Электропривод вентиляционной установки 2 (стр. 2 из 7)
- Малая скорость движения воздуха затрудняет очистку помещений от пыли, влаги и вредных микроорганизмов;
- Чем выше скорость движения воздуха, тем большее сопротивление оказывает воздуховод проходящему воздуху, следовательно, требуется установка более мощного двигателя для привода вентилятора, а это в свою очередь меньший КПД, бόльшие капиталовложения ― меньшая эффективность всей системы в целом.
С точки зрения этих позиций оптимальной скоростью движения воздуха внутри воздуховодов птицеводческой фермы является 1―5 м/с. В промышленных вентиляционных установках при запыленном воздухе такие низкие значения скорости недостаточны, так как частицы мелкой пыли налипают на стенки воздуховодов, повышая сопротивление сети и тем самым нарушают ее работу. Поэтому в особо пыльных помещениях с протяженными горизонтальными участками воздуховодов (100 м и более) рекомендуемыми скоростями являются 16―18 м/с.
Принимаем
= 4 м/с.Плотность воздуха определяется следующим образом:
= 
,где
― удельная плотность воздуха равная 1,29 кг/м 3, 
= 
― коэффициент учитывающий относительное увеличение объема воздуха при нагревании его на 1 ° C , Т ― температура воздуха ° C .При Т = 21,1 ° C
= 
= 1,20 кг/м 3.Для определения
найдем сначала ориентировочную суммарную площадь вытяжных каналов S общ м 2:S общ =
= 
= 0,18 м 2.Т. к. намечаем использование воздуховода круглого сечения, определим его диаметр:
D =
= 
= 0,48 м.Принимаем ближайший стандартный воздуховод ― 500 мм (0,196 м 2) [Приложение №5].
Уточним скорость:
= 
= 
= 3,9 м/с.Длина воздуховода составляет (самой удаленной точки А) L В = 87 м.
Тогда линейные потери в трубопроводе:
Р Л = 64,8 ×
× L В = 64,8 × 
× 87 = 23 Па.Следует отметить, что линейные потери величиной 23 Па в воздуховоде длиной 87 м очень маленькая величена. Это вызвано большим сечением воздуховода. Здесь следовало бы произвести пересчет, увеличив скорость движения воздуха и тем самым, уменьшив диаметр воздуховода, но т.к. данная курсовая работа имеет скорее иллюстративный характер, нежели какую-либо практическую ценность, то остановимся на полученных величинах.
Минимально необходимое давление воздуха для поддержания заданной скорости движения Р Min = 200 Па.
Вакуумметрическое давление может возникнуть в случае недостатка приточного воздуха. Например, в случаи отсутствия или нехватки мощности приточной вентиляции при значительной герметизации животноводческого помещения. В общем случае, как показывает практика [5] оно не превышает величены 50 Па, поэтому Р ВАК = 50 Па.
Определим местные потери, Па:
Р М =
,где
― коэффициент местного сопротивления [Приложение №6]; 
― плотность воздуха при данной температуре, кг/м 3; ― скорость движения воздуха, м/с.На участке от входного дефлектора (точка А) до вытяжного патрубка с зонтом имеются следующие местные сопротивления и соответствующие им коэффициенты местного сопротивления:
1. Дефлектор входной
= 2 ― 1 шт.;2. Колено круглого поперечного сечения
= 1,1 ― 10 шт.;3. Тройник
= 0,6 ― 3 шт.;4. Фильтр сетчатый
= 4 ― 2 шт.;5. Внезапное сужение воздуховода
= 0,47 ― 2 шт.;6. Зонт
= 1,6 ― 1 шт.Тогда
= 2 + 1,1 × 10 + 0,6 × 3 + 4 × 2 + 0,47 × 2 + 1,6 = 25,3;Р М =
= 
= 231 Па;Р ТР = 1,05 × (Р Л + Р М + Р Min + Р ВАК) = 1,05 × (23 + 200 + 231 + 50) = 529 Па.
Выбор вентилятора
Тип
Тип вентилятора определен заданием ― ВО (вентилятор осевой). Следует отметить, что для данного типа вентилятора характерны большие подачи при малых давлениях с несколько повышенным уровнем шума по сравнению с другими типами вентиляторов.
Внутренний диаметр выходного патрубка (типоразмер)
Критериями выбора типоразмера вентилятора являются, во-первых, наличие свободного места под его установку, во-вторых, разница в диаметрах у выходного патрубка вентилятора и воздуховодов должна быть минимальна т.к. в противном случае сам вентилятор становится значительным местным сопротивлением и, в-третьих, как правило, больший размер вентилятора соответствует большему уровню шума.
В данном случае в наличии свободного пространства проблем нет, к уровню шума повышенных требований на предъявляется, воздуховоды имеют довольно большое сечение ( S общ = 0,196 м 2, D = 0,48 м), целесообразно остановиться на полноразмерном для данных подач типоразмере в 400 мм.
Масса
Ни как не нормируется. Однако следует учесть что при весе до 50 кг монтаж допускается производить вручную, свыше 50 кг ― с применением специальных средств.
Скорость вращения
Определяется аэродинамическими характеристиками конкретного вентилятора. Однако, следует учесть что потребная для вращения крыльчатки мощность N ТР ~ n 3, где n ― скорость вращения, поэтому при подборе электродвигателя с несколько большей частотой вращения от него потребуется значительно большая мощность.
КПД вентилятора
Очень важно правильно выбрать тот или иной вентилятор по так называемой зоне рационального использования. Т.е. для любого вентилятора существуют такие значения давления и подачи при которых его КПД максимален. А если за рациональный (приемлемый) КПД принять некоторый диапазон, скажем от 55% до максимального значения то совокупность значений давлений и подач как раз и образуют зону рационального использования.
Теперь, когда мы определились с вышеперечисленными характеристиками по известным параметрам Р ТР и L с помощью графиков аэродинамических характеристик [Приложение №7] подберем вентилятор. Для этого сравним все имеющиеся варианты и выберем тот, который удовлетворял бы нас по своим габаритным размерам, частоте вращения и обладающий максимальным КПД из всех существующих вариантов.
Выбираем вентилятор типа ВО марки СВМ – 4М со следующими характеристиками:
- Внутренний диаметр выходного патрубка ― 400 мм;
- Объемный расход воздуха ― 6300 м 3/ч;
- Давление, не мение ― 850 Па;
- КПД, не менее ― 57 %;
- Максимальная мощность устанавливаемого двигателя ―2,2 кВт;
- Масса ― 46 кг.
Исходя из аэродинамических характеристик, вентилятор СВМ – 4М обеспечивает требуемые характеристики ― давление 529 Па при подаче ~ 2750 м 3/ч при частоте вращения крыльчатки ω н = 2500 об/мин.
Мощность требуемая для привода вентилятора, кВт:
N В =
,где
= 0,57 ― КПД вентилятора.Тогда N В =
= 657 Вт.Выбор электродвигателя
Потребная мощность электродвигателя: