Вентиляційні установки (стр. 4 из 7)
Перехід на штучні механічні характеристики двигуна супроводжується збільшенням його ковзання, яке при низьких напругах стає більшим за критичне ковзання. При цьому система двигун - вентилятор залишається статично стійкою.
Рис.15. Залежність частоти обертання електровентилятора від напруги на статорі двигуна
Робота двигуна при великих ковзаннях не призводить до появи струмів більше номінального значення, оскільки споживана вентилятором потужність при цьому різко знижується (24). Залежність частоти обертання двигуна при різних значеннях напруги наведено на рис.15. Така система регулювання подачі вентилятора забезпечує плавну зміну частоти обертання в діапазоні 1: 6. Залежність частоти обертання від напруги на статорі двигуна електровентилятора (рис.16) називають регулювальною характеристикою.
У витяжних вентиляційних системах, що працюють без повітропроводів, продуктивність системи регулюють вмиканням певної кількості вентиляторів. За такою схемою працюють дахові вентилятори, тобто радіальні або осьові вентилятори, розміщені на вертикальній осі в короткому патрубку в отворі покрівлі, а також осьові вентилятори серії ВО, що розміщуються в нижній частині поздовжніх стін тваринницьких, птахівницьких або інших виробничих приміщень.
Вибір вентилятора та електропривода до нього
Для вибору типу і розміру вентилятора необхідно знати розрахункові значення обміну повітря та повного тиску, які визначаються залежностями (4), (5), (8) та (21). Вентилятор повинен мати подачу С} та тиск Н у робочій зоні не менше максимального розрахункового обміну повітря і розрахункового значення повного тиску. Для припливної вентиляції в сільському господарстві, як правило, використовують радіальні вентилятори з лопатками, загнутими назад, коефіцієнтом повного тиску \і = 4 і швидкохідністю пу = 75 (В-Ц4-75). За розрахунковими подачею повітря і тиском, користуючись аеродинамічними характеристиками згаданих вентиляторів, вибирають номер вентилятора, який забезпечує потрібні параметри. Для визначення робочої точки вентиляторної установки розраховують характеристику повітропроводу за виразами (21), (22). Точка перетину цієї характеристики з кривою Я - ^ визначає робочу точку, яка повинна знаходитись у робочій зоні вентилятора, тобто в зоні, де коефіцієнт корисної дії вентилятора не менше 0,9г) тах
При роботі вентилятора завжди виникає шум, який не повинен перевищувати значень, допустимих санітарними нормами для відповідних приміщень. Вибір вентилятора передбачає перевірку його шумової характеристики. У ряді випадків надмірно високий рівень шуму обмежує можливості використання вентилятора з необхідними аеродинамічними характеристиками та потребує спеціальних заходів по зниженню шуму, що ускладнює вентиляційну установку та збільшує її вартісні показники.
Рис.17. Шумова характеристика відцентрового вентилятора Ц4-70-5:
1 - канал нагнітання; 2 - канал всмоктування
При роботі вентилятора мають місце коливні процеси аеродинамічного походження внаслідок виникнення вихрів в міжлопаткових каналах, пульсацій тиску і швидкості від неоднорідності потоку, а також автоколивань при малих швидкостях системи вентилятор - повітропровід. Коливні процеси аеродинамічного походження є джерелом шуму вентилятора. Крім того, при роботі вентиляторної установки має місце механічний шум, який створюється підшипниками вентилятора та його незбалансованістю. Шум електродвигуна та передавача.
При проектуванні вентиляційної установки приймають до уваги фактори, що знижують її шум. Дослідним шляхом встановлено, що радіальні вентилятори з лопатками, загнутими назад, мають рівень звукової потужності на 3 - 8 дБ менше при режимі максимального ККД, ніж вентилятори такого самого габариту з лопатками, загнутими вперед.
Під час налагодження вентиляційної установки перевіряють балансування системи вентилятор - двигун. Незбалансована установка передає вібрації по конструкціях приміщення і цим самим створює додатковий шум вентиляторної установки.
З метою зменшення шуму вентилятор із всмоктувальним і нагнітальним повітропроводами з'єднуються за допомогою гнучких вставок з брезенту.
Як видно з рис.17, зниження частоти обертання робочого колеса вентилятора дає можливість знизити шум.
Якщо перераховані заходи не дають можливості довести рівень шуму до норми, використовують спеціальні облицювальні шумопоглинальні матеріали та підкладки під вентиляторну установку.
