蝸牛のサイズに基づいたファンの計算。 産業用換気ボリュート。 量産対応モデルのレビューと比較
空気の流れを作り出す 高密度いくつかの方法で可能です。 効果的なものの 1 つは、ラジアル型ファンまたは「カタツムリ」です。 形状だけでなく動作原理も他とは異なります。
ファンのデバイスとデザイン
場合によっては、羽根車と動力ユニットだけでは空気を動かすのに十分ではありません。 スペースが限られている状況では、特殊なタイプの排気装置設計を使用する必要があります。 らせん状の本体を持ち、空気の通り道として機能します。 自分で作ることも、既製のモデルを購入することもできます。
流れを形成するために、放射状のデザインを提供します。 インペラ。 パワーユニットに接続します。 ホイールブレードは湾曲した形状をしており、移動時に放電領域を形成します。 空気(またはガス)は入口パイプから入ります。 螺旋体に沿って移動すると、出口での速度が増加します。
アプリケーションに応じて 遠心ファンカタツムリかもしれない 汎用、耐熱性または耐腐食性。 生成される空気の流れの量も考慮する必要があります。
- 低圧。 適用範囲: 生産ワークショップ、 家庭用電化製品。 気温は+80℃を超えないようにしてください。 攻撃的な環境を強制的に排除する。
- 平均圧力値。 これは、小片材料、おがくず、穀物を除去または輸送するための排気装置の一部です。
- 高圧。 燃料燃焼ゾーンへの空気の流れを形成します。 多くの種類のボイラーに搭載されています。
ブレードの移動方向は、設計、特に出口パイプの位置によって決まります。 左側にある場合、ローターは時計回りに回転します。 ブレードの数とその曲率も考慮されます。
のために 強力なモデル体を固定するには、自分の手で信頼できる基盤を作成する必要があります。 産業施設は強く振動し、徐々に破壊される可能性があります。
セルフプロデュース
まず最初に決めなければならないのは、 機能的な目的遠心ファン。 部屋や設備の特定の部分の換気が必要な場合は、ハウジングを廃材から作ることができます。 ボイラーを完成させるには、耐熱鋼を使用するか、ステンレス鋼板を自作する必要があります。
まず、電力が計算され、コンポーネントのセットが決定されます。 最良の選択肢カタツムリは、換気フードや掃除機などの古い機器から解体されます。 この製造方法の利点は、パワーユニットのパワーと車体パラメータが正確に一致することです。 カタツムリのファンは、小さな家庭作業場で一部の応用目的にのみ自分の手で簡単に作ることができます。 それ以外の場合は既製品の購入をお勧めします 工業用タイプまたは車から古いものを取り出します。
自分の手で遠心ファンを作る手順。
- 計算 全体の寸法。 デバイスが狭いスペースに設置される場合は、振動を補償するために特別なダンパー パッドが提供されます。
- 本体の製作。 ない場合 完成したデザインプラスチックシート、スチール、合板を使用できます。 後者の場合 特別な注意シールジョイントに施されています。
- パワーユニットの取り付け図。 ブレードを回転させるため、ドライブの種類を選択する必要があります。 小規模な構造の場合、シャフトを使用してモーター ギアボックスをローターに接続します。 強力な設置では、ベルトタイプのドライブが使用されます。
- 固定要素。 ボイラーなどの外筒にファンを取り付ける場合は、U字型の取付板を製作します。 大きな力を持っているため、信頼できる巨大な基地を作る必要があります。
これ 一般的なスキーム、機能的な排気を作るために使用できます。 遠心分離機自分の手で。 コンポーネントの在庫状況により変更される場合があります。 ハウジングの密閉要件に準拠すること、およびほこりや破片による詰まりから電源ユニットを確実に保護することが重要です。
動作中、ファンからかなりの騒音が発生します。 空気の流れの移動中のハウジングの振動を自分の手で補正することはほとんど不可能であるため、これを減らすことは困難です。 これは、金属やプラスチックで作られたモデルに特に当てはまります。 木材は周囲の騒音を部分的に軽減できますが、同時に耐用年数が短いです。
ビデオでは、PVC シートからハウジングを製造するプロセスを見ることができます。
量産対応モデルのレビューと比較
検討中 ラジアルファンカタツムリの場合、鋳造アルミニウム本体、シートまたはステンレス鋼などの製造材料を考慮する必要があります。 モデルは特定のニーズに基づいて選択されます。キャスト ケースのシリアル モデルの例を考えてみましょう。
