Расчет вентилятора: Пример подбора вентиляторов для вентиляции

Содержание

Пример подбора вентиляторов для вентиляции

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Пример расчета вентиляционной системы:

Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Определение потерь давления в воздуховодах.

Определение потерь давления в обратном клапане.

Подбор необходимого вентилятора.

Определение потерь давления в шумоглушителях.

Определение потерь давления на изгибах воздухуводов.

Определение потерь давления в диффузорах.

Вентиляторы систем охлажденияТеоретический расчет величины воздушного потока и потребляемой мощности вентиляторов

О проблемах работы систем охлаждения наш журнал уже писал в статье «Антифриз». Мы продолжаем эту тему и рассмотрим проблемы расчета величины воздушного потока и потребляемой мощности вентиляторов систем охлаждения.

Немного теории

Все вентиляторы систем охлаждения мобильных машин относятся к классу «осевых», или «пропеллерных», т. е. вентиляторов, нагнетающих поток по направлению оси вращения лопастей. Этим они отличаются от «центробежных», которые изменяют направление потока на 90° и направляют его перпендикулярно оси вращения лопастей.

Теплообмен в радиаторах систем охлаждения

В основе расчетов систем охлаждения лежит формула теплопередачи

ΔQ=mCΔT,

где ΔQ – количество тепла, передаваемое телу;
m – масса тела;
ΔT – разница температур;
C – удельная теплоемкость.

Из приведенной формулы можно сделать важные выводы. Если ΔQ и С – величины постоянные, то чем больше ΔT , тем меньше m. И еще: количество тепла ΔQ, которое может быть передано от одного тела другому, прямо пропорционально разнице температур этих двух тел ΔT. Относительно теплообмена в радиаторе системы охлаждения это означает: чем больше разница температур охлаждающей жидкости и окружающего воздуха ΔT (T_ж–T_в), тем меньший поток воздуха F, кг/с, требуется для охлаждения. Эта зависимость представлена на рис. 1. Из графика видно: когда температура окружающего воздуха приближается к температуре охлаждающей жидкости, т. е.

ΔT уменьшается почти до нуля, требуемый поток воздуха стремительно увеличивается.

Этот и приведенные ниже графики построены на основе реальных испытаний.

Энергия, необходимая для создания воздушного потока заданной величины

Теперь рассмотрим зависимость энергопотребления привода вентилятора от величины воздушного потока и его скорости.

Как известно из классической механики, количество энергии, необходимой для приведения тела в движение, пропорционально скорости тела в квадрате:

E=mv²·0,5,

где E – энергия;
m – масса;
v – скорость.

Применительно к системе охлаждения из этого уравнения следует: чтобы увеличить поток воздуха, проходящий через радиатор, необходимо увеличить скорость потока, если эффективная площадь радиатора остается неизменной.

Отношение величины воздушного потока и энергии, необходимой для создания этого потока, выражается «законом вентилятора»:

Е₂=Е₁(F₂/F1)³,

где Е₁ – энергия, затрачиваемая для создания существующего воздушного потока;
Е₂ – энергия, необходимая для создания будущего воздушного потока;
F₁ – величина существующего воздушного потока;
F₂ – величина необходимого воздушного потока.

Из этого уравнения можно сделать важный вывод: энергия, необходимая для увеличения воздушного потока, пропорциональна отношению новой и старой величин потока в третьей степени. То есть, чтобы увеличить поток воздуха через радиатор в 2 раза, надо увеличить количество энергии в 8 раз (даже без учета возрастания аэродинамического сопротивления радиатора).

На рис. 2 изображена относительная зависимость между мощностью, потребляемой вентилятором, и величиной воздушного потока.

Принципы разработки систем охлаждения

Проектирование системы охлаждения обычно начинают с выбора максимальной рабочей температуры, т. е. максимальной температуры окружающего воздуха, при которой система охлаждения способна поддерживать температуру охлаждающей жидкости двигателя на заданном уровне.

После выбора максимальной рабочей температуры можно определить расчетный перепад температур ΔT в системе и величину необходимого воздушного потока. Чем выше выбранная максимальная рабочая температура, тем больше величина необходимого воздушного потока.

Проще говоря, если мы рассчитываем систему охлаждения для работы в средней полосе, взяв за максимум температуру окружающего воздуха +35 °С, нам потребуется менее мощный вентилятор, чем в случае, когда система охлаждения будет рассчитана на работу при +50 °С.

Для создания оптимальной по характеристикам системы охлаждения следует учитывать факторы, перечисленные далее.

Как правильно выбрать максимальную рабочую температуру

Если выбрать слишком низкую максимальную рабочую температуру, машина будет перегреваться при высоких температурах окружающего воздуха, но если выбрать чрезмерно высокую, заложив в конструкцию системы охлаждения слишком большой запас производительности, система будет потреблять слишком большую мощность, а это приведет к перерасходу топлива и ухудшению экономичности машины. Поэтому очень важно выбрать оптимальное значение максимальной рабочей температуры.

На рис. 3 представлена зависимость величины воздушного потока от температуры окружающего воздуха для теплообменника типа «воздух–воздух». В испытанной системе охлаждения использовался вентилятор Ø 864 мм, максимальная рабочая температура равнялась 43 °С.

На рис. 4 представлена зависимость мощности, потребляемой вентилятором, от температуры окружающего воздуха: мощность быстро падает с понижением температуры. Если температура окружающего воздуха опускается всего на 17 °С ниже максимальной рабочей температуры системы охлаждения, потребляемая мощность уменьшается более чем на 50%.

Свести к минимуму нагрузку на систему охлаждения

Следует выявить и исключить все паразитные нагрузки на двигатель, которые увеличивают его теплоотдачу и нагрузку на систему охлаждения. Такие паразитные нагрузки обычно появляются из-за нерациональных конструкторских решений.

Например, гидромуфта привода вентилятора обычно имеет к. п.д. 75–85%. Это означает, что 15–25% подводимой к ней мощности превращается в тепло, от которого нагревается гидравлическое масло. Это тепло должно быть отведено через систему охлаждения самим вентилятором. Гидропривод вентилятора на максимально напряженном режиме работы обычно создает 5–7% общей тепловой энергии, которая отводится системой охлаждения. За счет этого на максимальном режиме работы мощность, необходимая для привода вентилятора, увеличивается на 16–22%, чтобы дополнительно отвести тепло, созданное самим приводом, плюс потери 15–25% за счет не 100%-ного к.п.д. В результате «набегает» лишней потребляемой мощности на привод вентилятора до 31–47% на максимальном режиме.

Сравним: ременный привод вентилятора обычно имеет к.п.д. 93–98% и не увеличивает нагрузку на систему охлаждения.

Выбор диаметра вентилятора

Увеличивая диаметр крыльчатки вентилятора, можно увеличить площадь сечения воздушного потока, за счет чего можно уменьшить его скорость. Поскольку площадь круга изменяется пропорционально величине диаметра в квадрате, скорость воздушного потока изменяется пропорционально квадрату диаметра вентилятора.

Как установлено ранее, потребляемая вентилятором мощность изменяется пропорционально квадрату скорости воздушного потока. Таким образом, мощность, потребляемая вентилятором, изменяется обратно пропорционально изменению диаметра в четвертой степени:

Е₂=Е₁(Ø₁/Ø₂)⁴,

где Е₁– мощность, потребляемая существующим вентилятором;
Е₂ – мощность, потребляемая новым вентилятором;
Ø₁ – диаметр существующего вентилятора;
Ø₂ – диаметр нового вентилятора.

Из уравнения видно, что при увеличении диаметра вентилятора на 10% (и соответственно площади радиатора) потребляемая вентилятором мощность снижается на 32% при сохранении прежней величины воздушного потока. Поэтому выгодно использовать радиатор и вентилятор наибольшего размера, которые можно разместить в подкапотном пространстве машины.

Системы с регулируемой величиной воздушного потока

Оптимальное решение. Системы охлаждения с регулируемой величиной воздушного потока позволяют обеспечивать высокую максимальную рабочую температуру без чрезмерных паразитных затрат мощности. Два наиболее распространенных способа регулировки величины воздушного потока – изменение частоты вращения или угла поворота лопастей вентилятора. Следует заметить, что уменьшение частоты вращения вентилятора выгодно не только с точки зрения экономии мощности, но и для снижения шума работы.

Вентиляторы охлаждения с поворачивающимися лопастями (изменяемым шагом) позволяют регулировать воздушный поток. Использование таких вентиляторов дает возможность разработчикам систем охлаждения обеспечить требования при экстремально высоких температурах окружающего воздуха и в то же время свести к минимуму потребление мощности на привод.

На рис. 5 представлена зависимость величины воздушного потока, проходящего через радиатор, от статического давления: при увеличении статического давления воздушный поток уменьшается. Чем больше воздуха будет проходить через радиатор, тем большее давление потребуется создать. На графике видно, как изменяется величина воздушного потока при изменении угла поворота лопастей (кривые сдвигаются на графике).

Испытания показали, что даже при относительно теплой погоде (+27 °С) использование вентилятора с поворачивающимися лопастями позволило снизить потребляемую мощность до 50%.

Расчёт вентиляции

Основные параметы вентиляторов:

Производительность – сколько воздуха перекачивается за определённое время. Измеряется в CFM (кубических футов в минуту) или м³/час (1CFM = 1.7м³/час)
Уровень шума – Измеряется в децибелах (дБ / dB)
Диаметр
Скорость вращения
Мощность

ВАЖНО:

Для создания наиболее эффективной, тихой вентиляции и охлаждения бокса необходимо организовать кратчайший и беспрепятственный воздушный поток от пола до потолка, равномерно проходящий по всей площади бокса, в объёме, достаточном для охлаждения лампы.

