تعليقات:

بعد أن تم تصميم وحساب شبكة مجاري الهواء، فقد حان الوقت لاختيار الشبكة المناسبة لهذا النظام. وحدة التهويةلإمدادات الهواء والعلاج. قلب نظام التهوية هو المروحة، التي تحرك كتل الهواء وهي مصممة لتوفير التدفق والضغط اللازمين في الشبكة. غالبًا ما تلعب وحدة النوع المحوري هذا الدور. من أجل الحفاظ على المعلمات الضرورية، يجب أولاً حساب المروحة المحورية.

تُستخدم المروحة المحورية في أنظمة مجاري الهواء لتحريك كتل كبيرة من الهواء.

المفهوم العام لتصميم الوحدة والغرض منها

المروحة المحورية عبارة عن منفاخ ذو شفرات ينقل الطاقة الميكانيكية لدوران شفرات المكره إلى تدفق الهواء في شكل إمكانات و الطاقة الحركيةوينفق هذه الطاقة للتغلب على كل المقاومة في النظام. ومحور هذا النوع من المكره هو محور المحرك الكهربائي، ويقع في مركز تدفق الهواء، ويكون مستوى دوران الشفرات متعامداً عليه. تقوم الوحدة بتحريك الهواء على طول محورها بسبب الشفرات التي تدور بزاوية مع مستوى الدوران. يتم تركيب المكره والمحرك الكهربائي على نفس العمود ويوجدان باستمرار داخل تدفق الهواء. هذا التصميم له عيوبه:

1. لا تستطيع الوحدة تحريك الكتل الهوائية منها درجة حرارة عاليةمما قد يؤدي إلى تلف المحرك الكهربائي. درجة الحرارة القصوى الموصى بها هي 100 درجة مئوية.
2. لنفس السبب، لا يجوز استخدام هذا النوع من الوحدات لنقل الوسائط أو الغازات العدوانية. يجب ألا يحتوي الهواء المنقول على جزيئات لزجة أو ألياف طويلة.
3. نظرًا لتصميمها، لا يمكن للمروحة المحورية أن تنتج ضغطًا عاليًا، وبالتالي فهي غير مناسبة للاستخدام في أنظمة التهوية ذات التعقيد الكبير والطول. الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن توفره الوحدة المحورية الحديثة هو في حدود 1000 باسكال. ومع ذلك، هناك مراوح خاصة للمناجم يسمح تصميم محركها بتطوير الضغط حتى 2000 باسكال، ولكن بعد ذلك يتم تقليل الإنتاجية القصوى إلى 18000 متر مكعب/ساعة.

مزايا هذه الآلات هي كما يلي:

• يمكن للمروحة توفير تدفق هواء عالي (يصل إلى 65000 متر مكعب/ساعة)؛
• يتم تبريد المحرك الكهربائي أثناء التدفق بنجاح ؛
• لا تشغل الماكينة مساحة كبيرة، كما أنها خفيفة الوزن ويمكن تركيبها مباشرة في القناة، مما يقلل من تكاليف التثبيت.

يتم تصنيف جميع المراوح وفقًا للأحجام القياسية، مما يشير إلى قطر دافعة الماكينة. ويمكن رؤية هذا التصنيف في الجدول 1.

الجدول 1

العودة إلى المحتويات

وصف حسابات معلمات آلة المنفاخ

يتم حساب أي نوع من وحدات التهوية وفقًا للخصائص الديناميكية الهوائية الفردية، والمروحة المحورية ليست استثناءً. هذه هي الخصائص:

1. تدفق الحجم أو الإنتاجية.
2. كفاءة.
3. الطاقة اللازمة لقيادة الوحدة.
4. الضغط الفعلي الذي طورته الوحدة.

تم تحديد الأداء مسبقًا عندما تم حساب نظام التهوية نفسه. يجب أن توفرها المروحة، بحيث تظل قيمة تدفق الهواء دون تغيير عند الحساب. إذا كانت درجة الحرارة بيئة الهواءالخامس منطقة العمليختلف عن درجة حرارة الهواء الذي يمر عبر المروحة، فيجب إعادة حساب الأداء باستخدام الصيغة:

L = Ln x (273 + t) / (273 + tr)، حيث:

• Ln — الإنتاجية المطلوبة، متر مكعب/ساعة؛
• t هي درجة حرارة الهواء الذي يمر عبر المروحة، درجة مئوية؛
• tr هي درجة حرارة الهواء في منطقة العمل بالغرفة، درجة مئوية.

العودة إلى المحتويات

تحديد القوة

بمجرد تحديد كمية الهواء المطلوبة أخيرًا، فأنت بحاجة إلى معرفة الطاقة المطلوبة لإنشاء الضغط التصميمي بمعدل التدفق هذا. يتم حساب الطاقة على عمود المكره باستخدام الصيغة:

ملحوظة: (كيلوواط) = (L x p) / 3600 x 102ɳв x ɳп، هنا:

• L - إنتاجية الوحدة بالمتر المكعب لكل ثانية واحدة؛
• ع - ضغط المروحة المطلوب، Pa؛
• ɳв هي قيمة الكفاءة، التي تحددها الخاصية الديناميكية الهوائية؛
• ɳp هي قيمة كفاءة محامل الوحدة، ويفترض أن تكون 0.95-0.98.