すべての装置は、その目的に関係なく、さまざまな圧力の空気の流れ(純粋な空気、または他のガスの不純物や小さな均質粒子を含む空気)を生成するように設計されています。 装置は低圧、中圧、高圧を作り出すクラスに分かれています。
このユニットは、渦巻きチャンバー内でラジアルブレード型インペラ (ドラムまたはシリンダー形状) を回転させることによって空気流が生成される方法にちなんで、遠心式 (またはラジアル式) と呼ばれます。 ブレードのプロファイルは、直線、湾曲、または「翼プロファイル」にすることができます。 回転速度、ブレードの種類、数に応じて、空気流の圧力は 0.1 ~ 12 kPa まで変化します。 一方向に回転するとガス混合物が除去され、反対方向に回転するときれいな空気が室内に送り込まれます。 電気モーターの端子の電流の位相を変えるロッカー スイッチを使用して回転を変更できます。
非攻撃性ガス混合物 (清浄または煙の空気、粒子含有量 0.1 g/m3 未満) で動作する汎用機器のハウジングは、さまざまな厚さの炭素または亜鉛メッキ鋼板で作られています。 よりアグレッシブな方へ 混合ガス(酸やアルカリの活性ガスや蒸気が存在します) 耐食性(ステンレス)鋼を使用しています。 このような機器は、摂氏 200 度までの周囲温度で動作できます。 危険な条件(鉱山機械、爆発性粉塵を多く含む)での作業用の防爆バージョンの製造では、より延性の高い金属(銅)とアルミニウム合金が使用されます。 爆発性条件に対応する装置は、重量が増大し、動作中の火花が発生しないことが特徴です ( 主な理由粉塵やガスの爆発)。
ブレードを備えたドラム (インペラ) は、腐食を受けず、長期の振動負荷に耐えるのに十分な延性を備えた鋼グレードで作られています。 ブレードの形状と枚数は、特定の回転速度での空気力学的負荷に基づいて設計されています。 大量直線またはわずかに湾曲したブレードが高速で回転し、より安定した空気の流れを生み出し、騒音が少なくなります。 しかし、空気流の圧力は、空気力学的な「翼形状」を備えたブレードが取り付けられているドラムの圧力よりも依然として低いです。
「カタツムリ」とは、振動が増加した機器を指します。その理由はまさに回転羽根車のバランスの低さです。 振動は次の 2 つの影響を引き起こします。 レベルが上がった騒音やユニットを設置するベースの破壊の可能性があります。 ハウジングのベースと設置場所の間に衝撃吸収スプリングを挿入することで、振動レベルを低減します。 一部のモデルの取り付けにはスプリングの代わりにゴムクッションが使用されます。
換気ユニット - 「カタツムリ」には電気モーターが装備されており、防爆ハウジングとカバーを装備することができ、攻撃的なガス環境での動作のために塗装が改良されています。 基本的にそれは 非同期モーター一定の回転速度で。 電気モーターは、次の条件で動作するように設計されています。 単相ネットワーク(220 V) または三相 (380 V)。 (力 単相電気モーター 5 - 6 kWを超えない)。 例外的に、回転速度が制御されたモーターとサイリスタ制御を取り付けることができます。
電気モーターをドラムシャフトに接続するには 3 つの方法があります。
- 直接接続。シャフトはキー付きブッシュを使用して接続されています。 「構成図その1」
- ギアボックスを介して。ギアボックスには複数のギアを含めることができます。 「構成図その3」。
- ベルトプーリートランスミッション。プーリーを交換すると回転速度が変化する場合があります。 「構成図その5」。
突然のジャムが発生した場合の電気モーターの最も安全な接続は、ベルトとプーリーの接続です (インペラシャフトが突然停止すると、ベルトが損傷します)。
ケーシングは、垂直に対して 0 ~ 315 の 45 度の出口穴の 8 つの位置で製造されます。 これにより、ユニットをエアダクトに簡単に取り付けることができます。 振動の伝達を防ぐため、エアダクトのフランジとユニット本体は、厚いゴム引きターポリンまたは合成繊維で作られたスリーブを介して接続されています。
機器は耐久性のある塗装が施されています 粉体塗料耐衝撃性が向上しました。
人気のVRおよびCCモデル
1.ファンVR 80 75 低圧
のために設計されています 換気システム生産と 公共の建物。 作業条件: 温帯および亜熱帯気候、非攻撃的な条件。 汎用機器 (GP) の動作に適した温度範囲は -40 ~ +40 です。 耐熱モデルは+200までの増加に耐えます。 材質:炭素鋼。 平均湿度レベル: 30-40%。 集煙器は+600℃の温度で1.5時間動作できます。
インペラには 12 枚の湾曲したブレードが搭載されています。 ステンレス鋼.
