badanie wentylatorow

Wyznaczanie charakterystyk wentylatora

1.Cel

wiczenia.

Wyznaczenie charakterystyk wentylatora, badanie pracy szeregowej i

równoległej wentylatorów.

2.Wiadomo

ci wst

pne.

Wentylatory zaliczamy do wirnikowych maszyn roboczych słu

żą

cych do

przetłaczania gazów i par. W maszynach tych proces przekazywania energii

odbywa si

w sposób ci

gły, podczas przepływu czynnika przez wiruj

ce kanały.

Pod wzgl

dem konstrukcyjnym wentylatory dzielimy na promieniowe

(od

rodkowe) i osiowe, zale

nie od kierunku przepływu czynnika.

Wentylatory promieniowe stosowane s

tam, gdzie wymagane jest wi

ksze

nienie całkowite spr

ęż

onego gazu, za

przy wi

kszych wydatkach maszyny

osiowe. W układzie jednostopniowym przyrost ci

nienia całkowitego czynnika

uzale

niony jest przede wszystkim od pr

dko

ci obwodowej wirnika. Im wi

ksza

dko

ść

obwodowa , tym mo

liwo

ść

uzyskania wi

kszego przyrostu ci

nienia

czynnika. Wentylatory osiowe budowane s

jako wielostopniowe i charakteryzuj

żą

wydajno

. Bardzo cz

sto w celu podwy

szenia ci

nienia tłoczonego

czynnika stosuje si

współprac

szeregow

wentylatorów, natomiast w celu

zwi

kszenia wydajno

ci współprac

równoległ

tych maszyn.

Charakterystyk

dziemy

nazywali

zale

ść

dzy

dwoma

wielko

ciami podstawowymi, charakterystycznymi dla pracy danej maszyny

równie

w warunkach odbiegaj

cych od normalnego ruchu maszyny. Graficznym

obrazem charakterystyki jest krzywa b

ca wykresem funkcji wi

ążą

cej nam

dane wielko

ci w odpowiednim układzie współrz

dnych.

Dla wentylatora charakterystyka podaje zale

ść

przyrostu ci

nienia

całkowitego

∆

pc w zale

ci od wydano

ci V dla stałej liczby obrotów. Na

wykresie charakterystyki nanoszone s

jeszcze dwie zale

ci: mocy

pobieranej w zale

ci od wydajno

ci Nn=f(V) oraz sprawno

ci całkowitej w

zale

ci od wydajno

o=f(V). Pomiary charakterystyki przeprowadza si

najcz

ęś

ciej na wykonanych maszynach w celu sprawdzenia ich konstrukcji i

uzyskania danych katalogowych.

Wielko

ci charakteryzuj

ce prac

wentylatorów:

a) wydajno

ść

wentylatora,V(m3/h;m3/s) i (kg/h;kg/s) ilo

ść

czynnika

przepływaj

cego przez p

aszczyzn

wlotu , wzgl

dnie wylotu przy

jednoczesnym okre

leniu ci

nienia, temperatury i wilgotno

ci, do kt

rych

odnosi si

obj

ść

czynnika

b) przyrost ci

nienia statycznego

∆

p,(N/m2;mmH2O) r

уż

nica mi

dzy

nieniem statycznym na wylocie z maszyny a ci

nieniem statycznym na

wlocie.

c) przyrost ci

nienia całkowitego

∆

pc(N/m2;mmH2O) ró

nica mi

dzy

nieniem całkowitym na wylocie z maszyny a ci

nieniem całkowitym na

wlocie

d) moc pobierana przez maszyn

Nn(W;kW) moc na sprz

gle ł

cym

maszyn

rodkiem nap

du lub moc na kole pasowym wału maszyny.

eli wirnik wentylatora jest osadzony na wale silnika wówczas moc

jest

moc przekazywana wirnikowi

e) moc u

yteczna Nu(W;kW) przyrost u

ytecznej postaci energii czynnika

przenoszonego w przeci

gu jednostki czasu - odpowiadaj

cy spr

ęż

aniu

wg przemiany izentropowej

f) pr

dko

ść

obrotowa wentylarora n (obr/min;obr/s) liczba obrotów wirnika

w ci

gu jednostki czasu

g) sprawno

ść

ogólna

o=Nu/Nn

Sprawno

ść

ogólna wentylatorów waha si

w granicach 40

50% ,przy czym

ksze warto

ci s

dla wentylatorów o wi

kszej wydajno

ci.

