относительная скорость

го, = V~cf+l =

где 180° - Абсолютная скорость с1) для лопаток, радиально выходящих:

2) для лопаток, загнутых вперед:

Сг = \/wl + Ul + W-iU COS

3) для лопаток, загнутых назад:

Са = + м-2W2M2 cos2 Окружная скорость и: 1) для лопаток, радиально выходящих:

2) для лопаток, загнутых вперед:

Wj COS р2

г COS

2 / 2

3) ДЛЯ лопаток, загнутых назад:

№2 cos Ps

Относительная скорость находится из соотнощения: 2 = 1,0 - 1,5 г;

IP, Dl tt

очень часто принимается: = - Число лопаток Z определяется из выражения:

Карг дает следующие значения для

х: для малых вентиляторов - 70 - 90 мм, для средних -100-130 мм и для больших - 130-150 мм.

У В. высокого давления, у к-рых получаются большие промежутки меледу лопатками, устанавливают вспомогательные лопатки, которые не доводятся до внутреннего отверстия колеса. В зависимости от ско-ростей входа и выхода и объема перемещаемого воздуха Fопределяется сечение

каналов по формуле F = Из фиг. 10

ясно, что сечение потока, которое должно быть перпендикулярно к направлению скорости, принимаемой при расчете, не всегда соответствует полному сечению канала. Это обстоятельство и кладется Гронвальдом в основу определения искомого сечения канала. Обозначим: %, -высота канала у j входного и выходно-

-то сечений в м, о,

а - высота сечений потока при расчете

по скоростям Cj и Сз

в м, а, а 2 - высота сечений потока при расчете по скоростям Wi и м?2 в л1, bl, 62 - ширина ка- нала и сечения пото-

ка у входа и выхода (ширина колеса), Fe, Ff., Fy,, Fg-эквивалентные сечения потока в м, отнесенные к скоростям Cj, с 2 или w, w, ?экв.1, Аэкв.з-эквивалентные диаметры в м, соответствующие сечениям потока, Z)i,D2.-внутренний и наружный диаметры колеса в м, Z-число каналов лопаток.

Сечение канала 2 =; для сечения канала

у выхода при расчете по с 2 имеем: Fc = -г-. Рассматривая jPcj как эквивалентное круглое сечение, можно написать равенство:

Ляка - -

2ас- Ь,

И ширина колеса (1санала) будет:

при этом

йс = 2 sin 2; 1=!

ВгК .у лу

Фиг. и.

Так же определяются ширина сечения у входа в канал по Ci и ширина канала у входа и выхода по Wi и W2.

В старых конструкциях кожух непосредственно прилегал к лопастному колесу. Современные центробежные В. имеют кожуха с постепенно расширяющимся выходным пространством, так что в нем скорость воздуха по мере приближения к выдувному отверстию постепенно падает, и потому часть скоростного напора (высокого, благодаря большим скоростям выхода воздуха из лопаток) превращается в ста-тическ. давление; другими словами, часть кинетическ. энергии переходит в потенциальную. Начиная с самого узкого места кожуха, к-рое находится у т. п. язычка Z (фиг. 11), сечение кожуха в том месте, куда переходит воздух из каналов лопаток, должно постепенно увеличиваться соответственно увеличению количества воздуха, выходящего из каждого последующего канала, до размеров сечения, через которое должен пройти воздух, выброшенный всеми каналами за один оборот колеса. Кожух строится в виде архимедовой спирали .

В центробежных В. (гл. обр. высокого давления) лопастное колесо полностью обхватывается спиралью кожуха, расстояние от высшей точки колеса до высшей точки спирали равно высоте выдувного отверстия В.; в В. среднего и низкого давления колесо не полностью обхвачено спиралью кожуха, и высшая точка колеса лежит выше нижней линии выдувного отверстия. В этом случае сечение А (фиг. 12), проходящее через высшую точку колеса и высшую точку спирали, все же должно находиться в определенной зависимости от сечения выдувного отверстия Fa, например, если колесо одето спиралью на 80 %, то сечение А будет равно 0,8ia, так как через него пройдет столько воздуха, сколько его выбросит колесо до этого сечения. У В. высокого давления, где колесо полностью обхватывается спиралью кожуха, сечение А должно бьггь=7. Скорость воздуха в выдувном отверстии должна

Фиг. 12.

поддерлшваться согласно соотношению: Vg, так как в противном случае произойдет нецелесообразное снижение статич. давления.

Карг рекомендует следующие соотношения нри выборе ширины кожуха: -\ для В. низкого и Щу \ \ среднего давления

\ 1 В=В2:2; для В.

барабан, (типа Сирокко) B=Bq : 1,3; для в. высокого давления В = В, где!)2-диаметр наружной окружности колеса, Вд- диаметр всасьшающего отверстия и Do - диаметр выдувного отверстия.

Чтобы избеншть потерь в просветах, т. е. повторного протекания части перемещаемого воздуха через просвет между язычком и колесом, необходимо язычок подводить по возможности ближе к колесу, но это допустимо лишь до известных пределов во избежание появления воющих шумов. Практика дает след. зависимость: 2 0,05-0,07Вz-Диффузор представляет собой конический патрубок (фиг. 13), в к-ром происходит постепенное падение скорости потока по мере приближения его к выходу (к большему отверстию диффузора), вместе с чем падает и скоростный напор (динамич. давление), и освобожденная т. о. часть динамич. давления м. б. использована как статич. давление, хотя и не в 1 полной мере, так как часть его расходуется на вихри и трение . Диффузоры применяются не только у В. с кожухами без расширяющегося выходного пространства, но и во всех тех случаях, когда необходимо часть скоростного напора путем снижения больших скоростей превратить в статическое давление. Обозначим через Ji-сечение диффузора у входа (в м), - у выхода, -скорость воздуха у входа в MJcK, г>2-у выхода, h-динамич. давление в FB мм вод. ст., ha-B F, Л - прирост статическ. давления в лежвод. ст. Теоретич. прирост статич. давления выразится так: hg = /г - h.

