії колеса і викидається в канал, який розміщений навколо колесо.

Робота відцентрових сил приводить до збільшення енергії потоку.

Якщо вважати втрати енергії в каналах рівними нулю, то рівняння Бернуллі в такому випадку має вигляд:

В розвернутому вигляді:

Отже, Підвищення тиску в потоці, який переходить через колесо:

Ця рівність показує, що тиск, який розвивається колесом, є результатом двох процесів:

1) перетворення кінетичної енергії відносного руху;

2) перетворення роботи відцентрових сил.

В осьових вентиляторах аналіз роботи здійснюється на еонові теорії решітки профілів (рис.4.3), яку отримують шляхом розтину робочого колеса циліндричною поверхнею з радіусом г (рис.4.2) і розвертання цієї поверхні з розрізами лопатей на плоску площину. Цей аналіз виконується з використанням паралелограмів швидкостей решітки лопатей (рис.4.4).

Рис. 4.2. Схема чотирьохлопатевої осьової машини.

Рис. 3.3. Решітка лопатей осьової машини розвернута на площину.

З аналізу планів швидкостей (рис.4.4) видно, що решітка профілів міняє значення і напрямок відносної і абсолютної швидкостей.

З умови неперервності потоку осьові швидкості на вході і виході з робочого колеса осьового вентилятора, вважаючи, що внаслідок малого стиснення газу процес здійснюється ізотермічно, є рівними між собою.

Викладене говорить про те, що приріст енергії потоку в робочому колесі осьового вентилятора забезпечується закручуванням цього потоку.

Рис. 4.4. Паралелограм швидкостей частинок повітря в між лопатевих

каналах осьового вентилятора.

Напір, який розвивається робочими колесами вентиляторів, залежить від швидкості потоку і його розмірів. Основна задача теорії полягає у встановленні цієї залежності.

Кінематика потоку в криволінійних каналах, які обертаються, досить складна і часто теоретичні дослідження процесу досить громіздкі. Тому розрахунки ведуться з використанням дослідних коефіцієнтів, а спрощені теоретичні викладки, які не відтворюють в повній мірі всіх процесів і не дають достатньої точності, використовують для пояснення процесів.

Так, наприклад, пояснюється вплив форми лопатей на напірну характеристику відцентрового вентилятора (рис.4.5).

Теоретичним шляхом встановлені умови подібності вентиляторів і виведені формули пропорційності.

Рис. 3.5. Напірна характеристика відцентрового вентилятора.