Відомо, що електропривід включає перетворювальний пристрій, двигун, передавальний пристрій та апаратуру захисту і керування. Перетворювальним пристроєм для електропривода вентилятора може бути випрямляч змінної напруги в постійну, автотрансформатор, тиристорний регулятор напруги змінного струму, регулятор частоти. У припливних вентиляційних установках сільськогосподарського призначення, як правило, використовують електропривід змінного струму без перетворювального пристрою, тобто двигун вмикається безпосередньо в мережу. При необхідності плавного регулювання подачі припливного вентилятора необхідно передбачати перетворювальний пристрій, прийнявши регульований електропривід постійного або змінного струму. Електропривід витяжних систем вентиляції, як правило, має перетворювальний пристрій, автотрансформатор або тиристорний регулятор напруги, які відповідно забезпечують ступінчасте і плавне регулювання подачі осьових вентиляторів.
Припливний вентилятор у більшості випадків розміщується у вентиляційній камері виробничого приміщення, де оточуюче середовище не містить шкідливих домішок. Тому електричні двигуни приймають загального використання (АИР. УЗ), що мають ступінь захисту /Р44, конструктивне виконання за способом монтажу /М1081.
Електровентилятори витяжної системи вентиляції встановлюють у виїмках стін виробничого приміщення. Здебільшого це приміщення для утримання худоби та птиці, що відносяться до особливо сирих, з хімічно активним середовищем. Привід осьових вентиляторів витяжної системи здійснюється спеціальними електродвигунами 4АПА80, 4АПА90 та АИРП80, які стійкі проти вологи, хімічних речовин та впливу низьких температур. Ступінь захисту згаданих двигунів 7Р55, конструктивне виконання за способом монтажу - /М9241.
Якщо технологічний процес допускає ступінчасте регулювання подачі припливного вентилятора, то в цьому випадку електропривід проектується без перетворювального пристрою, а необхідну подачу забезпечують багатошвидкісним двигуном. Коли подачу припливної вентиляції не потрібно регулювати, приймають одношвидкісний нерегульований двигун.
При виборі електричних модифікацій двигунів для при-вода вентиляторів враховують привідні характеристики вентилятора. Вентилятор має початковий статичний момент 10 - 15 % від номінального статичного моменту. Отже, з точки зору пускового моменту, електродвигун повинен бути загального використання. У витяжних системах вентиляції, з метою плавного регулювання подачі вентилятора, використовують електричні двигуни з підвищеним ковзанням.
Вентилятор краще всього з'єднувати з двигуном безпосереднім насаджуванням його на вал двигуна. Таке з'єднання використовують для осьових вентиляторів серії ВО та радіальних вентиляторів з номерами до 6,3. Еластичні муфти, як передавальні пристрої, використовувати небажано з причини можливої неспіввісності установки при монтажі. Неспіввіс-ність призводить до значних вібрацій, додаткових навантажень на підшипники двигуна і передчасний вихід їх з ладу. Як передавальний пристрій у приводі вентилятора використовують клинопасову передачу.
При виборі електродвигуна для привода вентилятора за потужністю використовують навантажувальну діаграму вентилятора, яка випливає з балансу потужності системи двигун - вентилятор:
де Рд - потрібна потужність двигуна, Вт;
Рсв - статична потужність вентилятора, Вт; / - зведений момент інерції системи, кг м;
ю - поточні значення кутової швидкості,
Вентилятор працює в режимі 51 і тому можна розглядати навантажувальну діаграму для усталеного режиму. При цьому ліва частина виразу (32) буде дорівнювати нулю.
Статична потужність вентилятора визначається залежністю
де Н - відповідно подача і повний тиск вентилятора, що визначаються точкою перетину характеристики вентилятора Н - Я і характеристики повітропроводу; г|в - коефіцієнт корисної дії вентилятора, який враховує гідравлічні втрати потужності в робочому колесі і на перетікання повітря через зазори всередині вентилятора.
Якщо в залежність (33) підставити нульове значення подачі, то статична потужність вентилятора також буде дорівнювати нулю. Насправді, при закритому повітропроводі, коли подача дорівнює нулю, вентилятор споживає потужність, зумовлену тертям робочого колеса об повітря. Це так звана нульова потужність, яку аналітично визначити досить складно. Отже, вираз (33) не можна вважати в повній мірі аналітичним.
Номінальна потужність двигуна Рнд визначається співвідношенням
де г) п - коефіцієнт корисної дії передачі; к - коефіцієнт запасу потужності, який враховує неточності при розрахунках повного тиску вентилятора, характеристики повітропроводу та інші непередбачені відхилення при проектуванні вентиляційної установки. Введення коефіцієнта запасу к у залежність (34) виключає необхідність приймати запаси по параметрах подачі і тиску вентилятора.