耐食モデルはステンレス製です。
防爆 - 炭素鋼および真鍮 (通常の湿度の場合)、ステンレス鋼および真鍮 (通常の湿度の場合) 高湿度)。 最も保護されたモデルの素材: アルミニウム合金。
この装置は、設計スキーム No. 1 および No. 5 に従って製造されています。 キットに含まれるモーターの出力範囲は 0.2 ~ 75 kW です。 回転速度が最大750から3000 rpmの最大7.5エンジン、より強力なもの - 356から1000。
耐用年数 - 6年以上。
モデル番号は羽根車の直径を反映しています: No. 2.5 ~ 0.25 m。 最大No. 20 - 2 m(GOST 10616-90による)。
いくつかの人気のあるモデルのパラメータ:
1. VR 80-75 No. 2.5: エンジン (Dv) 0.12 ~ 0.75 kW; 1500 および 3000 rpm。 圧力 (P) - 0.1 ~ 0.8 kPa; 生産性 (Pr) - 450 ~ 1700 m3/h。 防振装置 (Vi) - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
2. VR 80-75 No. 4: Dv 0.18 ~ 7.5 kW。 1500 および 3000 rpm。 P - 0.1 ~ 2.8 kPa; Pr - 1400 ~ 8800 m3/h。 V - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
3. VR 80-75 No. 6.3: Dv 1.1 ~ 11 kW; 1000 および 1500 rpm。 P - 0.35 ~ 1.7 kPa; Pr - 450 ~ 1700 m3/h。 V - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
4. VR 80-75 No. 10: Dv 5.5 ~ 22 kW; 750 および 1000 rpm; P - 0.38 ~ 1.8 kPa; Pr - 14600 ~ 46800 m3-h。 V - ゴム。 (5個) K.s. 1番。
5. VR 80-75 No. 12.5: Dv 11 ~ 33 kW。 536 および 685 rpm。 P - 0.25から1.4ka; Pr - 22000 ~ 63000 m3/h。 V-ゴム(6個)。 K.s. 5番。
6. ファン VT 14 46 中圧。
ブレード数 (32 個) を除き、性能特性と製造材料は VR と同じです。
番号 - 2 から 8。構造図 No. 1 と No. 5。
耐用年数 - 6年以上。 保証労働時間数は8000時間です。
パラメータとパフォーマンス:
1. VT 14 46 No. 2: Dv 0.18 ~ 2.2 kW; 1330 および 2850 rpm; P - 0.26 ~ 1.2 kPa; Pr - 300 ~ 2500 m3/h。 V - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
2. VT 14 46 No. 3.15: Dv 0.55 ~ 2.2 kW; 1330 および 2850 rpm。 P - 0.37 ~ 0.8 kPa; Pr - 1500 ~ 5100 m3/h。 V - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
3. VT 14 46 No. 4: Dv 1.5 ~ 7.5 kW。 930 および 1430 rpm; P - 0.55 ~ 1.32 kPa; Pr - 3500 ~ 8400 m3/h。 V - ゴム。 (4個) K.s. 1番。
4. VT 14 ~ 46 No. 6.3: Dv 5.5 ~ 22 kW。 730 および 975 rpm; P - 0.89 ~ 1.58 kPa; Pr - 9200 ~ 28000 m3/h。 V - ゴム。 (5個) K.s. 1.5号。
5. VT 14 ~ 46 No. 8: Dv 5.5 ~ 22 kW; 730 および 975 rpm; P - 1.43 ~ 2.85 kPa; Pr - 19,000 ~ 37,000 m3/h。 V - ゴム。 (5個) K.s. 1.5号。
集塵ファン「カタツムリ」
ダストファンは過酷な作業条件向けに設計されており、その目的は、かなり大きな粒子(小石、ほこり、小さな金属の削りくず、木くず、木くず)を含む空気を作業現場から除去することです。 インペラには厚い炭素鋼で作られた 5 枚または 6 枚のブレードが付いています。 ユニットは機械の排気フード内で動作するように設計されています。 人気のモデルは VCP 7-40 です。 K.sに従って実行されました。 5番。
970 ~ 4000 Pa の圧力を発生し、「中圧および高圧」に分類できます。 インペラ数は 5、6.3、8 です。エンジン出力は 5.5 ~ 45 kW です。
その他
特別なクラスの装置があります - 吹き込み用 固体燃料ボイラー。 ポーランドで生産されています。 専用設備 暖房システム(プライベート)。
「カタツムリ」の本体は以下から鋳造されています。 アルミニウム合金。 重りシステムを備えた特別なダンパーは、モーターがオフになっているときに空気が火室に入るのを防ぎます。 任意の位置に設置可能です。 温度センサー付き小型モーター、0.8kW。 ベースサイズの異なるモデルWPA-117k、WPA-120kが販売されています。
ロシア連邦教育科学省
連邦州高等専門教育自治教育機関「ロシア初代大統領 B.N. にちなんで命名されたウラル連邦大学」 エリツィン」
産業火力工学科
コースプロジェクト
専門分野: 「熱機関と過給機」
テーマ:「片持ち式遠心送風ファンの計算」
学生ヤコフ D.V.