Вентилятор должен обновлять воздух в боксе каждые 3–5 минут. Узнать объем бокса можно умножив его Длину на Ширину на Высоту.

Горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз (физика). Наиболее эффективно оборудовать отток воздуха как можно выше, а приток как можно ниже.

При активном оттоке и притоке нужны равные по производительности вентиляторы на вдув/выдув. При активном оттоке и пассивном притоке отверстие для притока должно быть больше, чем для оттока.

Не забывайте делать поправку на t в комнате зимой и летом, если она у вас «гуляет». Я на этом первый раз подставился. Бокс делал зимой и с t все было ОК. Наступило лето, t в комнате поднялась на 5 градусов, в боксе соответственно тоже поднялась.

Канальные вентиляторы самые эффективные для оттока/притока воздуха.

Компьютерные вентиляторы имеют небольшие размеры, используются для оттока/притока воздуха в мини-боксах, и для обдува растений в первые недели жизни.

Бытовые вентиляторы используются для общей циркуляции воздуха. Раскачивание вентилятора из стороны в сторону не даёт застояться воздуху и положительно сказывается на развивающихся растениях – стебли становятся прочнее от раскачивания.

БЕЗОПАСНОСТЬ:

Если вентиляция отключается по таймеру вместе с освещением, учтите что мощная лампа сильно разогревается во время работы и будет остывать уже без вентиляции, что может вызвать раскол стекла в светильнике или ожог макушек растений.

Необходим вентилятор обдувающий макушки растений, если они расположены близко к лампе.

Компьютерные вентиляторы подключаются через блок питания на 12в, при подключении напрямую к сети 220в компьютерный вентилятор сгорит.

Расчет вытяжного вентилятора довольно прост: нужно вычислить объем комнаты (длина х ширина х высота).

Например, комната 3×4 метра, высота потолка 3 метра; соответственно объем составит 3 х 4 х 3= 36 кубических метров. Воздух следует обновлять каждые 5 минут. Получается, что за 1 час воздух обновляется двенадцатикратно (60 мин. +5 мин. =12). Таким образом, теоретически вентилятор должен номинально вырабатывать 432 кубометра в час (12 х 36 кубометров). Но это только теоретически, поскольку в реальной жизни слишком много факторов, готовых подпортить этот красивый расчет. Если вы применяете фильтр из активированного угля (как многие), то тем самым производительность вентилятора будет ограничена. Если нужна труба для вывода воздуха наружу, то каждое её колено будет отбирать у вентилятора мощность. Если воздухозаборник мал, свежий воздух не сможет поступать достаточно быстро; сопротивление тоже уменьшит производительность. Если ко всему этому добавить ещё износ и отложение пыли, то в итоге вентилятор окажется не столь эффективен, как указано в его номинальной мощности. Приложите все усилия, чтобы учесть эти факторы; скорее пусть вентилятор будет немного мощным, чем слабым.

К вашей расчетной величине добавьте

еще 25%.

7.7. Расчет вентиляторов

Встроенный вентилятор, укрепленный на валу электрической машины, должен создавать напор, достаточный для того, чтобы обеспечить необходимый расход охлаждающей среды в каналах вентиляционной системы машины. Вентиляторы проектируются с учетом особенностей конструктивного исполнения конкретного типа машины [16].

Ниже приводится упрощенный метод поверочного расчета встроенного вентилятора, основанный на данных серийных машин общего назначения. В таких машинах используют преимущественно центробежные вентиляторы с радиальными лопатками, рабочее колесо которых изменяет свое направление потока на радиальное.

Внешний диаметр вентиляторного колеса выбирают в соответствии с типом вентиляционной системы и конструкции машины. При аксиальной вентиляции внешний диаметр рабочего колеса (рис. 7.7) выбирают максимально возможным.

Рис. 7.7. Колесо вентилятора

По выбранному внешнему диаметру вентилятора определяют окружную скорость, м/с:

. (7.49)

Максимальное значение КПД вентилятора приблизительно соответствует режиму, когда номинальное давление вентилятора ,где — давление, развиваемое вентилятором в режиме холостого хода, т. е. при закрытых отверстиях по внешнему диаметру, когда расход воздуха равен нулю. Номинальное значение расхода приблизительно равно:

где — расход вентилятора, м³/с, работающего в режиме короткого замыкания (по аналогии с электрической цепью), т. е. в открытом пространстве.

Из условия максимального КПД принимается

. (7.50)

Сечение на выходной кромке вентилятора, м²,

, (7.51)

где 0,42 — номинальный КПД радиального вентилятора.

Ширина колеса вентилятора

, (7.52)

где 0,92 — коэффициент, учитывающий наличие вентиляционных лопаток на поверхности вентиляционной решетки (поверхности ).

Внутренний диаметр колеса определяют из условия, что вентилятор работает при максимальном значении КПД, т. е. при и . Используя уравнения статического давления, развиваемого вентилятором, Па, найдем давление, развиваемое вентилятором при холостом ходе:

, (7. 53)

где = 0,6 для радиальных лопаток; кг/м³ — плотность воздуха.

Зная расход воздуха V, сопротивление вентиляционной системы и определив окружную скорость на внутренней кромке вентилятора [16]:

, (7.54)

найдем внутренний диаметр колеса вентилятора, м:

. (7.55)

Во встроенных вентиляторах отношение лежит в пределах 1,2…1,5.

Число лопаток вентилятора принимают [16]:

. (7.56)

Для уменьшения вентиляционного шума рекомендуется выбирать число лопаток вентилятора таким, чтобы оно равнялось нечетному числу. При вытяжной вентиляции могут быть рекомендованы и числа зависимости от диаметра вентилятора: при мм, примм, примм, примм.

Для вентиляторов асинхронных двигателей серии 4А рекомендуется выбирать число лопаток согласно табл. 7.6.

Таблица 7.6. Число лопаток вентилятора

Высота оси вращения, мм	Число лопаток при
Высота оси вращения, мм
50…63	4	4
71…100	10	10
112…132	5	8
160…250		9
280…355	6

Число лопаток вентиляторов машин постоянного тока выбирают ориентировочно:

. (7.57)

Значение округляют до ближайшего простого числа.

После расчета вентилятора необходимо уточнить результаты вентиляционного расчета.

Для определения действительного расхода воздуха и давления и строят совмещенные характеристики вентилятора и вентиляционного тракта машины. Характеристика вентилятора может быть выражена с достаточной точностью уравнением

. (7.58)

Характеристика вентиляционного тракта согласно (7.50)

. (7.59)

На рис. 7.8 представлены графики, построенные по уравнениям (7.58) (кривая 1) и (7.59) (кривая 2). Координата точки пересечения этих характеристик определяется путем решения уравнений

(7. 60)

Рис. 7.8. Характеристики вентилятора

Мощность, потребляемая вентилятором, Вт,

, (7.61)

где — энергетический КПД вентилятора, который может быть принят равным примерно

(7.62)

Вентиляционный расчет электрической машины при курсовом проектировании проводится по упрощенной методике. Более подробные расчеты отдельных видов исполнения машин приводятся в гл. 9—11.

Расчет производительности осевого и центробежного вентилятора

Эффективность каждой вентиляционной системы зависит не только от грамотности проектного решения. Вентилятор является «сердцем» таких инженерных коммуникаций. От выбора производительности данного оборудования полностью зависит, насколько эффективной будет вентсистема, сможет ли она обеспечивать необходимые приток и отведение воздуха.

Производительность – важная характеристика любого приточного или вытяжного вентилятора, которая свидетельствует о возможности оборудования за единицу времени перемещать определенное количество воздуха. Данная характеристика может быть в пределах 1-1000 м3/с. Рассчитывается производительность (Q) по следующей формуле:

Q = V/t,

в которой V – объем воздуха, t – интервал времени.

Наиболее популярными являются осевые и центробежные вентиляторы, которые еще называют радиальными. Особенностью осевых являются небольшие габариты и простота. Их корпус характеризуется цилиндрической формой. Рабочее колесо располагается внутри, оно свободно вращается. Радиальные вентиляторы – конструкция, сочетающая в себе рабочее колесо, спиральный корпус, привод и вал. Такое оборудование монтируется на специализированной раме, которая называется станиной.

Основные отличия вентиляционного оборудования

Радиальное и осевое вентоборудование отличается принципом функционирования. В осевом оборудовании происходит движение воздушного потока от входного к выходному патрубку параллельно оси вала. В радиальных – воздух сначала движется вдоль оси вала, а затем изменяет направление движения для выхода на перпендикулярное к оси.

Осевое оборудование характеризуется экономичностью, компактностью и способностью обеспечивать перемещение на небольшие расстояния больших объемов воздуха. Чаще всего в осевых вентиляторах привод находится внутри корпуса. Скорость вращения рабочего колеса выше в сравнении с радиальным вентоборудованием, что обуславливает и более высокий уровень шумов.

Радиальные вентиляторы характеризуются наличием значительного количества модификаций и чаще всего используются в промышленных производственных масштабах. Данное оборудование способно бесперебойно функционировать в обширном температурном диапазоне, выдерживать значительные нагрузки. Конструкция радиальных вентиляторов характеризуется громоздкостью, поэтому их монтаж предполагает наличие соответствующей площадки.