Фиг. 13.

теор. 2fi(

Принимая же во внимание кпд диффузора Лдифф., зависящий от угла а и, по Билю, выражающийся формулой:

(J-l)sina

действительный прирост статич. давления выразится так: К = Пдифф. Ктеор Д на диффузора определяется из ур-ия:

где!?!-диаметр в сеченииij, В.-диаметр в сечении F, а-угол раскрытия диффузора. Кпд диффузора приведены в табл. 1.

Табл. 1 .-К пд диффузора

Круглая форма трубы наиболее отвечает форме потока; если поток заключен в канал или трубу квадратного или прямоугольного сечения, он заполняет сечение не полностью, и происходит образование мертвых углов. Так. образом через трубопровод квадратного сечения со стороной а пройдет только то количество, которое пропустит круглое отверстие с диаметром круга, вписанного в квадрат, dane, =а. Диаметр круглого отверстия, соответствующего данному прямоугольному, называется эквивалентным и определяется из выражения:

где а иЬ - стороны прямоугольного сечения в м. В случаях прямоугольных сечений труб и каналов для определения скоростей и протекающих количеств надлежит всегда принимать в расчет соответствующее эквивалентное круглое сечение dlne.---

Для наглядного представления пределов производительности В. при различных числах оборотов и сопротивлениях и для составления характеристик В. в рудничном деле уже давно введено понятие об эквивалентном отверстии (франц. горным инж. D. Murgue, в 1873 г.). Под этим понимается отверстие в тонкой железной стенке, обращенное заостренным краем против потока и создающее то же сопротивление потоку, какое создал бы соответствующий трубопровод, присоединенный к В., пропуская те же количества воздуха под теми же давлениями. При помощи этих отверстий можно создавать все необходимые в практике величины сопротивления, не прибегая к громоздким и сравнительно дорогим трубопроводам. При изменении эквивалентного отверстия (сопротивления) изменяется также немедленно и перемещаемое количество воздуха при неизменном числе оборотов вентилятора. Протекающее количество воздуха F через сечение/ под давлением 7<, создаваемым вентилятором, теоретически выралсается так:

теор

В действительности, протекающее количество меньше, так как струя претерпевает сужение е (фиг. 14), и Vmeop, требует

поправки, путем введения коэффициента истечения Jc, зависящего от отпощения у; тогда

rdeucme.= k-fj/ Ц-

Вводя вместо f значение А, представляющее эквивалентное отверстие, получим:

По Мюргу, для рудничных в. ifc=0,65. в Правилах испытания В. (Regeln fur Leistungsver-suche an Ventilatoren u. Kompressoren), выработанных Союзом германских инженеров,

7с принято равным 1 и А = V j/~ Эта

величина 7с соответствует протеканию через скругленный насадок. изменяется от О до полного открытия отверстия, т. е. от О до Fa, где Fa-сечение выдувного отверстия В.

На основе приведенной выще зависимости, устанавливая искусственные сопротивления (стенки с различными отверстиями, представляющие собою доли полного сечения выдувного отверстия Fa) и заставляя В. работать на каждое открытие при различных числах оборотов В., замеряют протекающие количества и давления и получают т. обр. характеристику данного В. (фиг. 15). Для определения расхода, мощности и полезной производительности В. строятся еще кривые кпд В. (фиг. 16) как функции эквивалентных отверстий Ai для каждого числа

hg мы вод. ст. 80

Фиг. 15.

Фиг. 16.

оборотов. Каждый В. может дать максимальный кпд только при вполне определенном числе оборотов и определенном отвер-

стии сопротивлении), создавая определенное давление и перемещая определенное количество воздуха.

Расход силы В. определяется из ур-ия

Л=~1Р, где V-перемещаемое количество воздуха в м/ск, 7i-суммарное давление В. в мм вод. столба, т]-кпд В. (равный 0,4-0,6, иногда доходящий до 0,75).

Фиг. 17.

Испытания В. показывают, что, при неизменяющемся эквивалентном отверстии А (сопротивлении) или неизменном присоединенном трубопроводе, существует пропорциональность между давлением Ti, перемещаемым количеством воздуха V, расходом силы и числом оборотов п: 1) количество перемещаемого воздуха пропорционально числу оборотов лопастного колеса,

Фиг. 18.

Фиг. 19.

2) суммарное давление пропорционально квадрату числа оборотов, 3) мощность В. пропорциональна кубу числа оборотов.

Расчет деталей центробежных В. на прочность и износ вообще ничем не отличается от расчета соответствующих деталей любой машины и производится общепринятыми способами; в частности, при расчете валов надлежит учитывать появление критического числа оборотов у В. высокого давления, т. к. эти В. имеют большие числа оборотов. Неравномер. распределение массы лопастного колеса относительно вала как оси вращения является причиной возникновения свободных центробежных сил, вызывающих сотрясения при работе В., в результате чего могут происходить серьезные поврелодения его частей. Для устранения неуравновешенности надлежит производить выверку и балансировку колес на заводе.

Фиг. 20.