グループEN-390901
コルパコフ先生 A.S.
エカテリンブルク 2011
1.初期データ
計算結果
簡単な説明遠心ファン
遠心ファンの空力計算
機械計算
ファンドライブの選択
参考文献
1.初期データ
表1.
名前 |
ユニット 測定された |
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ファンの性能 |
千㎥/時 |
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ファン全圧 |
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ユニットへの入口のガスパラメータ: |
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絶対圧力 |
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温度 |
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密度 |
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気体の分子量 |
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承認されました ソースシステム係数: |
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損失水頭係数: |
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インペラの入り口に |
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インペラーブレードについて |
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作動翼に流れを向ける場合 |
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速度変化係数: |
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スパイラル出口(ケーシング)内 |
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インペラの入り口に |
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遠心ファンを計算するために提案されているすべてのオプションの作動流体は空気です。
2. 計算結果
表 2.
名前 |
ユニット 測定された |
|||
ファンの種類 |
コンソールタイプ |
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油圧効率 |
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機械効率 |
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全体的な効率 |
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単位軸動力 |
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スピード |
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ユニットの流れ部分の形状: |
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入口ホイールクリアランス直径 |
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ホイールブレード入口直径 |
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内腔と入口直径の比 |
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軸径 |
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車輪径 |
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出口直径と入口直径の比(ホイールモジュール) |
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エントリーホイール幅 |
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出口ホイール幅 |
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入口ブレード角度 |
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刃出口角度 |
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ホイールブレードの枚数 |
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インペラ入口における速度三角形の要素: |
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インペラ入口速度 |
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ブレードへのガス侵入速度 |
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周速 |
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ホイールブレードへの流れの入口角度 |
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インペラの出口における速度三角形の要素: |
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インペラ出口速度 |
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周速 |
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相対流量 |
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流れの渦 |
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速度比 C2r/U2 |
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ホイールから出る流れの角度 |
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円弧による羽根車ブレードのプロファイリング |
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中心円の半径 |
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ブレード外形円周半径 |
。 遠心ファンの簡単な特徴
遠心ファンは、最も多様な設計タイプを持つ送風機のカテゴリに属します。 ファン ホイールには、ホイールの回転方向に対して前方と後方の両方に湾曲したブレードが付いています。 放射状のブレードを備えたファンは非常に一般的です。
設計時には、後方ブレードを備えたファンの方が経済的で騒音も少ないことを考慮する必要があります。
ファン効率は速度が増加するにつれて増加し、後方ブレードを備えた円錐形ホイールの場合、値は ~0.9 に達することがあります。
考慮して 現代の要件ファンの設置を設計するときに省エネを達成するには、実証済みの空力設計 Ts4-76、0.55-40 およびそれらに類似したものに対応するファンの設計に焦点を当てる必要があります。
効率を左右するレイアウト ソリューション ファンユニット。 モノブロック設計 (電動ドライブシャフトにホイール) により、効率が最大値になります。 設計にランニングギア(ベアリング内の独自のシャフト上のホイール)を使用すると、効率が約 2% 低下します。 Vベルトドライブクラッチと比較すると、効率がさらに少なくとも 3% 低下します。 設計上の決定は、ファンの圧力と速度によって決まります。
開発されたものによると、 過剰な圧力汎用エアファンは次のグループに分類されます。
高圧ファン (最大 1 kPa)。
中圧ファン (1¸3 kPa);
低圧ファン (3¸12 kPa)。
一部の特殊な高圧ファンは、最大 20 kPa の圧力に達します。
汎用ファンは速度(比速度)に基づいて次のカテゴリに分類されます。
高速ファン (11<n s<30);
中速ファン (30<n s<60);
高速ファン (60<n s<80).
設計ソリューションは、設計タスクに必要なフローによって異なります。 大流量の場合、ファンには両吸込ホイールが付いています。
提案された計算は建設的なカテゴリに属し、逐次近似の方法によって実行されます。
流路の局所抵抗係数、速度変化係数、長さの比率は、ファンの設計圧力に応じて設定され、その後の検証が行われます。 正しい選択の基準は、計算されたファン圧力が指定された値に一致することです。
4. 遠心ファンの空力計算
計算には次のように指定します。
インペラ直径比
.
ガス出口とガス入口のインペラ直径の比:
.
高圧ファンには低い値が選択されます。
損失水頭係数:
a) インペラの入口:
b) インペラブレード:
c) 流れを作業ブレードに向けるとき:
;
d) スパイラル出口(ケーシング)内:
小さい値 ×で、 ×ロップ、 ×ハメ撮り、 ×低圧ファンに対応します。
速度変化係数は次のように選択されます。
a) スパイラル出口(ケーシング)内
b) インペラの入口
;
c) 作業チャネル内
.
.
ファン内の圧力損失が最小になる条件から係数を決定します R V:
.
インペラ入口における流れ角度は次のとおりです。
度
速度比が計算されます
.
理論圧力係数は、ファンの最大油圧効率の条件から決定されます。
.
油圧効率の値が求められます。 ファン:
.
11. インペラから流出する流れの角度が最適値で決定されます。 h G:
、あられ .
ガス出口におけるホイールの必要周速度:
、 MS .
どこ r[kg/m3] - 吸引状態での空気密度。
インペラの必要な回転数は、インペラへのスムーズなガス流入の存在下で決定されます。
、rpm .
ここ メートル 0 =0.9¸1.0 - アクティブな流れでセクションを充填する係数。 最初の近似値として、1.0 とみなすことができます。
駆動モーターの動作速度は、電動ファン ドライブに一般的な周波数値の数から取得されます。 1450; 960; 725。
インペラ外径:
、mm .
インペラ入口直径:
、mm .
インペラ直径の実際の比率が以前に許容された比率に近い場合、計算には調整は加えられません。 値が 1m を超える場合は、両面吸引のファンを計算する必要があります。 この場合、送り量の半分の0.5を式に代入する必要があります。 Q.
ガスがローターブレードに入るときの速度三角形の要素
16. ガス入口におけるホイールの周速度を求める
、 MS .
インペラ入口でのガス速度:
、 MS .
スピード と 0 は 50 m/s を超えてはなりません。
インペラブレード前のガス速度:
、 MS .
インペラブレードの入口におけるガス速度の半径方向の投影:
MS .
入力流速の周速度方向への投影は、最大圧力を確保するためにゼロに等しくみなされます。
と 1あなた = 0.
以来 と 1r= 0 の場合 ある 1 = 90 0、つまり、ローターブレードへのガス入口は放射状です。
ローターブレードへのガス流入の相対速度:
w 1 =、m/秒。
計算値に基づく と 1 , U 1 , w 1 , ある 1 , b図1に示すように、ガスがロータブレードに入るにつれて速度三角形が構築される。 速度と角度を正しく計算すれば、三角形は閉じるはずです。
ガスがローターブレードから出るときの速度三角形の要素
22. インペラ後方の流速の放射状投影:
、 MS .
ガス出口の絶対速度をインペラのリム上の周速度の方向に投影すると、次のようになります。
インペラ後方の絶対ガス速度:
、 MS .
ローターブレードから出るガスの相対速度:
得られた値をもとに と 2 , と 2あなた ,U 2 ,
w 2 , b図2に示すように、ガスがインペラから出るときに速度三角形が構築される。 速度と角度を正しく計算すれば、速度三角形も閉じるはずです。
オイラー方程式を使用して、ファンによって生成される圧力をチェックします。
パ .