Подбор радиального вентилятора | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

ВЕЗА программа подбора вентиляторов VezaFan

В этой статье, Вы узнаете как осуществляется подбор вентилятора. Допустим, что требуется подобрать радиальный вентилятор исполнения 1 для перемещения воздуха с параметрами близкими к стандартным. Проектная производительность вентиляции составляет 33000 м³/ч при аэродинамическом сопротивлении системы вентиляции Р = 1300 Па.

Осуществим подбор вентилятора по производительности и давлению. Заданным расчетным параметрам соответствуют вентиляторы типа ВР-80-70. По техническим характеристикам предварительно устанавливаем, что исходным данным подбора вентилятора отвечают вентиляторы номер 10, имеющие при количестве оборотов n=980 об/мин. рабочий диапазон параметров: производительность – V = 20500-39500 м³/ч, полное давление – 1150-1450 Па.

По индивидуальной аэродинамической характеристике вентилятора ВР-80-70-10,2-02 находим рабочую точку вентилятора (т. А) и соответствующие ей параметры:

Производительность вентилятора ВР-80-70 — 33000 м³/ч

Полное давление вентилятора ВР-80-70 — 1300 Па

Число оборотов колеса вентилятора ВР-80-70 — 980 об/мин.

КПД вентилятора ВР-80-70 — 0,81

Максимальный КПД вентилятора ВР-80-70 — 0,82

Установленную мощность электродвигателя вентилятора ВР-80-70 — 18 кВт

Проверяем выполненные условия подбора вентилятора:

n>=0,9*n_МАХ

n_В = 0,81>=0,9*0,82=0,738

Требуемая мощность на валу электродвигателя, кВт

N = (33000*1300)/(3600*1020*n_В*n_П) = 14,4 кВт

Установленная мощность электродвигателя, кВт при коэффициенте запаса К_З = 1,1 (таблица)

Ny = K_З*N = 1,1*14,4 = 15,9 кВт

Установленная мощность комплектующего электродвигателя Nу = 18,5 Вт.

Коэффициент запаса мощности

*Мощность на валу* *электродвигателя, кВт*	*Коэффициент запаса мощности, К_З*
*Мощность на валу* *электродвигателя, кВт*	*Радиальные вентиляторы*	*Осевые вентиляторы*
<0,5	1,5	1,2
0,51-1	1,3	1,15
1,01-2	1,2	1,1
2,01-5	1,15	1,05
>5	1,1	1,05

Купить вентилятор можно по этой синей ссылке.

Вот такой вот получился пример подбора радиального вентилятора и теперь вы знаете как осуществляется подбор радиального вентилятора. Если же вам необходим подбор вентилятора какого-то определенного производителя или же вы переживаете что неправильно подобрали, то вполне подойдет ВЕЗА программа подбора вентиляторов. У производителя ВЕЗА есть программа подбора вентиляторов VezaFan или программа Veza Kanal, которую легко можно скачать с интернета или же можно заполнить опросный лист на проектирование и изготовление вентилятора.

Компьютерная программа для выбора вентиляторов ВЕЗА

Проектирование системы вентиляции — расчет производительности, выбор вентилятора

Чтобы обеспечить качественное вентилирование дома, мало лишь выбрать любую понравившуюся систему вентиляции – необходимо выяснить, какой объем воздуха будет выводиться из помещений, и сколько свежего воздуха надо поставлять с улицы.

Говоря иначе, необходимо проектирование системы вентиляции, целью которого является узнать оптимальный воздухообмен дома, и уже исходя из этих данных подобрать систему вентиляции: вентиляторы определенной мощности, каналы и т.д.

Содержание

Определение производительности по воздуху
Выбор вентилятора и калорифера
Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

Расчет вентиляции – это ответственная и сложная работа проектировщиков, выполнение которой требует высокой квалификации.

Проектируя системы вентиляции, необходимо найти оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов.

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

• Производительность по воздуху;

• Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;

• Мощность калорифера;

• Рабочее давление, создаваемое вентилятором;

• Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Определение производительности по воздуху

Производительность по воздуху, измеряемая в кубометрах в час, показывает величину воздухообмена, который должен быть обеспечен в помещении.

Определяется данная величина от кратности воздухообмена, то есть от того, сколько раз в час происходит полная замена воздуха.

Зависит кратность воздухообмена от назначения помещения, его размеров, наличия в нем людей и различного производственного оборудования.

Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.

Определение производительности по воздуху

Производительность будущей вентиляционной системы по воздуху можно (и нужно) определять двумя способами.

1. По кратности воздухообмена:

L = n * S * H

где

n – кратность воздухообмена в соответствии с требованиями ГОСТ и СНиП;

S – площадь помещения, м.кв.;

H – высота потолочного перекрытия, м.

Так, например, для жилого помещения объемом 200 м3 зачастую достаточно однократного обмена воздуха, а для производственного цеха такого же объема воздух должен заменяться 2-3 раза в час.

2. По количеству людей:

L = N * Lнорм

где

N – предполагаемое количество находящихся в помещении людей;

Lнорм — часовой расход воздуха из расчета на одного человека, м3/ч.

Lнорм регламентируется Строительными Нормами и Правилами. Для людей, находящихся в состоянии покоя (жилые квартиры и дома), Lнорм соответствует 20 м3/ч; для работников офиса Lнорм=40 м3/ч, а для работников физического труда Lнорм=60 м3/ч.

Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час.

Так, для большинства жилых помещений, достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Если это офисное помещение 100 кв.м. и в нем работает 50 человек (допустим операционный зал), то для обеспечения вентиляции необходима подача около 3000 м3/ч.

Расчет воздуховодов вентиляции производят на основании большего значения, полученного по одной из выше приведенных формул.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности.

При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора.

Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.

участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

Для квартир — от 100 до 600 м3/ч;

Для коттеджей — от 1000 до 3000 м3/ч;

Для офисов — от 1000 до 20000 м3/ч.

Выбор вентилятора и калорифера

Скорость воздуха

Важным параметром для расчета вентиляции является допустимая скорость воздушного потока.

Для комфортного регулирования воздухообмена от скорости воздуха зависит площадь поперечного сечения воздуховодов.

Согласно справочной литературе при проектировании воздуховодов систем вентиляции руководствуются следующими значениями скорости воздушного потока:

— жилые и общественные помещения – 1,5…5 м/сек;

— производственные площади – до 12 м/сек.

Зная кратность воздухообмена и максимально допустимую скорость воздушного потока, можно определить площадь поперечного сечения воздуховодов.

Выбор воздуховодов

После определения сечения воздуховодной магистрали приступают к выбору воздуховодов по геометрическим параметрам. Форма воздуховодов в поперечном сечении может быть круглой или прямоугольной (реже овальной или квадратной). По площади воздуховода и форме сечения выбирают типоразмер вентиляционного канала.

В прямоугольных воздуховодах, для уменьшения потерь давления и снижению шума, соотношение сторон должно не превышать значение три к одному (3:1). При выборе сечения воздуховодов нужно руководствоваться тем, что скорость в магистральном воздуховоде должна быть до 5 м/с, а в ответвлениях до 3 м/с. Рассчитать размеры сечения воздуховода можно определяются по диаграмме приведенной ниже.

Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=360 м3/час.

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (360 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 100х200 мм или Ø150 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 360 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 160х200 мм или Ø 200 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

Выбор вентилятора

После расчета требуемого воздухообмена можно выбрать вентилятор соответствующей производительности. При этом необходимо оставлять запас по мощности, так как система воздуховодов оказывает определенной сопротивление воздушным потокам

При выборе вентилятора для канальной системы вентиляции следует учитывать, что сеть воздуховодов в любом случае будет иметь потери давления по следующим причинам:

— разгерметизация в местах стыков отдельных элементов воздуховода между собой и с канальным оборудованием;

— местные аэродинамические сопротивления (фильтры, рекуператоры, разветвления и пр.).

Чем длиннее и разветвленней вентиляционная магистраль, тем большими будут потери, соответственно, вентилятор нужно выбирать мощнее.

Однако слишком мощный вентилятор приведет к неоправданным эксплуатационным затратам, в частности к повышенному расходу электроэнергии.

От правильного выбора вентилятора будет зависеть эффективность работы всей системы канальной вентиляции.

Ориентировочно для вентиляционных сетей средней протяженности можно выбрать такой вентилятор, чтобы он с требуемой производительностью по воздуху справлялся на 90% своей мощности. Остальные 10% оставляются «про запас» — на будущую разгерметизацию и ухудшение аэродинамики за счет загрязнения воздуховодов.

Есть еще один момент, который желательно учитывать при выборе вентилятора.

Вентилятор является основным источником шума и вибраций в вентиляционной сети.

Чем больше диаметр лопастей, тем выше их линейная скорость (на крайних точках лопаток при одной и той же частоте вращения рабочего колеса).

Другими словами, чем меньше диаметр рабочего колеса вентилятора, тем меньше вибраций и шума он будет создавать.

Остальное канальное оборудование выбирается по своим характеристикам в зависимости от назначения и условий эксплуатации системы вентиляции.

Для квартир обычно выбираются вентиляторы производительностью не более 500 м3/ч, а для производственных цехов и крупных офисных помещения эта величина может доходить 10000 м3/ч.

После выбора вентилятора необходимо определиться с типом и мощность калорифера.

Мощность калорифера

Предназначен он для подогрева поступающего в вентиляционную систему наружного воздуха в зимний период.