تختلف قيمة الطاقة المثبتة للمحرك الكهربائي عن الطاقة الموجودة على العمود، وهذا الأخير يأخذ في الاعتبار فقط الحمل في وضع التشغيل. عند بدء تشغيل أي محرك كهربائي، هناك قفزة في قوة التيار، وبالتالي الطاقة. يجب أن تؤخذ ذروة البداية هذه بعين الاعتبار في الحساب، وبالتالي فإن الطاقة المثبتة للمحرك الكهربائي ستكون:

Ny = K NB، حيث K هو عامل أمان عزم الدوران.

تظهر قيم عوامل الأمان لقوى العمود المختلفة في الجدول 2.

الجدول 2

إذا تم تركيب الوحدة في غرفة يمكن أن تصل فيها درجة حرارة الهواء أسباب مختلفة+40 درجة مئوية، ثم يجب زيادة معامل Ny بنسبة 10%، وعند +50 درجة مئوية يجب أن تكون الطاقة المثبتة أعلى بنسبة 25% من الطاقة المحسوبة. أخيرًا، يتم أخذ هذه المعلمة الخاصة بالمحرك الكهربائي من كتالوج الشركة المصنعة، مع اختيار القيمة الأكبر الأقرب إلى Ny المحسوبة مع حساب جميع الاحتياطيات. كقاعدة عامة، يتم تثبيت المنفاخ أمام المبادل الحراري، الذي يقوم بتسخين الهواء لمزيد من الإمداد إلى المبنى. بعد ذلك سيعمل المحرك الكهربائي ويعمل في الهواء البارد، وهو أكثر اقتصادا من حيث استهلاك الطاقة.

يمكن تجهيز آلات المنفاخ ذات الأحجام المختلفة بمحركات كهربائية ذات قوى مختلفة حسب الضغط المطلوب الحصول عليه. يتميز كل نموذج من الوحدة بخصائصه الديناميكية الهوائية الخاصة، والتي يعكسها مصنع التصنيع في كتالوجه في شكل رسوم بيانية. الكفاءة هي قيمة متغيرة ل ظروف مختلفةالعمل، يمكن تحديده أخيرًا من الخصائص الرسومية للمروحة، بناءً على قيم الأداء والتدفق والطاقة المثبتة المحسوبة مسبقًا.

المهمة الرئيسية لحساب واختيار المروحة هي تلبية متطلبات الحركة الكمية المطلوبةالهواء مع مراعاة مقاومة شبكة مجاري الهواء مع تحقيق ذلك القيمة القصوىكفاءة الوحدة

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي

المؤسسة التعليمية الحكومية الفيدرالية المستقلة للتعليم المهني العالي "جامعة الأورال الفيدرالية التي سميت على اسم الرئيس الأول لروسيا ب.ن. يلتسين"

قسم هندسة القوى الحرارية الصناعية

مشروع الدورة

في التخصص: "المحركات الحرارية والشواحن الفائقة"

حول الموضوع: "حساب مروحة الطرد المركزي من النوع الكابولي"

الطالب ياكوف د.

المجموعة إن-390901

المعلم كولباكوف أ.س.

ايكاترينبرج 2011

1. البيانات الأولية

نتائج الحساب

وصف موجز لمراوح الطرد المركزي

الحساب الديناميكي الهوائي لمروحة الطرد المركزي

الحساب الميكانيكي

اختيار محرك المروحة

فهرس

1. البيانات الأولية

الجدول 1.

سائل العمل في جميع الخيارات المقترحة لحساب مروحة الطرد المركزي هو الهواء.

2. نتائج الحساب

الجدول 2.

. خصائص موجزة لمراوح الطرد المركزي

تنتمي مراوح الطرد المركزي إلى فئة المنافيخ الأكثر تنوعًا الأنواع الهيكلية. يمكن أن تحتوي عجلات المروحة على شفرات منحنية للأمام والخلف بالنسبة لاتجاه دوران العجلة. المراوح ذات الشفرات الشعاعية شائعة جدًا.

عند التصميم، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المراوح ذات الشفرات الخلفية تكون أكثر اقتصادا وأقل ضوضاء.

تزداد كفاءة المروحة مع زيادة السرعة ويمكن أن تصل قيمة العجلات المخروطية ذات الشفرات الخلفية إلى 0.9 تقريبًا.

أخذا بالإعتبار المتطلبات الحديثةلتحقيق توفير الطاقة عند تصميم تركيبات المروحة، يجب التركيز على تصميمات المروحة التي تتوافق مع التصميمات الديناميكية الهوائية المثبتة Ts4-76، 0.55-40 وما شابه ذلك.

تحدد حلول التخطيط كفاءة تركيب المروحة. مع تصميم أحادي الكتلة (عجلة على عمود دفع كهربائي)، تتمتع الكفاءة بأقصى قيمة. إن استخدام تروس التشغيل في التصميم (عجلة على عمودها الخاص في محامل) يقلل من الكفاءة بنسبة 2٪ تقريبًا. بالمقارنة مع القابض، يعمل الحزام على شكل حرف V على تقليل الكفاءة بنسبة 3% أخرى على الأقل. تعتمد قرارات التصميم على ضغط المروحة وسرعتها.

بحسب المطور الضغط الزائدتنقسم مراوح الهواء للأغراض العامة إلى المجموعات التالية:

المشجعين ضغط مرتفع(ما يصل إلى 1 كيلو باسكال)؛

مراوح الضغط المتوسط ​​(1¸3 كيلو باسكال)؛

المشجعين ضغط منخفض(3¸12 كيلو باسكال).

يمكن لبعض المراوح المتخصصة ذات الضغط العالي أن تصل إلى ضغوط تصل إلى 20 كيلو باسكال.

بناءً على السرعة (السرعة المحددة)، يتم تقسيم المراوح ذات الأغراض العامة إلى الفئات التالية:

مراوح عالية السرعة (11<نس<30);

مراوح متوسطة السرعة (30<نس<60);

مراوح عالية السرعة (60<نس<80).

تعتمد حلول التصميم على التدفق الذي تتطلبه مهمة التصميم. بالنسبة للتدفقات الكبيرة، تحتوي المراوح على عجلات شفط مزدوجة.

ينتمي الحساب المقترح إلى الفئة البناءة ويتم إجراؤه بطريقة التقريبات المتعاقبة.

يتم تحديد معاملات المقاومة المحلية لمسار التدفق ومعاملات التغير في السرعة ونسب الأبعاد الخطية اعتمادًا على الضغط التصميمي للمروحة مع التحقق اللاحق. معيار الاختيار الصحيح هو أن ضغط المروحة المحسوب يتوافق مع القيمة المحددة.

4. الحساب الديناميكي الهوائي لمروحة الطرد المركزي

للحساب يتم تحديد ما يلي:

نسبة قطر المكره

.

نسبة أقطار المكره عند مخرج الغاز ومدخل الغاز:

.

يتم اختيار القيم الأقل لمراوح الضغط العالي.

معاملات فقدان الرأس:

أ) عند مدخل المكره:

ب) على شفرات المكره:

ج) عند تحويل التدفق إلى شفرات العمل:

;

د) في مخرج حلزوني (غلاف):

قيم أصغر سفي، سلوب, سوجهة نظر، ستتوافق مع مراوح الضغط المنخفض.

يتم تحديد معاملات تغيير السرعة:

أ) في مخرج حلزوني (غلاف)

ب) عند مدخل المكره

;

ج) في قنوات العمل

.

.

من حالة فقدان الضغط الأدنى في المروحة، يتم تحديد المعامل رالخامس:

.

زاوية التدفق عند مدخل المكره هي:

، درجة.

يتم حساب نسبة السرعة

.

يتم تحديد معامل الضغط النظري من حالة الكفاءة الهيدروليكية القصوى للمروحة:

.

تم العثور على قيمة الكفاءة الهيدروليكية. معجب:

.

11. يتم تحديد زاوية خروج التدفق من المكره بالقيمة المثلى حز:

، يشيد .

السرعة المحيطية المطلوبة للعجلة عند مخرج الغاز:

، آنسة .

أين ص[كجم/م3] - كثافة الهواء تحت ظروف الشفط.

يتم تحديد العدد المطلوب من دورات المكره في حالة وجود دخول سلس للغاز إلى المكره

دورة في الدقيقة .

هنا م 0 =0.9¸1.0 - معامل ملء القسم بالتدفق النشط. كتقريب أولي، يمكن أن يؤخذ يساوي 1.0.

يتم أخذ سرعة تشغيل محرك الدفع من عدد من قيم التردد النموذجية لمحركات المراوح الكهربائية: 2900؛ 1450؛ 960؛ 725.

القطر الخارجي للمكره:

، مم .

قطر مدخل المكره:

، مم .

إذا كانت النسبة الفعلية لأقطار المكره قريبة من تلك المقبولة مسبقًا، فلن يتم إجراء أي تعديلات على الحساب. إذا كانت القيمة أكبر من 1 متر، فيجب حساب المروحة ذات الشفط على الوجهين. في هذه الحالة، يجب استبدال نصف التغذية البالغة 0.5 في الصيغ س.

عناصر مثلث السرعة عندما يدخل الغاز إلى ريش الدوار

16. تم العثور على السرعة المحيطية للعجلة عند مدخل الغاز

، آنسة .

سرعة الغاز عند مدخل المكره:

، آنسة .

سرعة مع 0 يجب ألا يتجاوز 50 م/ث.

سرعة الغاز أمام ريش المكره:

، آنسة .

الإسقاط الشعاعي لسرعة الغاز عند مدخل ريش المكره:

آنسة .

يتم أخذ إسقاط سرعة تدفق الإدخال على اتجاه السرعة المحيطية على أنه يساوي الصفر لضمان أقصى ضغط:

مع 1ش = 0.

بسبب ال مع 1ص= 0 إذن أ 1 = 90 0، أي أن مدخل الغاز إلى ريش الدوار يكون شعاعيًا.