3. Pomiary.

3.1 Pomiar ci

nienia mikromanometrem z rurk

pochył

Mikromanometr słu

y do pomiaru ci

nienia całkowitego i statycznego lub

dynamicznego. Przed przyst

pieniem do pomiarów nale

y przygotowa

mikromanometr, tj. nale

y go wypoziomowa

pokr

caj

c odpowiednimi nó

kami

podstawy, tak aby p

cherzyk powietrza we wska

niku zaj

ł poło

enie centralne.

W zale

ci od rodzaju mierzonego ci

nienia nale

y odpowiednio podł

czy

cówki przewodów do mikromanometru:

- ci

nienie całkowite - podł

czenie kró

ca (+) mikromanometru z (+) rurki

Prandtla,

- ci

nienie statyczne - dla nadci

nienia do kró

ca (+) mikromanometru,a

dla

podci

nienia do kró

ca (-),

- ci

nienie dynamiczne - króciec (+) poł

czy

z (+) rurki Prandtla, a (-) z (-).

Warto

ść

nienia okre

lamy ze wzoru:

p=nh

gdzie:

n - przekładnia mikromanometru;

h - wysoko

ść

słupka cieczy;

- ci

ęż

ar wła

ciwy cieczy,kg/m3;

g = 9.81 m/s2.

3.2 Rozkład pr

dko

ci strugi gazu w przekroju ruroci

gu.

Rozkład pr

dko

ci wyznaczamy mierz

c mikromanometrem ci

nienie

dynamiczne w punktach pomiarowych Pd1, Pd2, Pd3 w ilo

ci 4 x 5. Nale

y tak

wyznaczy

odległo

ci kolejnych pomiarów, aby otrzyma

regularn

siatk

przybli

ony sposób odwzorowuj

rozkład ci

nienia w ruroci

gu. Pomiary

wpisujemy do poni

szej tabeli:

...

gdzie: h

- wysoko

ść

słupka cieczy odczytana z mikromanometru,

- przekładnia mikromanometru.

dko

ść

strugi gazu w poszczególnych punktach okre

lamy ze wzoru:

m s

= α

gdzie:

- współczynnik, dla znormalizowanej dwukanałowej rurki Prandtla

α≈

pd - ci

nienie dynamiczne, N/m2;

- g

sto

ść

gazu w miejscu pomiaru, kg/m3.

Po wyznaczeniu poszczególnych pr

dko

ci nale

y wykona

trójwymiarowy

wykres przedstawiaj

cy rozkład pr

dko

ci gazu w przekroju ruroci

gu.

3.3 Wyznaczenie wydajno

ci z rozkładu pr

dko

ci strugi gazu.

redni

dko

ść

dla pełnego przekroju okre

lamy jako

redni

arytmetyczn

dko

ci lokalnych:

Wydajno

ść

okre

lamy ze wzoru:

V = c

rA m3/s

gdzie:

r -

rednia pr

dko

ść

gazu;

A - pole powierzchni przekroju ruroci

gu.

3.4 Pomiar wydajno

ci przy pomocy anemometru.

Po przygotowaniu anemometru, tj. w

іą

czeniu zasilania i przeł

czniu

zakresu pomiarowego najlepiej na zakres [m/s], nale

y przyst

do pomiarów

dko

ci strugi gazu przykładaj

c anemometr równolegle do płaszczyzny

otworu wlotowego wentylatora (W1, Z1, Z2). Pomiarów dokona

w 5 punktach ( 4

po brzegach i 1 centralnie).

redni

dko

ść

dla pełnego przekroju okre

lamy jako

redni

arytmetyczn

dko

ci lokalnych:

Wydajno

ść

okre

lamy ze wzoru:

V = c

rA m3/s

gdzie:

r -

rednia pr

dko

ść

gazu;

A - pole powierzchni przekroju ruroci

gu.

wiczenia.

4.1 Badanie wentylatora tłocz

cego W1.

Przed przyst

pieniem do wykonywania pomiarów otworzy

zasuwy

regulacyjne Zs1, Zs3, Zs4, a zamkn

ąć

Zs2. Zasuwy Z1 i Z2 powinny by

całkowicie zamkni

te.

Przy badaniu wentylatora nale

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci rurk

Prandtla w

pkt. P1,

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci anemometrem na

wlocie do wentylatora W1,

- wyznaczy

rozkład pr

dko

ci w przekroju ruroci

gu w pkt. P1 i P2,

- wyznaczy

rozkład ci

nienia statycznego w ruroci

gu w pkt. 1-3,6-8,

- wyznaczy

charakterystyki

∆

pc,

∆

p, Nn,

o w funkcji wydajno

wentylatora.