Как правило, нагрев такого воздуха осуществляется до +16-18°С. В зависимости от способа нагрева воздуха, различают водяные и электрические калориферы.

Водяные, в которых нагрев воздуха осуществляется за счет системы отопления здания, используются в основном в том случае, когда электрические по тем или иным причинам использовать невозможно.

Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха.

Два последних параметра определяются СНиП.

При этом приточная система желательно должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года, дабы не платить большие счета за электричество (если стоит электрический калорифер, возможно обустройство водяного калорифера).

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.

Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

I = P / U, где

I — максимальный потребляемый ток, А;

Р — мощность калорифера, Вт;

U — напряжение питание:

220 В — для однофазного питания;

660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания.

В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L, где

ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;

Р — мощность калорифера, Вт;

L — производительность по воздуху, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров).

Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов.

Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором.

Проводим аэродинамический расчет, находим внешнее давление сети воздуховодов.

От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха.

Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума.

В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. А межпотолочное пространство любят уменьшать.

Для снижения этих значений до допустимых нормативов оптимальным образом подбирается мощность оборудования и конфигурация трассы.

Также дополнительно на выходе вентилятора может быть установлен специальный поглотитель шума.

Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Отправить отзыв и предложения
послать Закрывать
Спасибо за отзыв!
В нашу команду было отправлено письмо с вашим отзывом.
Произошла ошибка при обработке вашей информации.
Приносим извинения за неудобства и уведомили члена команды.
Закрывать
Rep Наши продукты
Вы заинтересованы в представлении CaptiveAire и продаже нашей продукции?
Заполните следующую форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
0/500
Какое у вас образование?
0/500
Какие территории продаж вас интересуют?
0/500
Какие продуктовые линейки вас интересуют?
0/1000
Есть ли у вас еще какие-нибудь комментарии?
послать Закрывать
Мы искали везде, но не смогли найти эту страницу.
Может быть, его поразил один из наших высокоэффективных вытяжных вентиляторов.
Возможно, вы хотите перейти на главную страницу?
Отправить отзыв и предложения
послать Закрывать
Спасибо за отзыв!
В нашу команду было отправлено письмо с вашим отзывом.
Произошла ошибка при обработке вашей информации.
Приносим извинения за неудобства и уведомили члена команды.
Закрывать
Rep Наши продукты
Вы заинтересованы в представлении CaptiveAire и продаже нашей продукции?
Заполните следующую форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
0/500
Какое у вас образование?
0/500
Какие территории продаж вас интересуют?
0/500
Какие продуктовые линейки вас интересуют?
0/1000
Есть ли у вас еще какие-нибудь комментарии?
послать Закрывать
Мы искали везде, но не смогли найти эту страницу.
Может быть, его поразил один из наших высокоэффективных вытяжных вентиляторов.
Возможно, вы хотите перейти на главную страницу?
Отправить отзыв и предложения
послать Закрывать
Спасибо за отзыв!
В нашу команду было отправлено письмо с вашим отзывом.
Произошла ошибка при обработке вашей информации.
Приносим извинения за неудобства и уведомили члена команды.
Закрывать
Rep Наши продукты
Вы заинтересованы в представлении CaptiveAire и продаже нашей продукции?
Заполните следующую форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
0/500
Какое у вас образование?
0/500
Какие территории продаж вас интересуют?
0/500
Какие продуктовые линейки вас интересуют?
0/1000
Есть ли у вас еще какие-нибудь комментарии?
послать Закрывать
Мы искали везде, но не смогли найти эту страницу.
Может быть, его поразил один из наших высокоэффективных вытяжных вентиляторов.
Возможно, вы хотите перейти на главную страницу?
Отправить отзыв и предложения
послать Закрывать
Спасибо за отзыв!
В нашу команду было отправлено письмо с вашим отзывом.
Произошла ошибка при обработке вашей информации.
Приносим извинения за неудобства и уведомили члена команды.
Закрывать
Rep Наши продукты
Вы заинтересованы в представлении CaptiveAire и продаже нашей продукции?
Заполните следующую форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
0/500
Какое у вас образование?
0/500
Какие территории продаж вас интересуют?
0/500
Какие продуктовые линейки вас интересуют?
0/1000
Есть ли у вас еще какие-нибудь комментарии?
послать Закрывать
Мы искали везде, но не смогли найти эту страницу.
Может быть, его поразил один из наших высокоэффективных вытяжных вентиляторов.
Возможно, вы хотите перейти на главную страницу?
Счетчик вентилятора
(осевой и центробежный) | давление и расход
Вентиляторы используются для перемещения газов (например, воздуха) из одного места в другое для вытяжки, кондиционирования, сжатия и т. Д. Они делают это путем вращения ряда наклонных лопастей (или лопастей), которые втягивают воздух через отверстие.

Рис 1.Воздушный поток лопастей вентилятора
Существует несколько типов вентиляторов: крыльчатый, осевой, центробежный A, Sirocco и т. Д., Каждый из которых имеет индивидуальные преимущества (объем, давление, скорость, мощность, эффективность и т. Д.), Но все они будут перемещать газы с одинаковой скоростью. в зависимости от входной мощности. Различия, такие как эффективность или скорость потока, возникают в типах вентиляторов из-за особых конструктивных преимуществ, которые дают преимущество одной характеристике перед другой. Например, крыльчатый вентилятор имеет более высокий КПД при транспортировке чистого (легкого воздуха) с высокой скоростью потока (высокая скорость), тогда как вентилятор Sirocco с прямыми лопастями более эффективен при перемещении тяжелых газов (паров и твердых частиц).Многоступенчатые вентиляторы обычно используются для увеличения давления на выходе, но они сравнительно дороги.
Воздушный поток через крыльчатку создается вращающимися профилированными лопастями (рис. 1) в кожухе, которые врезаются в воздух своим входным концом, выталкивая воздух обратно вдоль лопасти, а в случае центробежных вентиляторов также за счет центробежных сил, генерирующих частичное разрежение на входе вентилятора из-за выброса увлеченного воздуха наружу в соответствии с соотношением a = v² / r
Помимо электрических и механических компонентов, эффективность вентилятора в значительной степени зависит от формы и ориентации лопастей.Все вентиляторы данной номинальной мощности будут вращаться со скоростью, соизмеримой с сопротивлением воздуха, то есть чем меньше сопротивление воздуха, тем быстрее вращается и тем больше поток.
Многоступенчатые вентиляторы используются там, где требуется очень высокое давление на выходе. Т.е. каждый вентилятор в последовательности увеличивает давление по сравнению с предыдущим вентилятором, пока не будет достигнуто необходимое давление. Один нормальный осевой вентилятор, работающий с максимальной эффективностью, может достичь скоростного давления (pᵥ) до 0,5 фунтов на квадратный дюйм (≈3 500 Н / м²).Высокоэффективный многоступенчатый (серия вентиляторов) турбонагнетатель может достигать давления, более чем в сто раз превышающего.
Обычные вентиляторы
CalQlata постаралась максимально упростить использование этого варианта расчета, учитывая, что он рекомендуется только для расчетов общего назначения, а не для фактических характеристик покупки (см. «Калькулятор вентилятора — Техническая помощь » ниже).

Рис. 2. Давление воздуха в вентиляторах
На рис. 2 показано давление через вентилятор, каждый из которых описан ниже:
Давление на входе ; статическое давление на входе вентилятора.Это также должно включать в себя скоростное давление на впускной стороне (если известно), которое является постоянным и находится на уровне вентилятора. Вы можете включить этот эффект, если хотите, используя следующую формулу:
pᵢ = pᵢ ± ½.v².ρᵢ {используйте ‘+’, если направление движения направлено к вентилятору, и ‘-‘, если оно движется от вентилятора (что маловероятно с учетом направления всасывания)}
Давление на выходе ; статическое давление на выходе вентилятора. Это также должно включать в себя скоростное давление на выпускной стороне (если известно), которое является постоянным и согласованным с вентилятором, а также скоростное давление (pᵥ), создаваемое вентилятором.Вы можете включить этот эффект, если хотите, используя следующую формулу:
pₒ = pₒ ± ½.v².ρₒ {используйте ‘+’, если направление движения к вентилятору, и ‘-‘, если оно движется от вентилятора}
Скорость Давления; давление, создаваемое газом, проходящим через вентилятор
Давление нагнетания; представляет собой сумму скоростного давления и разницы между давлением на выходе и давлением на входе (рис. 2)
Статическое давление ; максимальное давление на входе и выходе
Напорная головка ; напор, создаваемый давлением нагнетания на выходе вентилятора
Конструкция лопастей вентилятора (осевые и центробежные)

