Изучение характеристик осевого вентилятора

 

Цель работы: определение индивидуальных характеристик осевого вентилятора, изучение влияния на них числа оборотов двигателя.

 

Общие сведения

 

Осевые нагнетательные устройства относятся к классу лопастных машин с высоким коэффициентом быстроходности (ns > 600). Для этих устройств характерны малые напоры и большие подачи.

Основное конструктивное отличие от колеса центробежного нагнетателя заключается в том, что лопасти осевого нагнетателя размещены между цилиндрической втулкой и цилиндрической внешней стенкой корпуса.

По сравнению с центробежными осевые нагнетатели имеют ряд преимуществ, а именно: более высокий КПД на оптимальном режиме, реверсивность, компактность, лучшие регулирующие свойства. К недостаткам осевых нагнетателей следует отнести: малые коэффициенты давления, необходимость больших окружных скоростей, неустойчивая работа при малых подачах, малая высота всасывания (для насосов), резкий воющий шум.

Схема осевого вентилятора дана на рис. 4.1. Воздушный поток через коллектор 1 поступает на входной направляющий аппарат 2, затем в рабочее колесо 3 и в выходной направляющий аппарат 4. Колесо сидит на валу, вращающемся на подшипниках, укрепленных на стойках. Колесо и направляющие аппараты заключены в кожух 5 (обечайку). Втулка рабочего колеса имеет обтекатель 6.

Рис. 4.1

 

Передача энергии от двигателя потоку среды происходит во вращающемся рабочем колесе. Вращающиеся лопасти колеса взаимодействуют с потоком воздуха, передают ему энергию и перемещают его вдоль оси вентилятора. Движение потока осуществляется преимущественно в направлении оси вращения. Некоторое закручивание приобретается лишь при выходе из колеса.

Характеристики осевых машин представляются как зависимости давления (напора), мощности на валу и КПД от производительности. Вид характеристики осевого вентилятора определяется его конструкцией и аэродинамическими свойствами.

В отличие от центробежных вентиляторов напорная характеристика осевого вентилятора часто имеет седлообразную форму (рис. 4.2). Седлообразная характеристика устанавливает неоднозначную зависимость давления от подачи. Режим работы нагнетателей с такой характеристикой является неустойчивым.

Методика определения характеристик осевого вентилятора такая же, что и для центробежных нагнетателей. Описание параметров нагнетателей и методики определения характеристик см. в лабораторной работе № 3.

 

Экспериментальная установка

 

Экспериментальный стенд для исследования характеристик вентиляторов описан в лабораторной работе № 3.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с устройством и принципом работы осевого вентилятора.

2. Изучить экспериментальный стенд для определения характеристик осевого вентилятора.

3. Полностью открыть задвижку на осевом вентиляторе. Задвижку на центробежном вентиляторе закрыть.

4. Подключить стенд к сети.

5. Определить начальное показание l0 микроманометра.

6. Включить осевой вентилятор включателем В2. Переключатели В3 – В4 установить в положение «Измерение мощности осевого вентилятора».

7. Латром 2 установить напряжение питания вентилятора 220 В.

8. Полностью закрыть задвижку на напорном трубопроводе (положение 1) – холостой ход вентилятора.

9. Ваттметром измерить потребляемую двигателем мощность Nв.

10. Микроманометром определить полное lп (дел) и динамическое lдин (дел) давления в напорном трубопроводе.

11. Показания приборов записать в табл. 4.1.

12. Установить задвижку на напорном трубопроводе в положение 2. Выполнить измерения в соответствии с пп. 9-11.

13. При одном и том же числе оборотов вентилятора произвести серию измерений потребляемой мощности, полного и динамического давлений для каждого положения задвижки.

 

 

Обработка экспериментальных результатов

 

1. Методика определения динамического рдин и полного рп давления, осевой сос и средней сср скоростей, производительности Q вентилятора описана в лабораторной работе № 3 (см. раздел «Обработка опытных данных», пп. 1 - 4).

2. Определить полный коэффициент полезного действия вентилятора

 

3. Все рассчитанные величины внести в табл. 4.1.

4. На основании результатов измерений и расчетных данных построить на миллиметровой бумаге индивидуальные характеристики центробежного вентилятора рп= f(Q), Nв = f(Q), h = f(Q).

 

Таблица 4.1

№   Результаты измерений Расчетные данные
n lп рп lдин рдин Nв сос сср Q h
об/мин дел Па дел Па Вт м/с м/с м3 %
1.1 … 1.5                  

5. Проанализировать полученные индивидуальные характеристики осевого вентилятора.

 

 

Лабораторная работа № 5