Wydajno

ść

wentylatora regulujemy przez d

awienie zasuw

Zs4 (dla 5 ró

nych

zasuwy), lub poprzez zmian

dko

ci wentylatora W1 (dla 5 ró

nych

dko

ci). Pomiaru wydajno

ci dokona

przy pomocy anemometru na wlocie

wentylatora W1.

4.2 Badanie wentylatora ss

co-tłocz

cego W2.

Przed przyst

pieniem do wykonywania pomiarów otworzy

zasuwy

regulacyjne Zs1, Zs2, Zs4, a zamkn

ąć

Zs3. Zasuwa Z2 powinna by

zamkni

ta,

a Z1 otwarta.

Przy badaniu wentylatora nale

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci rurk

Prandtla w

pkt. P3,

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci anemometrem na

wlocie do zasuwy Z1,

- wyznaczy

rozkład pr

dko

ci w przekroju ruroci

gu w pkt. P3,

- wyznaczy

rozkład ci

nienia statycznego w ruroci

gu w pkt. 1-5,7,8,

- wyznaczy

charakterystyki

∆

pc,

∆

p, Nn,

o w funkcji wydajno

wentylatora.

Wydajno

ść

wentylatora regulujemy przez dławienie zasuw

Zs4 lub Zs2 (dla 5

ró

nych poło

zasuwy). Pomiaru wydajno

ci dokona

przy pomocy

anemometru na wlocie zasuwy Z1.

4.3 Praca równoległa wentylatorów.

Przed przyst

pieniem do wykonywania pomiar

w otworzy

zasuwy

regulacyjne Zs1, Zs3, Zs4, a zamkn

ąć

Zs2. Zasuwa Z2 powinna by

otwarta, a

Z1 zamkni

ta.

Przy badaniu wentylatora nale

- okre

wydajno

ść

wentylator

w przez pomiar szybko

ci rurk

Prandtla w

pkt. P3,

- okre

wydajno

ść

wentylatorów przez pomiar szybko

ci anemometrem

na wlocie do wentylatora W1 i zasuwy Z2.

- wyznaczy

rozkład ci

nienia statycznego w ruroci

gu w pkt. 1-3,6-8,

- wyznaczy

charakterystyki

∆

pc,

∆

p, Nn,

o w funkcji wydajno

wentylatorów.

Wydajno

ść

wentylatorów regulujemy przez dławienie zasuw

Zs4 (dla 5 ró

nych

poło

zasuwy), lub poprzez zmian

dko

ci wentylatora W1 (dla 5 ró

nych

dko

ci). Pomiaru wydajno

ci dokona

przy pomocy anemometru na wlocie

wentylatora W1 i zasuwie Z2.

4.4 Praca szeregowa wentylatorów.

Przed przyst

pieniem do wykonywania pomiarów otworzy

zasuwy

regulacyjne Zs1, Zs2, Zs4, a zamkn

ąć

Zs3. Zasuwy Z1 i Z2 powinny by

kowicie zamkni

te.

Przy badaniu wentylatora nale

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci rurk

Prandtla w

pkt. P3,

- okre

wydajno

ść

wentylatora przez pomiar szybko

ci anemometrem na

wlocie do wentylatora W1,

- wyznaczy

rozkład ci

nienia statycznego w ruroci

gu w pkt. 1-5,7,8,

- wyznaczy

charakterystyki

∆

pc,

∆

p, Nn,

o w funkcji wydajno

wentylatora.

Wydajno

ść

wentylatora regulujemy przez dławienie zasuw

Zs4 (dla 5 ró

nych

poło

zasuwy), lub poprzez zmian

dko

ci wentylatora W1 (dla 5 ró

nych

dko

ci). Pomiaru wydajno

ci dokona

przy pomocy anemometru na wlocie

wentylatora W1.

5. Analiza i wnioski z przeprowadzonych

wicze

W dwóch pierwszych

wiczeniach nale

y okre

wydajno

ść

wentylatora

obiema metodami i porówna

otrzymane wyniki. Nast

pnie wykona

wykres

rozkładu pr

dko

ci strugi gazu w przekroju ruroci

gu.

Dla wszystkich

wicze

nale

y wykre

rozkład ci

nienia statycznego w

ruroci

gu, oraz wyznaczy

charakterystyki

∆

pc,

∆

p, Nn,

o w funkcji wydajno

wentylatora.

Uzasadni

otrzymane

charakterystyki

oraz

umie

sprawozdaniu

wyczerpuj

ce wnioski.