Рис 3.Диаграмма скорости воздуха
Форма ваших лопастей и направление, в котором они движутся, будут определять рабочие характеристики вашего вентилятора.
На рис. 3 показана диаграмма скоростей воздуха, втекающего в вентилятор (вход) и выходящий из него (выход).
v₁ᵢ и v₁ₒ: скорости воздуха на входе и выходе через лопасти будут одинаковыми для осевых вентиляторов и разными для центробежных вентиляторов.
v₂ᵢ и v₂ₒ: круговая скорость входной и выходной кромок лопастей будет одинаковой для осевые вентиляторы и разные для центробежных вентиляторов
v₃ᵢ и v₃ₒ: скорость воздуха над поверхностью лопасти будет изменяться от входа к выходу как для осевых, так и для центробежных вентиляторов
v₄ₒ и v₄ₒ: компонент центробежной скорости воздуха будет равен нулю для входной кромки лопасти осевого вентилятора и будет варьироваться от входа к выходу как для осевых, так и для центробежных вентиляторов
vᵢ и vₒ: абсолютная скорость воздуха на входной и выходной кромках лопасти и будет варьироваться от входа к выходу в течение осевые и центробежные вентиляторы
В следующей таблице приведены характеристики, которые можно ожидать от вентилятора в зависимости от формы его лопастей (рис. 3).
Характеристика Обратной стороной {) →} Прямой {| →} Лицом вперед {(→}
Скорость высокая средний низкий
Шум средний высокая низкий
Давление высокий (от 20 до 40 дюймов WG) средний (ширина от 8 до 15 дюймов) Низкий (ширина от 3 до 6 дюймов)
Объемный расход средний низкий высокая
Твердые частицы хорошо отлично плохое
КПД 80% x FF65% 70% x FF45% 70% x FF40%
Строительство тяжелый средний свет
FF = свободный поток WG = водомер
Имейте в виду, что прямолинейная связь относится к входному отверстию на конце лопасти рабочего колеса (0 ° <θᵢ <180 °)
Не рекомендуется значительно ориентировать кончик выпускного отверстия лопасти рабочего колеса в прямом направлении (θₒ> 110 °), так как это нарушит воздушный поток и даст ненадежные результаты.
Эффективность

Рис. 4. Эффективность осевого вентилятора.
Хотя эффективность вентилятора — не единственное соображение для дизайнера, производительность является его / ее главной заботой, ее нельзя игнорировать. Следовательно, достигнув проектных требований, проектировщик должен перейти к оптимизации операционной эффективности.
Эффективность работы вентилятора в основном зависит от двух факторов; углы лезвия лезвия и механическое / электрическое оборудование. Калькулятор вентилятора учитывает только углы лопастей.При выборе подходящих материалов и систем привода проектировщик должен учитывать механический / электрический КПД. Потери напора, возникающие из-за углов наклона лопастей (на входе и выходе), определяют «воздушный» КПД вентилятора.
Эти потери следующие …
Удар (Lˢ): Воздух, поступающий в центробежную крыльчатку, меняет направление с v₁ᵢ на vᵢ, создавая ударную нагрузку на лопасть. Угол передней части (входной кромки) может быть установлен для устранения этого удара, в результате чего v₄ᵢ = 0.Эта потеря не распространяется на осевые вентиляторы; то есть Lˢ = 0
Трение (Lᶠ): Воздух, проходящий по поверхности лопасти (от v₃ᵢ до v₃ₒ), замедляется в результате трения между воздухом и лопастью.
Энергия (Lᵉ): Воздух, выходящий из рабочего колеса центробежного вентилятора, содержит накопленную энергию, которая не преобразуется в напор или скорость. Эта потеря не распространяется на осевые вентиляторы; т.е. Lᵉ = 0
… который во многом определяется углами ведущего и ведомого лезвия.
Пока площадь поперечного сечения диффузора вентилятора (внешний кожух; Ac) больше площади поверхности внешнего диаметра рабочего колеса (A или Ao для осевого и центробежного соответственно), вентилятор будет откачивать 100% объемный расход с таким же изменением давления, что и рабочее колесо (δp).По мере уменьшения площади диффузора расход будет падать, а давление на выходе увеличиваться.
Осевые вентиляторы
Осевые вентиляторы работают только с углами входа и выхода от 0 ° до 90 °, а угол выхода должен быть больше угла входа (Рис. 3). Более того, как видно на рис. 4, угол входа должен быть как можно меньше, и мало что можно получить, если угол выхода меньше 90 °.
КПД незначительно зависит от диаметра рабочего колеса (Øᵢ и Øₒ) и рабочей скорости (N), но не от длины вентилятора (ℓ).
Центробежные вентиляторы