السرعة النسبية لدخول الغاز إلى ريش الدوار:

ث 1 =، م/ث.

على أساس القيم المحسوبة مع 1 , ش 1 , ث 1 , أ 1 , بفي الشكل 1، يتم إنشاء مثلث السرعة عندما يدخل الغاز إلى ريش الدوار. مع الحساب الصحيح للسرعات والزوايا، يجب أن يغلق المثلث.

عناصر مثلث السرعة عند خروج الغاز من ريش الدوار

22. الإسقاط الشعاعي لسرعة التدفق خلف المكره:

، آنسة .

إسقاط السرعة المطلقة لخروج الغاز على اتجاه السرعة المحيطية على حافة المكره:

سرعة الغاز المطلقة خلف المكره:

، آنسة .

السرعة النسبية لخروج الغاز من ريش الدوار:

بناء على القيم التي تم الحصول عليها مع 2 , مع 2ش ,ش 2 , ث 2 , ب 2، يتم إنشاء مثلث السرعة عندما يخرج الغاز من المكره. مع الحساب الصحيح للسرعات والزوايا، يجب أن يغلق مثلث السرعة أيضًا.

باستخدام معادلة أويلر، يتم التحقق من الضغط الناتج عن المروحة:

بنسلفانيا .

يجب أن يتطابق الضغط المحسوب مع القيمة التصميمية.

عرض الشفرات عند مدخل الغاز إلى المكره:

، مم،

هنا: أУТ = 0.02¸0.03 - معامل تسرب الغاز من خلال الفجوة بين العجلة وأنبوب الدخول؛ م u1 = 0.9¸1.0 - عامل ملء قسم الإدخال لقنوات العمل بالتدفق النشط.

عرض الشفرات عند مخرج الغاز من المكره:

، مم،

أين مu2= 0.9¸1.0 - عامل ملء التدفق النشط لقسم الإخراج لقنوات العمل.

تحديد زوايا التثبيت وعدد شفرات المكره

29. زاوية تركيب الشفرة عند مدخل التدفق في العجلة:

، يشيد،

أين أنا- زاوية الهجوم التي تقع قيمها المثلى ضمن النطاق -3¸+5 0.

زاوية تركيب الشفرة عند مخرج الغاز من المكره:

، يشيد،

متوسط ​​زاوية تركيب الشفرة:

، درجة.

عدد شفرات العمل:

قم بتقريب عدد الشفرات إلى رقم زوجي.

يتم توضيح زاوية تأخر التدفق المقبولة مسبقًا باستخدام الصيغة:

,

أين ك= 1.5¸2.0 بشفرات منحنية للخلف؛

ك= 3.0 مع شفرات شعاعية؛

ك= 3.0¸4.0 بشفرات منحنية للأمام؛

ب 2 لتر = ;

س =ب 2 لتر - ب 2 =2

قيمة الزاوية المكررة سيجب أن تكون قريبة من القيمة المحددة مسبقا. خلاف ذلك، يجب عليك تعيين قيمة جديدة σ .

تحديد قوة عمود المروحة

34. إجمالي كفاءة المروحة: 78.80

,

أين حالميكانيكية = 0.9¸0.98 - الكفاءة الميكانيكية معجب؛

0.02 - كمية الغاز المتسرب؛

أد = 0.02 - معامل فقدان الطاقة بسبب احتكاك المكره بالغاز (احتكاك القرص).

الطاقة المطلوبة على عمود المحرك:

=25,35 كيلوواط.

التنميط من شفرات المكره

الشفرات الأكثر استخدامًا هي تلك الموضحة في قوس دائري.

نصف قطر شفرة العجلة:

، م.

نجد نصف قطر المراكز باستخدام الصيغة:

نهاية الخبر = ، م.

يمكن أيضًا إنشاء ملف تعريف الشفرة وفقًا للشكل. 3.

أرز. 3. تحديد ملامح شفرات المروحة

حساب وتوصيف الانحناء الحلزوني

بالنسبة لمروحة الطرد المركزي، يكون للمخرج (الحلزوني) عرض ثابت ب، يتجاوز عرض المكره بشكل كبير.

يتم اختيار عرض الحلزون بشكل بناء:

في»2 ب 1 = 526 ملم.

غالبًا ما يتوافق مخطط المخرج مع دوامة لوغاريتمية. يتم تنفيذ بنائه تقريبًا وفقًا لقاعدة مربع التصميم. في هذه الحالة، جانب المربع أأربع مرات أقل من فتح الغلاف الحلزوني أ.

39. الحجم أيتحدد من العلاقة:

، م.

أين هو متوسط ​​سرعة الغاز عند الخروج من القوقعة معويوجد من العلاقة:

معأ =(0.6¸0.75)* مع 2ش=33.88 م/ث.

أ = أ/4 =79,5 مم.

دعونا نحدد أنصاف أقطار أقواس الدوائر التي تشكل دوامة. دائرة البداية لتشكيل دوامة القوقعة هي دائرة نصف القطر:

، مم.

