Назначение вентиляторных установок и краткая история их развития
Создание гигиенических условий труда на заводах путем создания надлежащей вентиляции не только улучшает здоровье трудящихся, но и ведет к увеличению производительности.
Не менее важно применение вентиляторов для выполнения технологических процессов. Их применяют для подачи воздуха в мартеновские и нагревательные печи, топки котлов и т.п. (при давлениях до 1,1 ата), а также для отсасывания газа и дыма.
В настоящее время на заводах распространены в основном центробежные вентиляторы, хотя изредка применяются и осевые вентиляторы.
Современные крупные вентиляторы имеют производительность до 1 000 000 м3/час и выше.
В конце ХVIII в. стало очевидным, что элементарные приемы непосредственного проветривания помещений далеко не всегда эффективны, а зависят от времени года и связаны с направлением ветра.
В 1827 г. крепостной Кирилл Васильевич Соболев изобрел специальный "мех для вытягивания всякого худого воздуха из покоев". Механическая подача воздуха для производственных целей применялась еще в древней Туей (ручные воздуходувки в литейном производстве), а при Петре I начали применяться воздуходувки с гидравлическим приводом.
3 января 1818 г. директор Петергофской государственной бумажной фабрики Федор Вистингаузен изобрел "воздушную печь", состоящую из центробежного вентилятора ("ветрогона"), который забирал наружный воздух и после подогрева направлял по каналам в помещения с целью вентиляции и отопления.
В 1832 г. горный инженер А.А. Соблуков выполнил промышленную установку, производительность вентилятора которой составляла около 2000 м3/час. Длина сети равнялась около 100 м. Вентилятор А.А. Соблукова нашел применение не только в России, но и в Западной Европе.
В 1867 г. архитектор Свиязев затронул в литературе вопрос о вентиляции помещений через неплотности (инфильтрация).
В 1870 г. вышло в свет практическое руководство по вентиляции и отоплению инж. И. Флавицкого, а в 1874 г. Он же предложил систему приточной вентиляции, которая также получила распространение не только в России, но и за границей.
Первые теоретические расчеты по естественной вентиляции были проведены М. В. Ломоносовым в его работе "О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном".
В начале XX в. центробежные вентиляторы получили исключительно широкое распространение.
Большие заслуги в деле вентиляторостроения принадлежат проф. Н.Е. Жуковскому. Его работа "Вихревая теория гребного винта" является основной для проведения расчетов не только вентиляторов, но и других машин, работающих на том же принципе.
Большое значение имела работа акад. М.М.Федорова "Сравнение наиболее распространенных систем рудничных вентиляторов на основании их характеристик", в которой он разработал вопросы теории турбин-генераторов депрессии, а также дал способ вычисления наивыгоднейшего радиуса центробежного вентилятора. Значительный вклад в теорию воздуходувных машин внес акад. А.П. Герман. Выведенные им законы пропорциональности вполне приложит и к вентиляторам.
Бурного развития вентиляторостроение достигло после Великой Октябрьской социалистической революции благодаря заботам партии и нашего правительства. Теперь наша страна изготовляет высококачественные осевые вентиляторы. Теория, расчет и испытание вентиляторов новых конструкций проводятся коллективом сотрудников ЦАГИ под руководством проф. К.А. Ушакова. Большую работу проводят работники заводов, изготовляющих вентиляторы.
Современные осевые вентиляторы запроектированы на производительность до 30000 м3/мин, давление до 700 мм вод. ст. и к.п.д., равным 0,8 и даже немного выше.
Вентилятор является воздуходувной машиной, создающей избыточное давление до I500 мм вод. ст. Назначение вентиляторов заключается в перемещении на расстояние воздуха или газа. Вентиляторы применяют для проветривания промышленных и жилых зданий, создания дутья в мартены и топки котлов, отсасывания газов, дыма и т.п.; они могут быть использованы и для транспортирования некоторых веществ (опилок, зерна, угольной пыли и т.п.).
Каждый вентилятор может работать как во всасывающем. так и в нагнетательном режимах. В первом случае трубопровод присоединяют к всасывающему патрубку, а нагнетательный соединяют с атмосферой; во втором случае, наоборот, всасывающий патрубок соединяют с атмосферой, а нагнетательный - с трубопроводом.
Теоретически можно считать, что разрежение в первом случае будет соответствовать давлению во втором.
Производительность вентилятора измеряется в м3/мин, м3/сек и м3/час (последнее для небольших вентиляторов). Давление, создаваемое вентилятором, измеряется в мм вод. ст., в кг/м2, н/м2.
По принципу действия вентиляторы делятся на две группы: центробежные и осевые.
Общее понятие о вентиляторах и их классификация
Машины, служащие для отсоса и нагнетания воздуха или других газов при общем напоре, не превышающем 1500 мм вод. ст., называются вентиляторами.
Вентиляторы работают по тому же принципу. что и центробежные или пропеллерные насосы и турбокомпрессоры, и отличаются от них обычно небольшим создаваемым ими давлением. Поэтому главное назначение вентиляторов состоит не в сжатии газа, а в сообщении газу движения для перемещения.
Вентиляторы применяются: для вентиляции (или воздухообмена) воздушного отопления, для тяги и дутья в печах, кузнечных горнах, в топках и пылеприготовительных системах паровых котлов, сушильных установках, для пневматического транспорта и т.п.
Основной частью всякого вентилятора является рабочее лопастное колесо, вращающееся на валу внутри неподвижного кожуха с двумя отверстиями - для всасывания и нагнетания. При вращении рабочего колеса газу сообщается посредством лопастей избыточное давление на выходе из колеса.
В зависимости от создаваемого давления вентиляторы бывают: низкого (до 100 мм вод. ст.), среднего (до 100-300 мм вод. ст.) и высокого давления (свыше 300 мм вод. ст.).
Вентиляторы выпускают самой различной производительности, так, например, промышленные вентиляторы изготовляются с производительностью от 500 до 1000000 м3/час. Рабочие колеса вентиляторов имеют различные числа оборотов от 200 до 3000 и более. Наиболее целесообразно классифицировать вентиляторы, турбокомпрессоры и турбовоздуходувки по коэффициенту быстроходности. Коэффициент быстроходности вентилятора представляет собой число оборотов такого вентилятора, который создает напор 30 мм вод. ст. при производительности в 1 м3/сек. Формула коэффициента быстроходности получает такой вид:
, (1)
где γст = 1,2 - стандартный объемный вес воздуха (при p0=760 мм рт. ст., t = 20°С, φ = 50%), где φ - относительная влажность);
n - число оборотов в минуту;
H - напор в мм вод. ст. (или кГ/м2);
Q - производительность в м3/сек.
В зависимости от коэффициента быстроходности вентиляторы делятся на:
а) тихоходные (ns < 700);
б) средней скорости ns = 700 - 1400);
в) быстроходные (ns > 1400).
Наибольшей быстроходностью обладают осевые вентиляторы.
Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 1288;