Рис. 5. Эффективность центробежного вентилятора.
Как показано на Рис. 5, за исключением очень специфических требований к рабочим характеристикам, от разработки центробежного рабочего колеса с углами вершины лопастей более 90 ° мало что можно получить.
Для общих применений максимальная изоэнтропическая эффективность будет достигнута за счет выбора малых входных углов и больших выходных углов, однако это будет происходить за счет эффективности напора. Оптимальная эффективность (напор и изоэнтропия) обычно достигается, когда концы впускной и выпускной лопастей установлены под углом около 45 °.
КПД при этих (оптимальных) углах зависит от диаметра рабочего колеса (Øᵢ и Øₒ), но не зависит от изменений рабочей скорости (N).
Осевое и центробежное
Сравнение эффективности и производительности эквивалентных осевых и центробежных рабочих колес приведено ниже …
Осевой:
ε = 100%; H = 15,5 м; P = 268Вт; δp = 202 Па
Центробежный:
ε = 74,4%; H = 14,3 м; P = 322Вт; δp = 181 Па
… делая осевой вентилятор более эффективным, в первую очередь из-за незначительных потерь от ударной и выходной энергии, которые всегда присутствуют и нуждаются в оптимизации в центробежных вентиляторах.
Соотношение сторон
CalQlata определяет форматное соотношение (ф) крыльчатки следующим образом: ф = ID / OD
Радиальная глубина рабочего колеса с большим удлинением (0,75 <ф <1,0) относительно мала по сравнению с его OD
.
Рабочие колеса с высоким соотношением сторон используются при высоком давлении и низком расходе (малый объем рабочего колеса).Тем не менее, расход в широких рабочих колесах с высоким соотношением сторон может быть улучшен путем согласования формы входного отверстия с поперечным сечением рабочего колеса
.
Радиальная глубина рабочего колеса со средним удлинением (0,5 <ф <0,75) относительно высока по сравнению с его наружным диаметром. Такие рабочие колеса обеспечивают больший расход, но пониженный потенциал давления
Центробежные вентиляторы обычно имеют соотношение сторон рабочего колеса более 0,5
Осевые вентиляторы обычно имеют соотношение сторон рабочего колеса менее 0.5 (где поток важнее давления)
Независимо от критериев конструкции, соотношение сторон рабочего колеса должно гарантировать, что его воздушный поток не будет нарушен. Что касается центробежных вентиляторов; входное сечение крыльчатки должно быть не меньше входного сечения лопастей; π.Øᵢ² / 4 ≥ π.Øᵢ.w.
Рабочее колесо ID
Важно убедиться, что входной диаметр вашей центробежной крыльчатки достаточен с учетом доступного входного давления (окружающего или искусственного) для желаемой выходной массы или объемного расхода.
Например; рабочее колесо диаметром 0,5 м и внутренним диаметром 0,1 м никогда не достигнет скорости потока, на которую способен внешний диаметр рабочего колеса, если давление / расход на входе не будут искусственно увеличены.
Сколько лезвий?
Количество лопастей (в вашем рабочем колесе) не влияет на результаты расчета вентиляторов.
Т.е. Это полностью зависит от вас, сколько лопастей вы используете в своем рабочем колесе.
Расчет вентиляторов
основан на том, что весь увлеченный воздух проходит через крыльчатку при каждом обороте, что является нормальной практикой для оптимальной конфигурации лопастей.
Однако:
Слишком мало лезвий; воздух, идущий за каждой лопастью, будет турбулентным, что снизит эффективность работы. Т.е. Ваш вентилятор на самом деле не достигает желаемой / расчетной скорости потока и / или давления.
Слишком большое количество лопастей также снизит эффективность вентилятора из-за увеличения трения кожи и массы крыльчатки (т. Е. Большей рабочей мощности).
Несколько правил:
1 лопасть : Согласно нашим расчетам, воздушный поток будет происходить примерно в 1/3 объема крыльчатки, остальной воздух внутри крыльчатки будет турбулентным, что сделает ваш вентилятор крайне неэффективным.Такую конфигурацию также сложно сбалансировать.
2 лопасти : Значительно улучшенные характеристики воздушного потока по сравнению с конструкцией с одной лопастью, но все же создает значительную турбулентность (позади каждой лопасти). Балансировку лопастей легче достичь, чем конструкции с одной лопастью
3 лопасти : Отлично подходят для рабочих колес с малым соотношением сторон (например, осевые вентиляторы) и намного проще балансировать, чем конструкции с 1 и 2 лопастями
4 лопасти : Лучше воздушный поток, чем у Конфигурация с 3 лезвиями, но трение кожи на 33% больше.Улучшение воздушного потока более чем компенсирует потери от поверхностного трения
5 лопастей : лучшая конфигурация для всех рабочих колес со средним соотношением сторон
6 лопастей : потери от повышенного трения обшивки и массы начинают превышать прирост воздушного потока
> 6 лопастей : общее Правило для рабочих колес с большим удлинением (ф> 0,75) состоит в том, чтобы расстояние по прямой между внутренними кончиками (носками) соседних лопаток было приблизительно равным глубине (радиальной высоте) каждой лопасти.
Трение кожи оказывает большее влияние на скорость потока, чем давление в быстрых вентиляторах .
Т.е. желательно минимизировать количество лопастей в высокопроизводительных вентиляторах.
Какое бы количество лезвий вы ни решили установить, вы должны убедиться, что они не должны перекрывать друг друга.
Если вы рассматриваете конфигурацию лопастей центробежного вентилятора, обращенную вперед, вам потребуется значительно увеличить количество лопастей по сравнению с приведенными выше правилами, чтобы обеспечить достаточную скорость на входе.Вентиляторы не дадут результата для конфигураций, обращенных вперед, с недостаточным количеством лопастей.
Кожух
Кожух вентилятора может иметь любую форму и размер, если его входной и выходной диффузоры не препятствуют потоку воздуха, превышающему предусмотренный конструктором.
Например; Вентиляторы не принимают во внимание качество изготовления корпуса крыльчатки, а также не учитывают внутренние изгибы или деформации, влияющие на путь потока.
Входной диффузор
Для целей настоящего описания; входная область диффузора — это отверстие, ближайшее (смежное) с рабочим колесом.
Если вентилятор не предназначен для создания всасывания, ограничения входящего воздушного потока ничего не дадут. Следовательно, площадь поперечного сечения входного диффузора должна быть не меньше, чем входного отверстия лопатки рабочего колеса.
Если входной патрубок корпуса включает диффузор, обычно считается целесообразным сузить диффузор, чтобы минимизировать влияние поверхностного трения.
Выходной диффузор
Для целей настоящего описания; выходное отверстие диффузора — это отверстие, наиболее удаленное от рабочего колеса.
Обычно выпускное отверстие диффузора проектируется таким образом, чтобы минимизировать ограничение воздушного потока. В этом случае выходное сечение должно быть не меньше, чем у лопастей рабочего колеса.
Если выпускной патрубок включает диффузор, обычно считается целесообразным сузить диффузор, чтобы минимизировать влияние поверхностного трения.
Если необходимо ограничить выходной воздушный поток, это может быть достигнуто за счет уменьшения выходной площади диффузора (мало что можно получить от увеличения выходной площади диффузора).Относительные площади (рабочее колесо: диффузор) будут определять результирующий напор, давление и скорость выходящего воздуха; объемный расход, конечно, останется неизменным.
Теория (несколько советов)
Теория, на которой основан этот калькулятор, обычно приписывается Чарльзу Иннесу. Сейчас он считается отраслевым стандартом и выдержал испытание временем с 1916 года.
Он основан на скорости воздуха, проходящего через профиль лопасти (рис. 3).Как и все теории, он требует от вас соблюдения нескольких основных правил. если вы не соблюдаете правила, ваш вентилятор не будет работать. Это не означает, что теория Иннеса не работает, это означает, что воздух не будет правильно течь через вентилятор.
Например, теория предполагает плавный переход от кончика входной лопасти к выходной вершине лопатки. Два угла наклона лезвия определяют профиль вашего лезвия. Чарльз Иннес не создавал эффект воздуха над изогнутым лезвием, он просто показывает нам, как его рассчитать.
Если вы ошибетесь, результаты будут бессмысленными, бессмысленными не только теоретически, но и практически. Твоя крыльчатка не работает.
Например:
1) По возможности всегда старайтесь использовать обращенное назад лезвие. Он создает больший напор (давление) и намного более эффективен.
2) Лопасти лопасти должны иметь вход и выход 90 ° (не просто близкие к этому значению), поскольку они не направляют воздух, используя профиль лопасти, они вытесняют воздух через крыльчатку с использованием центробежной силы, и любой другой угол создает ненужное противодавление
3) Всегда используйте угол впускной заслонки значительно меньше 90 °
4) При установке выходного угла лопасти более 90 °, всегда устанавливайте входной угол лопасти достаточно малым, чтобы преодолеть внутреннюю тягу от выходного наконечника.Чем больше угол выпускной лопасти, тем меньше должен быть угол впускного наконечника. Если вы просто измените угол выхода, не регулируя угол входа, вам будет нелегко найти решение. Это особенно чувствительный расчет, поскольку создание давления уже низкое; для создания отрицательного давления не нужно много времени.
5) Если вы получаете отрицательные результаты, это просто означает, что ваши потери напора больше, чем генерируемый напор.
Выходные лезвия с углами более 90 ° всегда затрудняют создание работоспособного решения.Секрет здесь в том, чтобы угол впуска был очень малым (например, << 45 °; т.е. глубокая чашеобразная лопасть) для создания давления на входе, необходимого для преодоления разрежения на выходе. Более того, желательно минимизировать количество используемых в таких вентиляторах лопастей.
Процедура проектирования вентилятора
При проектировании вентилятора с использованием параметров осевого и / или центробежного расчета в нашем калькуляторе вентилятора важно помнить следующее:
Результаты работы вентиляторов предназначены для управления только воздухом.
Мощность будет увеличиваться с увеличением массы материала и неэффективности приводного механизма, а напор и скорость потока будут изменяться в зависимости от конструкции обсадной колонны.
Систему привода и неровности корпуса трудно учесть в калькуляторе, поскольку возможные варианты бесконечны.
Следовательно, необходимо следовать подходящей процедуре при проектировании вашего вентилятора (крыльчатка с приводом в корпусе).
1) Перечислите свои рабочие параметры (расход, напор, подъем давления и т. Д.).)
2) Используйте вентиляторы, чтобы определить размер крыльчатки и угол наклона лопастей. Выходные координаты можно найти в меню списка данных. Скопируйте и вставьте в свою электронную таблицу для построения графика (см. Рис. 7).
3) Выходная мощность (в ваттах, если вы вводите ньютоны и метры) — это мощность, необходимая только для движения воздуха.