نصف قطر فتحة القوقعة ر 1 , ر 2 , ر 3 , ر 4 تم العثور عليه باستخدام الصيغ:

1 = رالارتفاع +=679.5+79.5/2=719.25 ملم؛

ر 2 = ر 1 + أ=798.75 ملم؛

ص 3 = ص 2 + أ= 878.25 ملم؛ 4 = ر 3 + أ=957.75 ملم.

يتم تنفيذ بناء القوقعة وفقًا للشكل. 4.

أرز. 4. تشكيل شكل المروحة باستخدام طريقة التصميم المربع

بالقرب من المكره، يتحول المخرج إلى ما يسمى باللسان، الذي يفصل التدفقات ويقلل التسرب داخل المخرج. يسمى جزء المخرج المحدود باللسان جزء المخرج من غلاف المروحة. طول المخرج جيحدد مساحة مخرج المروحة. يعد جزء مخرج المروحة بمثابة استمرار للعادم ويقوم بوظائف الناشر المنحني وأنبوب الضغط.

يتم ضبط موضع العجلة في المخرج الحلزوني بناءً على الحد الأدنى من الخسائر الهيدروليكية. لتقليل الخسائر الناجمة عن احتكاك القرص، يتم نقل العجلة إلى الجدار الخلفي للمأخذ. يتم تحديد الفجوة بين قرص العجلة الرئيسية والجدار الخلفي للمخرج (جانب القيادة) من ناحية، والعجلة واللسان من ناحية أخرى، من خلال التصميم الديناميكي الهوائي للمروحة. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة لمخطط Ts4-70، فهي 4 و 6.25٪ على التوالي.

التنميط أنبوب الشفط

يتوافق الشكل الأمثل لأنبوب الشفط مع المقاطع المستدقة على طول تدفق الغاز. يؤدي تضييق التدفق إلى زيادة انتظامه وتعزيز التسارع عند دخول شفرات المكره، مما يقلل من الخسائر الناتجة عن تأثير التدفق على حواف الشفرات. يتمتع الخلط السلس بأفضل أداء. يجب أن تضمن واجهة الخلط مع العجلة الحد الأدنى من تسرب الغاز من التفريغ إلى الشفط. يتم تحديد مقدار التسرب من خلال الفجوة بين جزء مخرج جهاز الخلط ومدخل العجلة. من وجهة النظر هذه، يجب أن تكون الفجوة في حدها الأدنى؛ ويجب أن تعتمد قيمتها الحقيقية فقط على حجم الجريان الشعاعي المحتمل للدوار. وبالتالي، بالنسبة للتصميم الديناميكي الهوائي لـ Ts4-70، يبلغ حجم الفجوة 1٪ من القطر الخارجي للعجلة.

يتمتع الخلط السلس بأفضل أداء. ومع ذلك، في معظم الحالات، يكون الخلط المباشر العادي كافيًا. يجب أن يكون قطر مدخل جهاز الخلط أكبر بمقدار 1.3 إلى 2.0 مرة من قطر فتحة الشفط الخاصة بالعجلة.

. الحساب الميكانيكي

محرك عجلة شفرة المروحة

1. اختبار حساب شفرات المكره للقوة

عند تشغيل المروحة فإن الشفرات تتحمل ثلاثة أنواع من الأحمال:

· قوى الطرد المركزي من كتلتها.

· فرق الضغط بين الوسط المتحرك على جانبي العمل والجانب الخلفي للشفرة؛

· تفاعل تشوه الأقراص الرئيسية وأقراص التغطية.

عمليا لا تؤخذ الأحمال من النوع الثاني والثالث بعين الاعتبار، لأن هذه الأحمال أقل بكثير من الأحمال الناتجة عن قوى الطرد المركزي.

عند الحساب، تعتبر الشفرة بمثابة شعاع يعمل في الانحناء. يمكن حساب إجهاد الانحناء التقريبي في الشفرة باستخدام الصيغة:

سايل = = 779 كجم/سم 2 ,

أين ر 1 و ب 1 - نصف قطر عجلة الشفط وسمك الشفرة على التوالي، مم.

حساب اختبار قوة القرص المكره الرئيسي

عند تصميم الدفاعات، يتم تحديد سماكة الأقراص من قبل المصمم، متبوعًا بفحص الضغوطات عن طريق الحساب.

بالنسبة لعجلات الشفط المفردة، يمكن التحقق من الحد الأقصى لقيمة الضغط العرضي باستخدام الصيغة:

س τ = كجم/سم2

أين ز l هي الكتلة الإجمالية للشفرات، كلغ;

δ / - سمك القرص، مم;

ن 0 - عدد الثورات، دورة في الدقيقة.

ل = =110 كلغ,

أين ρ = 7850 كجم/م 3 .

احتمال ك 1 و ك 2 يتم تحديدها بواسطة الرسم البياني (الشكل 5).

أرز. 5. الرسم البياني لتحديد المعاملات ك 1 و ك 2

يجب ألا يتجاوز الإجهاد الناتج قوة الخضوع للصلب [ سτ ] = 2400 كجم/سم 2 .