計算された圧力は設計値と一致する必要があります。
インペラへのガス入口のブレードの幅:
、mm、
ここ: ある UT = 0.02¸0.03 - ホイールとインレットパイプの間の隙間を通るガス漏れ係数。 メートル u1 = 0.9¸1.0 - アクティブな流れを持つ作業チャネルの入力セクションの充填率。
インペラからのガス出口におけるブレードの幅:
、mm、
どこ メートルu2= 0.9¸1.0 - 作業チャネルの出力セクションのアクティブなフロー充填率。
取り付け角度と羽根枚数の決定
29. ホイールへの流れ入口におけるブレードの取り付け角度:
、あられ、
どこ 私- 迎え角、その最適値は-3¸+5 0の範囲内にあります。
インペラからのガス出口におけるブレードの取り付け角度:
、あられ、
平均ブレード取り付け角度:
度
作動ブレードの数:
刃数を偶数に丸めます。
以前に受け入れられていた流れ遅れ角は、次の式を使用して明らかにされます。
,
どこ k= 1.5¸2.0 (後方に湾曲したブレードの場合);
k= 3.0 ラジアルブレード付き。
k= 3.0¸4.0 (前方に湾曲したブレードの場合);
b 2l = ;
s =b 2l - b 2 =2
洗練された角度値 sプリセット値に近いはずです。 それ以外の場合は、新しい値を設定する必要があります σ .
ファンシャフト出力の決定
34. 総ファン効率: 78.80
,
どこ h mech = 0.9¸0.98 - 機械効率 ファン;
0.02 - ガス漏れの量。
ある d = 0.02 - ガス上のインペラの摩擦 (ディスク摩擦) による動力損失の係数。
モーターシャフトに必要な電力:
=25,35 kW。
インペラブレードのプロファイリング
最も一般的に使用されるブレードは、円弧で輪郭が描かれたブレードです。
ホイールブレード半径:
、m。
次の式を使用して中心の半径を求めます。
ts = 、m。
ブレードのプロファイルは、図に従って構築することもできます。 3.
米。 3. ファン羽根車ブレードのプロファイリング
スパイラル出口の計算とプロファイリング
遠心ファンの場合、出口(ボリュート)の幅は一定です B、インペラの幅を大幅に超えています。
カタツムリの幅は建設的に選択されます。
で»2 b 1 = 526 mm。
出口の輪郭は、ほとんどの場合、対数螺旋に対応します。 その建設は、ほぼ設計正方形の規則に従って実行されます。 この場合、正方形の辺は あるスパイラルケーシングの開口部が4分の1に減少 あ.
39. サイズ あ関係から決定されます:
、m。
ここで、蝸牛の出口における平均ガス速度は次のようになります。 とそして次の関係から求められます。
と a =(0.6¸0.75)* と 2あなた=33.88m/秒。
あ
= あ/4 =79,5 mm。
螺旋を形成する円の弧の半径を決定してみましょう。 蝸牛螺旋の形成の開始円は半径の円です。
、mm。
蝸牛開口半径 R 1 , R 2 , R 3 , R 4 は次の公式を使用して求められます。
1 = R H+=679.5+79.5/2=719.25mm;
R 2 = R 1 + あ=798.75 mm;
R 3 = R 2 + a=878.25mm; 4 = R 3 + あ=957.75mm。
蝸牛の構築は図に従って行われます。 4.