Поскольку мощность рассчитывается следующим образом: P = 2π.N.T и T = m.g.r, то, что требуется для вращения вашей крыльчатки, можно линейно интерполировать, принимая во внимание массу крыльчатки.
Например; если материал крыльчатки в 4 раза превышает массу захваченного в нее воздуха, входная мощность, необходимая для приведения в действие вентилятора, будет в 5 раз больше, чем рассчитанная в «Вентиляторы», к которой будут добавлены любые потери мощности в системе привода.
Обычно необходимо следить за тем, чтобы входные и выходные участки корпуса совпадали с входными и выходными участками рабочего колеса. Это гарантирует, что поток и давление, ожидаемые от вашего вентилятора, будут аналогичны вашему рабочему колесу.Однако фрикционные и направленные потери в обсадной колонне неизменно снижают выходную эффективность.
4) Входная площадь лопастей рабочего колеса π.Øᵢ.w
Важно убедиться, что соотношение сторон рабочего колеса и входная площадь диффузора всегда больше, чем это, чтобы минимизировать потери на трение.
5) Выходная площадь крыльчатки π.Øₒ.w
Площадь выхода может быть больше или меньше, в зависимости от ваших требований к производительности. Однако, если ширина выпускного отверстия вашего кожуха меньше ширины крыльчатки, эффективность вашего вентилятора пострадает.
Углы наклона лопастей определяют производительность вентилятора. Поэтому необходимо поиграть с ними, чтобы достичь желаемых результатов. Например:
Увеличение угла наклона входной лопасти (θᵢ) увеличит потребляемую мощность (P) и изменение давления (δp), но уменьшит расход (Q)
Увеличение угла наклона выходной лопасти (θₒ) увеличивает потребляемую мощность (P), изменение давления (δp) и расход (Q).
Более того, изменение угла вершины лопасти на один градус по-разному повлияет на производительность вентилятора, независимо от того, применяется ли это к внутренней или внешней кромке лопасти.
Калькулятор вентиляторов — Техническая помощь
Fans рассчитывает воздушный поток через крыльчатку вместе с ожидаемыми эффектами, которые может создать диффузор с ограниченным кожухом.
Калькулятор вентилятора был разработан для того, чтобы вы могли выбрать продукт, подходящий для вашего приложения, не обязательно (обязательно) для проектирования вентилятора⁽¹⁾.
Квартир
Вы должны быть осторожны при выборе единиц измерения, так как газовая постоянная (Rₐ) будет определять единицы массы и длины для всех ваших выходных результатов, т.е.е .;
Если вы используете метрические единицы, вам может быть проще использовать метры и килограммы, а для британских расчетов вам будет проще использовать футы и фунты (эвердупуа), поскольку газовая постоянная легко доступна в этих единицах. Вы найдете значения соответствующих констант (Rᵢ и g) в меню технической помощи калькулятора вентилятора.
Общие данные
g — ускорение свободного падения. Это значение должно быть установлено на 1 (один), если pᵢ выражается в единицах массы на единицу площади, например, кгс / м² или фунт-сила / фут².
Общий
Рис. 6. Давление на входе и выходе
Давление на входе и выходе
Выбор правильных значений для входного и выходного давлений станет самой большой дилеммой в этих расчетах. Например:
Если вы производите вытяжку из комнаты в своем доме или офисе и предполагаете, что давление внутри и снаружи точно равняется одной атмосфере (101 325 Н / м²), расчетная потребляемая мощность вашего вентилятора будет значительно меньше, чем в действительности.Однако, заряжая вентилятор воздухом, он естественным образом создает локальный вакуум на стороне впуска, и большее движение воздуха снаружи вентилятора обычно создает более высокое положительное давление, чем атмосферное, которое вентилятор преодолевает.
Атмосферное давление обычно колеблется от 0,98 до 1,05 бар. Вам не нужно беспокоиться о давлении ниже 1 бара, поскольку скорость потока в таких условиях будет достигнута с меньшим потреблением энергии. 1,05 бар представляет собой необычно высокое давление и может быть проигнорировано для обычных приложений.
CalQlata предполагает, что, если у вас нет фактических или более точных данных о перепадах давления между входом и выходом, вы можете оценить эти давления следующим образом (рис. 6):
pᵢ: Рассчитайте расход, установив давление на входе и выходе равным 101 322,5 Н / м². Затем вычтите скоростное давление из атмосферного давления (pᵢ = pᵢ — pᵥ)
pₒ: атмосферное давление умножить на 1,025 (т. Е. Pₒ = 103858 Н / м²)
Входные данные
Q — объемное количество газа {м³}, которое вы хотите пропускать через вентилятор каждую секунду.Калькулятор вентилятора преобразует это значение в массовый расход {Q̊}, мольный расход {Q̅} и линейную скорость {v}.
В — это объем комнаты или пространства, на который ваш вентилятор должен влиять на скорость газообмена (δV). Вы можете проигнорировать это значение, если вас не интересует определение скорости газообмена, поскольку это единственный расчет, в котором оно используется.
Aₒ — площадь поперечного сечения выходной стороны вентилятора
ε — КПД вентилятора (который обычно составляет от 50% до 90% в зависимости от газа и конструкции).Вы можете ввести это значение как коэффициент (например, 0,67) или процентное значение (например, 67). Калькулятор вентилятора распознает правильное значение; то есть у вас не может быть коэффициента> 1,0, и поклонники будут предполагать, что ваш вентилятор будет иметь эффективность более 1%.
RAM — относительная атомная масса газа (например, воздуха), проходящего через вентилятор
pᵢ и pₒ — давление газа на входе и выходе вентилятора соответственно
Ṯ — температура газа на входе и выходе вентилятора
Rᵢ — постоянная идеального газа
Выходные данные
P — минимальная мощность вентилятора (т.е.грамм. Ватт). Если вам необходимо включить потери в дополнение к эффективности вентилятора (ε), вы можете включить их, умножив ожидаемые дополнительные потери на коэффициент полезного действия и введя измененное значение для ε во входные данные
Q̊ — массовый расход газа через вентилятор
Q̅ — мольный расход газа через вентилятор
v — линейная скорость газа через выходное отверстие
ρᵢ и ρₒ — входная и выходная плотности газа (соответственно), проходящего через вентилятор
pᵥ — давление скорости газа, проходящего через вентилятор, т.е.е. это давление существует только в движущемся газе
pd — давление нагнетания, создаваемое вентилятором; т.е. разница между входным и выходным давлениями плюс скоростное давление
пс — статическое давление в вентиляторе; т.е. максимальное давление на входе и выходе
ч — напор газа на выходе из вентилятора
δV — скорость изменения объема помещения (В)
Осевые и центробежные (конструкция с лопастями)
Эта опция расчета определяет расход воздуха через лопасти рабочего колеса.Он не рассчитывает механический КПД вентилятора.
Чтобы повысить эффективность воздушного потока вентилятора, необходимо минимизировать потери (Lˢ, Lᶠ, Lᵉ), а для этого необходимо оптимизировать размер и форму его лопастей.
Вы обнаружите, что некоторые изменения входных данных уменьшают одну потерю, но увеличивают другую, поэтому для максимальной эффективности требуется небольшой метод проб и ошибок.
Единственные переменные, которые необходимо изменить в вентиляторе для повышения его эффективности, перечислены ниже:
Осевые вентиляторы
Чтобы понизить…
Lᶠ: нижний Øᵢ, Øₒ, N, θᵢ или подъём θₒ
Увеличьте θₒ для повышения эффективности (ε)
Центробежные вентиляторы
Чтобы снизить …
установите θᵢ на {θᵢ} для Lˢ = 0
Lᶠ: опустите Øₒ, N и поднимите Øᵢ, θₒ
Lᵉ: опустите Øᵢ, N, θₒ и поднимите Øₒ
Другими словами; увеличение:
Øᵢ: опускает Lᶠ и поднимает Lᵉ
Øₒ: поднимает Lᶠ и опускает Lᵉ
N: поднимает Lᶠ и Lᵉ
θₒ: понижает Lᶠ и поднимает Lᵉ
Входные данные
Н — частота вращения лопастей вентилятора в оборотах в минуту
θᵢ⁽²⁾ — это угол входного конца лопасти, который может составлять только от 0 ° до 180 °.Если этот угол больше, чем «θₒ», появится предупреждение об увеличении угла выхода.
Примечание: углы больше 90 ° будут затруднять создание скорости на входе, необходимой для начала пропускной способности. Даже лопасти, обращенные вперед, должны иметь входной угол <90 ° {"обращенный вперед" относится только к углу выхода}
θₒ⁽²⁾ — это угол выпускного конца лезвия, который может составлять только от 0 ° до 180 °. Если этот угол меньше ‘θᵢ’, появится предупреждение об увеличении его значения
.
Øᵢ — внутренний диаметр лопастей вентилятора
Øₒ — наружный диаметр лопастей вентилятора
ℓ — длина лопастей между входной и выходной кромками осевого вентилятора
w — ширина лопастей центробежного вентилятора, параллельная оси вращения рабочего колеса
ρᵢ — плотность воздуха на входной кромке лопастей вентилятора
pᵢ — давление воздуха на входной кромке лопастей вентилятора
Ṯ — температура воздуха на входной кромке лопастей вентилятора
Rₐ — удельная (или массовая) газовая постоянная
F — коэффициент трения воздуха (с лопастями).Общепринятое значение для чистого сухого воздуха составляет 0,125, но увлеченная вода, частицы и / или значительные колебания температуры могут увеличить это значение
.
γ — отношение удельных теплоемкостей (γ = cp / cv), которое используется для расчета изоэнтропической эффективности (εᴵ)
{для воздуха; γ ≈ 1,422}
n ° — количество лопаток в рабочем колесе
Ac — площадь поперечного сечения кожуха диффузора
Если это значение установлено больше или равным площади выпускного отверстия рабочего колеса, pc, vc, ρc, Hc и Pc можно игнорировать, поскольку ожидается, что выходной диффузор кожуха не окажет заметного влияния на производительность вентилятора.
Выходные данные
Q — объемный расход (в секунду) воздуха через вентилятор. Умножьте это число на плотность на выходе (‘ρₒ’), чтобы найти массовый расход (в секунду).
Важно отметить, что это производительность крыльчатки без каких-либо ограничений со стороны кожуха вентилятора. Если площадь выходного диффузора вентилятора меньше площади поверхности наружного диаметра крыльчатки (Øₒ), то такой расход не будет достигнут вентилятором. Простая процедура расчета, которую вы можете использовать для определения скорости потока на выходе вентилятора (крыльчатки внутри кожуха), представлена в меню технической помощи калькулятора.
T — крутящий момент, необходимый для вращения лопастей в воздухе со скоростью (Н), необходимой для свободного рабочего колеса. Этот показатель будет выше для крыльчатки в кожухе (например, вентилятора)
P — мощность, необходимая для управления крутящим моментом (T)
δp — изменение давления от входа к выходу
ρₒ — плотность воздуха, выходящего из вентилятора
Hᵀ — напор вентилятора до устранения влияния эксплуатационных потерь (Lˢ, Lᶠ, Lᵉ)
Lˢ — потеря напора из-за изменения направления воздуха на входе в вентилятор.Это значение равно нулю для осевых вентиляторов и иногда игнорируется при расчетах напора (H) и эффективности (ε) для центробежных вентиляторов.
Lᶠ — потеря напора из-за трения между воздухом и лопастями.