6. اختيار محرك المروحة

لقيادة المراوح من نوع وحدة التحكم، يتم استخدام المحركات الكهربائية غير المتزامنة من سلسلة 4A ونظائرها من السلاسل الأخرى بشكل أساسي. لاختيار محرك كهربائي، يتم توجيههم من خلال سرعة دوران المروحة وقوتها. في هذه الحالة، من الضروري مراعاة الحاجة إلى احتياطي الطاقة لتجنب فشل المحرك أثناء بدء التشغيل، عند ظهور تيارات انطلاق كبيرة. يتم تحديد عامل الأمان لمراوح الأغراض العامة = 1.05¸1.2 بناءً على قيمة طاقة المروحة. تتوافق قيم المعامل الأكبر مع قيم الطاقة الأقل.

بالنسبة لمراوح المنفاخ، يتم اختيار قوة المحرك مع الأخذ في الاعتبار عوامل أمان الضغط كد = 1.15 والأعلاف كن =1.1. احتياطي طاقة المحرك ك ن=1,05.

يتم اختيار المحركات الكهربائية وفقًا للكتالوجات والكتب المرجعية. نختار محركًا كهربائيًا AIR180M4 بسرعة دوران تبلغ 1500 دورة في الدقيقة وقوة 30 كيلو واط.

7 - المراجع

1. سولوماخوفا ت.س.، تشيبيشيفا ك.ف. مراوح الطرد المركزي. التصميمات والخصائص الديناميكية الهوائية: كتيب. م.: الهندسة الميكانيكية، 1980. ص 176.

فاخفاخوف جي جي. توفير الطاقة وموثوقية تركيبات المروحة. م: سترويزدات، 1989. 176 ص.

الحساب الديناميكي الهوائي لمنشآت الغلايات (الطريقة المعيارية). / إد. إس.آي. موكانا. ل.: الطاقة، 1977. 256 ص.

آلات السحب: الكتالوج. "سيبنرغوماش" 2005.

علييف الكتاب المرجعي الكهروتقني

يجب أن تخلق المروحة المدمجة المثبتة على عمود الآلة الكهربائية ضغطًا كافيًا لضمان التدفق اللازم لسائل التبريد في قنوات نظام تهوية الآلة. تم تصميم المراوح مع الأخذ في الاعتبار ميزات التصميم لنوع معين من الماكينات.

فيما يلي طريقة مبسطة لحساب المروحة المدمجة، بناءً على البيانات الواردة من الأجهزة التسلسلية ذات الأغراض العامة. في مثل هذه الآلات، يستخدمون بشكل أساسي مراوح الطرد المركزي ذات الشفرات الشعاعية، والتي تغير المكره اتجاه تدفقها إلى شعاعي.

يتم اختيار القطر الخارجي لعجلة المروحة وفقًا لنوع نظام التهوية وتصميم الماكينة. مع التهوية المحورية، يتم اختيار القطر الخارجي للمكره (الشكل 7.7) بأكبر قدر ممكن.

أرز. 7.7. عجلة المروحة

بناءً على القطر الخارجي المحدد للمروحة، يتم تحديد السرعة الطرفية، م/ث:

. (7.49)

تتوافق القيمة القصوى لكفاءة المروحة تقريبًا مع الوضع عند ضغط المروحة الاسمي
،أين
- الضغط الناتج عن المروحة في وضع الخمول، أي مع إغلاق فتحات القطر الخارجي، عندما يكون تدفق الهواء صفرًا. معدل التدفق الاسمي تقريبًا:

,

أين
- معدل تدفق المروحة، م 3 / ث، يعمل في وضع الدائرة القصيرة (عن طريق القياس مع دائرة كهربائية)، أي في الفضاء المفتوح.

يتم قبوله من حالة الكفاءة القصوى

. (7.50)

قسم عند حافة مخرج المروحة، م2،

, (7.51)

حيث 0.42 هي الكفاءة الاسمية للمروحة الشعاعية.

عرض عجلة المروحة

, (7.52)

حيث 0.92 هو المعامل الذي يأخذ في الاعتبار وجود شفرات التهوية على سطح شبكة التهوية (السطح ).

القطر الداخلي للعجلة يتم تحديده بشرط أن تعمل المروحة بأقصى قيمة للكفاءة، أي عند
و
. باستخدام معادلات الضغط الساكن الذي طورته المروحة Pa، نجد الضغط الذي طورته المروحة في وضع الخمول:

, (7.53)

أين = 0.6 للشفرات الشعاعية؛
كجم/م3 - كثافة الهواء.

معرفة تدفق الهواء الخامس, مقاومة نظام التهوية وتحديد السرعة الطرفية عند الحافة الداخلية للمروحة:

, (7.54)

العثور على القطر الداخلي لعجلة المروحة، م:

. (7.55)

في المراوح المدمجة النسبة
تقع ضمن 1.2...1.5.

عدد شفرات المروحة هو :

. (7.56)

لتقليل ضوضاء التهوية، يوصى بتحديد عدد شفرات المروحة بحيث يكون رقمًا فرديًا. بالنسبة لتهوية العادم، يمكن أيضًا التوصية بالأرقام اعتمادًا على قطر المروحة: متى
مم
، في
مم
، في
مم
، في
مم
.