米。 4. 設計二乗法を使用したファン ボリュートのプロファイリング
インペラの近くでは、出口がいわゆる舌状になり、流れが分離され、出口内の漏れが減少します。 タングによって限定された出口の部分をファンハウジングの出口部分と呼びます。 出口長さ Cファンの吹き出し口の面積を決定します。 ファンの出口部分は排気の続きであり、湾曲したディフューザーと圧力パイプの機能を果たします。
スパイラル出口内のホイールの位置は、最小の油圧損失に基づいて設定されます。 ディスクの摩擦による損失を減らすために、ホイールは出口の後壁に移動されています。 一方ではメインホイールディスクと後部出口壁(ドライブ側)の間の隙間、他方ではホイールとタングの間の隙間は、ファンの空力設計によって決まります。 したがって、たとえば、Ts4-70 スキームの場合、それらはそれぞれ 4 および 6.25% になります。
サクションパイプのプロファイリング
ガスの流れに沿ったテーパー部分に対応した最適な吸引管形状を採用。 流れを狭くすると均一性が高まり、インペラブレードに入るときの加速が促進され、ブレードのエッジへの流れの衝撃による損失が減少します。 スムーズなコンフューザーは最高のパフォーマンスを発揮します。 コンフューザーとホイールのインターフェースは、吐出口から吸込み口までのガス漏れを最小限に抑える必要があります。 漏れ量はコンフューザー出口部とホイール入口部の隙間で決まります。 この観点から、ギャップは最小限であるべきであり、その実際の値は、ローターの半径方向の振れの大きさのみに依存するはずです。 したがって、Ts4-70 の空力設計では、ギャップ サイズはホイールの外径の 1% です。
スムーズなコンフューザーは最高のパフォーマンスを発揮します。 ただし、ほとんどの場合、通常のストレートコンフューザーで十分です。 コンフューザーの入口直径は、ホイールの吸引穴の直径の 1.3 ~ 2.0 倍でなければなりません。
。 機械計算
ファンブレードホイールドライブ
1. 羽根車の強度試験計算
ファンが動作すると、ブレードには次の 3 種類の負荷がかかります。
· 自身の質量による遠心力。
・ブレードの作動側と裏側の移動媒体間の圧力差。
· 変形するメインディスクとカバーディスクの反応。
実際には、2 番目と 3 番目のタイプの荷重は、遠心力による荷重よりも大幅に小さいため、考慮されません。
ブレードは曲げ加工を行う梁とみなして計算します。 ブレードのおおよその曲げ応力は、次の式を使用して計算できます。
sイル = = 779 kg/cm 2 ,
どこ R 1と b 1 - 吸引ホイールの半径とブレードの厚さ、それぞれ mm.
主羽根車ディスク強度の試算
インペラを設計する際、設計者はディスクの厚さを指定し、応力を計算によって確認します。
単吸込車の場合、最大接線応力値は次の式を使用して確認できます。
s τ = kg/cm2
どこ G l はブレードの総質量、 kg;
δ / - ディスクの厚さ、 mm;
n 0 - 回転数、 回転数.
l = =110 kg,
どこ ρ = 7850 kg/m 3 .
オッズ k 1と k 2 はノモグラム (図 5) によって決定されます。
米。 5. 係数を決定するためのノモグラム k 1と k 2
結果として生じる応力は鋼の降伏強度を超えてはなりません [ sτ] = 2400 kg/cm 2 .
6. ファンドライブの選択
コンソール型ファンを駆動するには、主に 4A シリーズの非同期電動機と他のシリーズの類似品が使用されます。 電気モーターを選択するには、ファンの回転速度とその出力が基準となります。 この場合、大きな始動電流が発生する始動時のエンジン故障を避けるために、パワーリザーブの必要性を考慮する必要があります。 汎用ファンの安全率 = 1.05¸1.2 は、ファン電力値に基づいて選択されます。 より大きな係数値は、より低い電力値に対応します。
ブロワーファンの場合、圧力安全率を考慮して駆動力を選択します。 k d =1.15 およびフィード k n =1.1。 エンジンのパワーリザーブ kN=1,05.
電動機の選定はカタログや参考書を参考に行います。 回転速度 1500 rpm、出力 30 kW の AIR180M4 電気モーターを選択します。
工場指定 |
電動・モーター式 |
インストール済み エンジン出力 |
kW |
消費 電力kW |
千㎥/hを供給 |
ダヴル。 はいパ |
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寸法 (LхВхН)、mm |
VDN10-1500rpm
7. 参考文献
1. ソロマホワ T.S.、チェビシェバ K.V. 遠心ファン。 空気力学的な設計と特性: ハンドブック。 M.: 機械工学、1980. 176 p.
ヴァフヴァホフ G.G. ファン設置の省エネと信頼性。 M.: ストロイズダット、1989. 176 p.
ボイラー設置の空力計算 (標準的な方法)。 /編 S.I. モチャナ。 L.: エネルギー、1977 年、256 p.