Lᵉ — потеря напора из-за накопленной энергии в воздухе, выходящем из вентилятора. Для осевых вентиляторов это значение равно нулю.
H — напор вентилятора после устранения влияния эксплуатационных потерь (Lˢ, Lᶠ, Lᵉ)
εᴴ — эффективность воздушного потока через вентилятор, основанная на потере напора (без учета механического КПД)
ε — эффективность воздушного потока через вентилятор на основе потери напора без учета потерь из-за входного удара (Lˢ) (без учета механического КПД)
εᴵ — изоэнтропическая эффективность воздушного потока через вентилятор
vᵢ — абсолютная скорость воздуха на входной кромке лопастей
vₒ — абсолютная скорость воздуха на выходной кромке лопастей
v₁ᵢ — осевая (ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ) или радиальная (ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ) скорость воздуха на входной кромке лопастей.В осевых вентиляторах
это значение равно v₁ₒ.
v₁ₒ — это осевая (ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ) или радиальная (ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ) скорость воздуха на выходной кромке лопастей. В осевых вентиляторах
это значение равно v₁ᵢ.
v₂ᵢ — скорость лопастей на входе. В осевых вентиляторах
это значение равно v₂ₒ.
v₂ₒ — скорость на выходе лопастей. В осевых вентиляторах
это значение равно v₂ᵢ.
v₃ᵢ — скорость воздуха, проходящего через лопасти на входной кромке лопастей
v₃ₒ — скорость воздуха, проходящего над лопастями на выходной кромке лопастей
v₄ᵢ — составляющая скорости вращения воздуха на входной кромке лопастей (для осевых вентиляторов это значение равно нулю)
v₄ₒ — составляющая скорости вращения воздуха на выходной кромке лопастей
Осевое выходное отверстие рабочего колеса:
А — площадь прохождения воздуха через лопатки осевого рабочего колеса
Выходное отверстие центробежной крыльчатки:
Ar — соотношение площадей входа и выхода (Ai: Ao)
Ai — площадь входа воздушного потока через лопатки центробежной крыльчатки
Ao — площадь выхода воздушного потока через лопатки центробежной крыльчатки
Общие выходные данные (непосредственно перед выходным диффузором корпуса вентилятора):
шт — ожидаемое давление воздуха
vc — ожидаемая скорость воздуха
ρc — ожидаемая плотность воздуха
Hc — ожидаемый напор
Pc — это ожидаемая мощность, необходимая для прохождения воздуха через диффузор выпускного корпуса (вкл.крыльчатка)
Приложение
Этот калькулятор подходит в качестве инструмента для расчета приблизительного приближения (см. Точность ниже) для любых расчетов вытяжки и сжатия в атмосферных и / или воздуховодных системах. CalQlata рекомендует, чтобы окончательные расчетные расчеты производились на основе спецификаций и процедур, рекомендованных выбранным вами поставщиком.
Точность
Дизайнерам, не имеющим или практически не имеющим опыта работы с вентиляторами, следует знать, что надежные выходные данные вентиляторов во многом зависят от точности ваших входных данных.Если все входные данные верны и точны, в результатах нет ожидаемой погрешности.
Как видно на Рис. 7; следующие исходные данные дают сопоставимые результаты с данными, выпущенными известным производителем для одного из его вентиляторов:
частота вращения крыльчатки: N = 2685 {об / мин}
угол впуска лопасти: θᵢ = 79 {°}
угол выхода лезвия: θₒ = 41 {°}
внутренний диаметр рабочего колеса: Øᵢ = 0,1315 {м}
наружный диаметр рабочего колеса: Øₒ = 0.16 {m}
ширина рабочего колеса: w = 0,0616 {m}
плотность воздуха на входе в рабочее колесо: ρᵢ = 1,2928 {кг / м³}
давление воздуха на входе в рабочее колесо: pᵢ = 101325 {Па}
температура воздуха на входе в рабочее колесо [абсолютная]: Ṯ = 293 {K}
ускорение свободного падения: g = 9.80663139 {м / с²}
удельная газовая постоянная (воздух): Rₐ = 283,5383565 {Дж / К / кг}
коэффициент сопротивления трения (воздух): Cᶠ = 0,125
отношение удельной теплоемкости (cp / cv) {воздух: γ = 1.422634836}: γ = 1,4226
количество лопаток в рабочем колесе: nᵒ = 40
Рис. 7. Сравнение расчета центробежного вентилятора с паспортом производителя
Незначительные различия связаны с отсутствием доступной информации, такой как углы лопастей и атмосферные свойства, в соответствующем техническом паспорте. Таким образом, эти значения были оценены для расчета количества вентиляторов. Тем не менее, результатов достаточно, чтобы подтвердить теорию Чарльза Иннеса, на которой основаны Фаны.
Банкноты
Продукция каждого производителя отличается от других производителей по своим характеристикам и техническим характеристикам.Поэтому вы должны применить соответствующие технические характеристики продукта вашего предпочтительного поставщика к окончательному проекту, а не к вашим проектным требованиям.
Эта теория не любит углов точно в 90 °. Вы должны использовать 89,5 ° или 90,5 ° для такого угла
Дополнительная литература
Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в справочных публикациях ^{(3 и 12)}
Расчет вентилятора PRM
Версия 3.0 TRACE 3D Plus не рассчитывает автоматически базовую мощность вентилятора. Эти расчеты нужно будет произвести вручную или с помощью прилагаемого калькулятора. В этой статье описаны шаги по расчету мощности вентилятора и ее использованию в качестве базового варианта.
Убедитесь, что у вашей базовой линии такие же поклонники, как у предложенной.
Расчеты, используемые для определения мощности вентилятора для ваших базовых систем, приводятся в нескольких различных разделах стандарта. Сначала перейдите в раздел G3.1.2.10
Если вы используете систему 1 или 2, расчет очень прост:
Аналогично, если вы используете системы 9 или 10, расчет приточного вентилятора будет ниже
.
Для этих систем CFM — это расчетный воздушный поток приточного вентилятора, который можно найти в сводном отчете по компонентам системы.
Если вы используете системы 3-8, вычисления будут немного сложнее.
Расчет для систем 3-8 ниже
В этом уравнении есть два элемента, которые необходимо вычислить.Л.с. берется из Таблицы G3.1.2.9.
CFM в этой таблице взяты из сводного отчета по компонентам системы, а переменная A взята из раздела 6.5.3.1.1. Прочтите исключения в этом разделе, чтобы узнать, имеете ли вы право на какие-либо из них.
Согласно этому разделу, «Каждая система HVAC при проектных условиях системы вентилятора не должна превышать допустимую мощность двигателя системы вентилятора в л.с. (вариант 1) или мощность системы вентилятора (вариант 2), как показано в таблице 6.5.3.1.1A. Это включает в себя питание вентиляторы, вентиляторы возврата / сброса, вытяжные вентиляторы и оконечные устройства с приводом от вентиляторов, связанные с системами, обеспечивающими возможность нагрева или охлаждения.Одиночные системы с переменным расходом воздуха должны соответствовать ограничению мощности вентилятора с постоянным объемом «. Вариант 2 соответствует таблице G3.1.2.9. A является функцией значений падения давления из таблицы 6.5.3.1.1B и расхода воздуха через эти устройства.
Последняя переменная, необходимая для расчета мощности вентилятора для систем 3-8, — это КПД двигателя вентилятора. Согласно G3.1.2.10, «КПД двигателя вентилятора = КПД из таблицы 10.8 для двигателя следующего размера, превышающего мощность л.с., при использовании полностью закрытого двигателя с вентиляторным охлаждением при 1800 об / мин.«
Эти значения можно рассчитать вручную или с помощью прилагаемого калькулятора электронной таблицы.
После того, как вы рассчитали мощность вентилятора, вам необходимо ввести ее в базовую систему. Расчетная мощность вентилятора рассчитана для всей системы, поэтому, если в системе более одного вентилятора, расчетная мощность вентилятора должна быть пропорционально распределена между каждым вентилятором. Мощность вентилятора указывается на вкладке «Компоненты» в свойствах системы.
Список литературы
Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха.2010. Стандарт 90.1-2010 ANSI / ASHRAE / IESNA: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых домов. Атланта, Джорджия: ASHRAE.
Вентиляторы — КПД и энергопотребление
Энергопотребление вентилятора
Идеальное энергопотребление вентилятора (без потерь) можно выразить как
P _i = dp q (1)
где
P _i = идеальная потребляемая мощность (Вт)
dp = общее повышение давления в вентиляторе (Па, Н / м ²)
q = воздух объемный расход, создаваемый вентилятором (м ³ / с)
Потребляемая мощность при различных объемах воздуха и увеличениях давления указаны ниже:
Примечание! Для детального проектирования — используйте спецификации производителей для реальных вентиляторов.
КПД вентилятора
КПД вентилятора — это соотношение между мощностью, передаваемой воздушному потоку, и мощностью, потребляемой вентилятором. Эффективность вентилятора в целом не зависит от плотности воздуха и может быть выражена как:
μ _f = dp q / P (2)
, где
μ _f = КПД вентилятора (значения от 0 до 1)
dp = общее давление (Па)
q = объем воздуха, подаваемый вентилятором (м ³ / с)
P = мощность, потребляемая вентилятором (Вт, Нм / с)
Мощность, потребляемая вентилятором, может быть выражена как:
P = dp q / μ _f ( 3)
Мощность, потребляемая вентилятором, также может быть выражена как:
P = dp q / (μ _f μ _b μ _m) (4)
где
μ _b = КПД ремня
μ _m = КПД двигателя
КПД двигателя 9000 Типичные и 9000 КПД двигателя
Двигатель 1кВт — 0.4
Двигатель 10 кВт — 0,87
Двигатель 100 кВт — 0,92
Ремень 1 кВт — 0,78
Ремень 10 кВт — 0,88
Ремень 1000003 — 0,93
0
Потребляемая мощность — имперские единицы
Энергопотребление вентилятора также может быть выражено как
P _{куб. Футов в минуту} = 0,1175 q _{куб. Футов в минуту} dp _дюймов/ (μ _f μ _b8 μ _{м) (4b)}
, где
P _{куб. Футов в минуту} = потребляемая мощность (Вт)
q _{куб. Футов в минуту} = объемный расход (куб.WG)
Потери вентилятора и установки (системные потери)
Установка вентилятора повлияет на общую эффективность системы
dp _sy = x _sy p _d (5)
где
dp _sy = потери при установке (Па)
x _sy = коэффициент потерь при установке 9278 9069 динамическое давление на номинальном входе и выходе вентилятора (Па)
Вентилятор и повышение температуры
Почти вся энергия, теряемая вентилятором, нагревает воздушный поток, и повышение температуры может быть выражено как
dt = dp / 1000 (6)
где
d t = повышение температуры (K)
dp = увеличенный напор (Па)
Стандарты эффективности вентиляторов
ISO 12759 «Вентиляторы — классификация эффективности для вентиляторов»
AMCA 205 «Энергия Класс эффективности вентиляторов »
.

Тип	Скорость воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды	6,0-8,0
Боковые ответвления	4,0-5,0
Распределительные воздуховоды	1,5-2,0
Приточные решетки у потолка	1,0-3,0
Вытяжные решетки	1,5-3,0

Характеристика	Обратной стороной {) →}	Прямой {\| →}	Лицом вперед {(→}
Скорость	высокая	средний	низкий
Шум	средний	высокая	низкий
Давление	высокий (от 20 до 40 дюймов WG)	средний (ширина от 8 до 15 дюймов)	Низкий (ширина от 3 до 6 дюймов)
Объемный расход	средний	низкий	высокая
Твердые частицы	хорошо	отлично	плохое
КПД	80% x FF65%	70% x FF45%	70% x FF40%
Строительство	тяжелый	средний	свет