لمحبي المحركات غير المتزامنة من سلسلة 4A، يوصى بتحديد عدد الشفرات وفقًا للجدول. 7.6.

الجدول 7.6. عدد شفرات المروحة

يتم تحديد عدد شفرات المروحة لأجهزة التيار المستمر تقريبًا:

. (7.57)

معنى التقريب إلى أقرب عدد أولي.

بعد حساب المروحة لا بد من توضيح نتائج حساب التهوية.

لتحديد تدفق الهواء الفعلي والضغط
وبناء الخصائص المشتركة للمروحة ومسار التهوية للآلة. يمكن التعبير عن خاصية المروحة بدقة كافية بواسطة المعادلة

خصائص مجاري التهوية حسب (7.50)

. (7.59)

في التين. 7.8 يوضح الرسوم البيانية التي تم إنشاؤها باستخدام المعادلات (7.58) (منحنى 1 ) و (7.59) (منحنى 2 ). يتم تحديد إحداثيات نقطة تقاطع هذه الخصائص من خلال حل المعادلات

(7.60)

أرز. 7.8. خصائص المروحة

الطاقة التي تستهلكها المروحة، W،

, (7.61)

أين - كفاءة الطاقة للمروحة، والتي يمكن اعتبارها تقريبًا

(7.62)

يتم حساب التهوية للآلة الكهربائية أثناء تصميم الدورة باستخدام طريقة مبسطة. يتم تقديم حسابات أكثر تفصيلاً للأنواع الفردية لتصميمات الآلات في الفصل. 9-11.

أحد أهم عناصر عملية الإنتاج هو ضمان ظروف عمل مريحة. غالبًا ما تتطلب حالة وتكوين الكتل الهوائية في أي صناعة تعديلًا بسبب الغبار أو إطلاق الأبخرة والغازات أو الرطوبة الزائدة أو درجات الحرارة المرتفعة أو الشوائب السامة. اعتمادا على خصائص العملية التكنولوجية، لا تؤثر هذه العوامل على صحة العمال فحسب، بل تؤثر أيضا على ضيق المعدات.

يتم ضمان ظروف درجة الحرارة المقبولة والرطوبة المريحة وإزالة كتل الهواء النفايات الملوثة بالشوائب من خلال نظام تهوية العادم. لا ينبغي الخلط بينه وبين هواء الإمداد، المصمم لضخ الهواء النقي إلى المبنى، على الرغم من أن كلاهما يقومان بوظائفهما باستخدام معدات خاصة - مراوح أو قاذفات.

تستخدم أنظمة العادم التي تستخدم مراوح شعاعية أو مراوح طرد مركزي على نطاق واسع في الصناعة.

أنظمة العادم باستخدام مراوح شعاعية

تتمتع الأجهزة الفعالة والبسيطة بشعبية مستحقة في الحياة اليومية. تعمل الشفاطات الحلزونية، كما تسمى هذه المراوح، على التخلص بسرعة من الروائح الكريهة والرطوبة الزائدة وتقليل درجات الحرارة في المطبخ أو الحمام أو المرآب أو الطابق السفلي أو القبو. وتستخدم هذه الأنظمة، على سبيل المثال، في غرف المراجل أو المباني السكنية.

يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا يضمن خروج الكتل الهوائية باستخدام مروحة شعاعية.

تصميم

إن سهولة التجميع وتوافر العناصر الهيكلية هي السبب وراء تجميع المراوح الشعاعية ليس فقط في المصانع، ولكن أيضًا في المنزل. بعد كل شيء، التجميع الصناعي، على الرغم من أنه يحتوي على ضمان الجودة، لا يتوفر دائما في النطاق السعري وفي التكوين المطلوب للغرف السكنية أو المرافق الصغيرة.

يتطلب تصميم مروحة الطرد المركزي القياسية وجود:

1. أنبوب الشفط الذي تدخل إليه كتل هواء غاز العادم.
2. عجلة دافعة (توربينية) مزودة بشفرات شعاعية. اعتمادًا على الغرض منها، يمكن ثنيها للأمام أو للخلف من زاوية الدوران. في الخيار الأخير، ستكون المكافأة توفير استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 20%. أنها توفر التسارع وتحدد أيضًا اتجاه حركة الهواء.
3. أنبوب تجميع حلزوني أو غلاف حلزوني، ولهذا السبب يسمى التصميم بالحلزون. وهو مصمم لتقليل سرعة الهواء المدفوع عبر الجهاز.
4. قناة العادم. نظرًا للسرعات المختلفة التي تتحرك بها كتل الهواء في أنبوب الشفط وفي الغلاف الحلزوني، يتم إنشاء ضغط قوي جدًا هنا، والذي يمكن أن يصل إلى 30 كيلو باسكال في الظروف الصناعية.
5. محرك كهربائي.

تعتمد أبعاد التمرير وقوة المحرك وزاوية الدوران وشكل الشفرات والميزات الأخرى على النطاق وشروط التطبيق المحددة.

مبدأ التشغيل

تعتمد فعالية أنظمة العادم التي تستخدم القواقع على مبدأ التشغيل البسيط.

أثناء التشغيل، يبدأ المحرك الكهربائي في دوران المكره.

