Вентиляционные агрегаты

В общем случае для подачи воздуха применяются два типа вентиляторов: центробежные и осевые [1, 4-7]. В осевых вентиляторах (см. рисунок 16) и забор, и выброс воздуха осуществляются вдоль оси (отсюда и их название — осевые). Обычно он состоит из лопаточного колеса 1 и кожуха 2. В центробежных вентиляторах воздух забирается по оси ротора через отверстия в кожухе, а выбрасывается радиально (см. рисунок 17). Он включает: 9 – улиткообразный кожух, 10-ротор, 11 – лопатки и 12- выходное отверстие. Центробежные вентиляторы в отличие от осевых создают большое давление (напор), причем в полном (общем) давлении Н_п составляющая динамического или скоростного давления Н_д меньше, а статического давления Н_ст больше.

1 – лопаточное колесо; 2 – кожух (обечайка)

Рисунок 16. Осевой вентилятор

В центробежных вентиляторах давление образуется центробежной силой, приобретаемой струями воздуха при их стекании с лопаток ротора (отсюда их название - центробежные), а увеличение доли статического давления обеспечивается спиральной формой кожуха: скорость движения и скоростное давление между ротором и кожухом благодаря увеличению зазора между ними уменьшается, а статическое давление возрастает. Размер вентилятора характеризуются присвоенным ему номером, число которого выражает диаметр рабочего колеса в дециметрах (например, вентилятор №5 имеет рабочее колесо диаметром 500 мм.). Центробежные вентиляторы применят при необходимости преодоления значительного сопротивления сети (свыше 200 Па). Шум от работы центробежных вентиляторов благодаря относительно небольшому скоростному давлению значительно ниже, чем от работы осевых вентиляторов. В системе вентиляции пассажирских вагонов, вследствие необходимости преодоления сравнительно большого аэродинамического сопротивления системы и незначительного подкрышного пространства применяются вентиляционные агрегаты, которые состоят из сдвоенных центробежных вентиляторов.

Принципиальная схема вентиляционного агрегата пассажирских вагонов показана на рисунке 17, и включает: 1—вентилятор; 2—электродвигатель; 3—внутренний конус для забора воздуха; 4—кожух; 5—рабочее колесо или ротор; 6—внешний (основной) конус для забора воздуха; 7—фланец выходного патрубка. Для снижения шума и вибрации вентиляционный агрегат смонтирован на специальной металлической раме 8.

1—вентилятор; 2—электродвигатель; 3—внутренний конус для забора воздуха; 4—кожух; 5—рабочее колесо или ротор; 6—внешний (основной) конус для забора воздуха; 7—фланец выходного патрубка, 8– рама, 9 – улиткообразный кожух, 10-ротор, 11 – лопатки, 12- выходное отверстие

Рисунок 17. Принципиальная схема центробежного вентилятора

и вентиляционный агрегат

Осевые вентиляторы используются на пассажирских вагонах для продува воздуха через расположенные под рамой вагонов конденсаторы холодильных установок, где нужна высокая скорость движения, но не требуется преодолевать большого аэродинамического сопротивления.

На пассажирских вагонах для получения производительности вентиляторов 4000 - 5000 м³/ч и требуемого напора применяют роторы диаметром 280—320 мм.Мощность электродвигателей вентиляторов составляет 1,7—2,2 кВт, а скорость вращения – 1700 - 1800 об/мин. Вентилятор подбирается в соответствии с общим расходом воздуха V (м³/час) и общей потерей давления P (Па). С учетом возможных подсосов и утечек требуемая производительность и давление, создаваемое вентилятором принимается равной V_р = 1,1V и Р_в = 1,1Р соответственно.

Требуемая мощность подбираемого электродвигателя определяется из выражения:

, (2.1)

где V_р – производительность вентилятора, (м³/час);

Р_в – давление, создаваемое вентилятором, Па;

К – коэффициент запаса (К = 1,25);

h_э – КПД вентилятора, значения принимаются по его паспорту;

h_п – КПД, учитывающий механические потери в подшипниках (h_э= 0,95);

η_м – КПД, учитывающий механические потери в передаче от электродвигателя к вентилятору (h_м = 0,9).

Примерная характеристика применяемых в системах вентиляции пассажирских вагонов сдвоенных центробежных вентиляторов при 1500 об/мин приведена на рисунке 18.

Рисунок 18. Основные технические характеристики вентиляционной установки состоящей из сдвоенных центробежных вентиляторов (диаметр ротора 300 мм, частота вращения вала электродвигателя – 1500 об/мин)

Из анализа представленных данных следует, что производительность вентиляционного агрегата – 5000 м³/ч может быть достигнута, если полное сопротивление воздуховодов будет составлять Н_п = 30 мм. вод. ст. (294 Па); статическое сопротивление Н_ст = 25 мм. вод. ст. (245 Па). Расходуемая мощность (при и ) составит Р = 1,75 кВт. Если аэродинамическое сопротивление системы было бы меньше, (например, Н_п = 27 мм вод. ст. (264 Па) и Н_ст= 22 мм вод. ст.(215 Па))то производительность агрегата составила бы 5500 м³/ч. Характеристики вентиляторов в части зависимости давлений и потребляемой мощности от производительности определяются при испытаниях. Для определения характеристики вентиляторов другого размера, но одного типа (одной серии) существует метод подобия.