ドラフトマシン:カタログ。 「シベネルゴマシュ」 2005年。
アリエフの電気技術参考書 産業施設の換気は、労働者の健康を維持し、作業場の中断のない稼働を確保するために必要です。 さまざまな不純物、金属や木の削りくず、ほこりや汚れから空気を浄化するために、強力な換気装置が最もよく使用されます。」 カタツムリ
」 これらのユニットの設計には、異なる出力のいくつかのファンが含まれているため、「カタツムリ」はほぼすべての汚染物質に対処できます。
フードの「スネイル」という名前は、デザイン上の特徴とベンチレーションの見た目に由来しています。 その形は、本当にねじれたカタツムリの殻に似ています。 このようなシステムの動作原理は非常に簡単です。 それはタービンホイールによって発生する遠心力に基づいています。 その結果、汚染された空気塊が吸込管に入り、洗浄システムを通過した後、室内に戻されるか、屋外に排出されます。
カタツムリの種類
フード - カタツムリは動作圧力が異なる場合があります。 各タイプには、使用に関する独自の推奨事項があります。つまり、次のとおりです。
低圧ファン
- 最大100kg/m2。 これらのデザインは、家庭用と産業用の両方の施設で使用できます。 コンパクトで、設置時に追加の労力を必要としません。
中圧ファン
– 最大 300 kg/m2。 このようなシステムには産業用途が関連します。 さまざまな不純物にうまく対処します。
高圧ファン
– 最大 1200 kg/m2。 このようなファンは、危険な産業、研究室、塗装工場に設置されています。
生産の仕様に応じて、耐火性、耐食性、さらには防爆性のモデルを購入できます。 このような製品の価格は大幅に高くなる可能性がありますが、製造時の安全性が最優先される必要があります。
また、「カタツムリ」は入口と出口に分けることができます。 タイプの異なる2つのボリュートを1つのシステムに組み合わせることで、汚染された気団を除去するだけでなく、室内にクリーンな空気を供給する給排気システムを簡単に構築できます。 さらに、この排気システムは寒い季節には暖房としても使用できます。
動作制限
工業用カタツムリの強度と信頼性にもかかわらず、その使用にはいくつかの制限があります。 したがって、一般に「カタツムリ」と呼ばれる遠心ファンは、次の場合には設置することをお勧めできません。
- 空気中には、10 mg/立方メートルを超える粘着性の懸濁液が存在します。
- 部屋の中に爆発性物質の粒子が存在します。
- 室温が-40~+45℃の範囲外である。
さらに、広い部屋でカタツムリ換気を使用することは合理的です;日常生活では、そのような装置を家からのすべての排気が入る換気シャフトに設置することをお勧めします。
家庭での使用に最適
ほとんどの場合、換気用の「カタツムリ」は工業用施設や家庭の大工工場、塗装ブースなどで使用されます。このような換気装置を住宅敷地内に直接設置することはお勧めできません。 結局のところ、「カタツムリ」は目立たず、キッチン全体のデザインを損なう可能性のあるかなり大きなデバイスです。 さらに、このタイプの換気は非常に騒音が大きく、家庭で使用すると大きな不快感を引き起こす可能性があります。
DIY カタツムリ
家庭用の場合は、自分の手で換気を行うことができます。 もちろん、そのような設計は産業用設備とは異なりますが、換気装置の購入にかかる費用を大幅に節約するのに役立ちます。 専門店での高品質の中出力カタツムリの価格は約2万ルーブルであるため、多くの人にとって、次のような質問が依然として関連していることは注目に値します。 自分の手で換気を行う方法
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自家製カタツムリの体のデザインには、ほとんどの場合、エンジンを配置する領域とブローブレードのある領域の2つの部分が含まれます。 ほとんどのスペアパーツは専門店で購入する必要がありますが、これらのコストは既製の換気装置を購入する場合よりも大幅に低くなります。 したがって、次のものが必要になります。
- フレーム。 金物店で購入できます。 金属製品を優先することをお勧めします。
- エンジン。 市場や電器店などで販売されています。
- インペラ。 電化製品の部品店などで購入できます。
- ファン。 家庭用換気設備店で販売されています。
自分の手で換気ユニットを作成することは、計算から始まります。 カタツムリ換気を効果的に使用するには、エンジンの出力とサイズを正しく計算する必要があります。 デバイスを設置するときは、ファンとインペラの固定の信頼性に特別な注意を払う必要があります。 空気の流れが強いと、これらのコンポーネントが緩んで飛び出す可能性があり、必ず換気装置の損傷につながります。 本体を含むすべての部品は耐火材料で作られていなければなりません。
換気「カタツムリ」の図
このようなフードの自己組み立ては、一定の知識がある場合にのみ実行できることに注意してください。 自分で組み立てたデバイスが完全に安全であるかどうかわからない場合は、組み立ての正確さを評価できる専門家に相談することをお勧めします。 電気構造を組み立てるスキルがない場合は、既製のデバイスを購入することをお勧めします。