يتم امتصاص عجلة توربينية ذات شفرات شعاعية، بفضل حركة الجاذبة المركزية، عبر الأنبوب وتضفي تسارعًا على كتل الغاز والهواء.

تنتقل حركتهم من خلال الطبيعة الدورانية لقوة الطرد المركزي للشفرات. وهذا يوفر متجهًا مختلفًا للتدفقات الواردة والصادرة.

ونتيجة لذلك، يتم توجيه التدفق الصادر إلى الغلاف الحلزوني. يوفر التكوين الحلزوني الكبح والإمداد اللاحق للتدفق المضغوط إلى قناة العادم.

من قناة العادم، يتم تفريغ كتل الهواء الغازي في قنوات الهواء لمزيد من التنظيف وإطلاقها في الغلاف الجوي.

إذا كانت مجاري الهواء مجهزة بصمامات إغلاق، فيمكن للمروحة الشعاعية أن تعمل كمضخة تفريغ.

أنواع

يتطلب حجم المبنى، وكذلك مستوى التلوث وتسخين الهواء فيها، تركيب أنظمة عادم ذات حجم وقوة وتكوين مناسبين. لذلك، مراوح الطرد المركزي تأتي في أنواع مختلفة.

اعتمادًا على مستوى الضغط الناتج عن الكتل الهوائية في قناة العادم، يتم تصنيفها إلى مراوح:

1. الضغط المنخفض - ما يصل إلى 1 كيلو باسكال. في أغلب الأحيان، يوفر تصميمها شفرات صفائح عريضة منحنية للأمام نحو أنبوب الشفط، مع سرعة دوران قصوى تصل إلى 50 م/ث. نطاق تطبيقها هو بشكل رئيسي أنظمة التهوية. إنها تنتج ضوضاء أقل، لذلك يمكن استخدامها في الغرف التي يتواجد فيها الأشخاص باستمرار.
2. ضغط متوسط. في هذه الحالة، يمكن أن يتراوح مستوى الحمل الناتج عن حركة الكتل الهوائية في قناة العادم من 1 إلى 3 كيلو باسكال. يمكن أن يكون لشفراتها زوايا واتجاهات ميل مختلفة (للأمام والخلف)، ويمكن أن تتحمل سرعة قصوى تصل إلى 80 م/ث. نطاق التطبيق أوسع من نطاق المراوح ذات الضغط المنخفض: ويمكن أيضًا تركيبها في محطات المعالجة.
3. ضغط مرتفع. تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في محطات المعالجة. الضغط الكلي في قناة العادم من 3 كيلو باسكال. تخلق قوة التثبيت سرعة محيطية لكتل ​​الشفط تزيد عن 80 م / ث. تم تجهيز العجلات التوربينية حصريًا بشفرات منحنية للخلف.

الضغط ليس العلامة الوحيدة التي تتميز بها المراوح الشعاعية. اعتمادًا على سرعة الكتل الهوائية التي توفرها المكره، فإنها تنقسم إلى فئتين:

• الفئة الأولى - تشير إلى أن الشفرات المنحنية من الأمام توفر سرعة أقل من 30 م/ث، والشفرات المنحنية من الخلف توفر سرعة لا تزيد عن 50 م/ث؛
• تشتمل الفئة الثانية على وحدات أكثر قوة: فهي توفر سرعة للكتل الهوائية المدفوعة أعلى من مراوح الفئة الأولى.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيع الأجهزة باتجاهات دوران مختلفة بالنسبة لأنبوب الشفط:

• يمكن تثبيت تلك الموجهة إلى اليمين عن طريق تحويل السكن في اتجاه عقارب الساعة؛
• إلى اليسار - عكس اتجاه عقارب الساعة.

يعتمد نطاق تطبيق القواقع إلى حد كبير على المحرك الكهربائي: قوته وطريقة توصيله بالمكره:

• يمكنه اكتساب السرعة مباشرة على عمود المحرك.
• يتم توصيل عموده بالمحرك باستخدام أداة التوصيل ويتم تثبيته بمحمل واحد أو اثنين ؛
• باستخدام محرك V-حزام، بشرط أن يتم تثبيته بواسطة واحد أو اثنين من المحامل.

قيود على الاستخدام

ينصح بتركيب مراوح شعاعية لتحريك كميات كبيرة من كتل الغاز والهواء، بشرط ألا تحتوي على:

• المتفجرات.
• - المواد الليفية والمعلقات اللزجة بكميات تزيد عن 10 ملغم/م3؛
• الغبار المتفجر.

حالة التشغيل المهمة هي درجة الحرارة المحيطة: لا ينبغي أن تتجاوز -40 درجة مئوية إلى +45 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا تحتوي تركيبة كتل الهواء والغاز المارة على عوامل تآكل تساهم في التدمير المتسارع للمروحة جزء التدفق.

بالطبع، للاستخدام في بعض الصناعات، يتم إنتاج المراوح بدرجة عالية من مقاومة التآكل، والحماية من الشرر وتغيرات درجات الحرارة باستخدام أغلفة ومكونات داخلية مصنوعة من سبائك عالية القوة.