/
Текст
И.В.Брусиловский
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ
СХЕМЫ
И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОСЕВЫХ
ВЕНТИЛЯТОРОВ
Ц АГ И
И. В. Брусиловский
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ
СХЕМЫ
И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОСЕВЫХ
ВЕНТИЛЯТОРОВ
Ц АГ И
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
МОСКВА • НЕДРА • 1978
УДК 621.634—1 (031)
Брусиловский И. В. Аэродинамические схемы и
характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ.
Справочное пособие. М., «Недра», 1978, 198 с.
В книге приведены полные аэродинамические
характеристики и геометрические параметры
большого числа моделей разнообразных схем
осевых вентиляторов ЦАГИ, отличающихся ши-
роким диапазоном изменения характерных для
осевых вентиляторов величин.
Изложены способы подбора оптимальной для
заданных давления и производительности и ус-
ловий компоновки в сети аэродинамической
схемы вентилятора по его типовым аэродинами-
ческим характеристикам и определения всех его
геометрических параметров, необходимых для
разработки конструкции.
Все вентиляторы, характеристики которых
приведены в настоящей работе, созданы по еди-
ному методу аэродинамического расчета ЦАГИ.
Его основой являются метод выбора оптимального
сочетания величин расчетных параметров и опти-
мальное профилирование лопаточных венцов,
при котором используются теоретические харак-
теристики плоских решеток профилей.
Книга представляет собой справочное пособие
и предназначена для инженеров, научных работ-
ников НИИ, КБ заводов, а также всех предприя-
тий, занимающихся исследованием, проекти-
рованием и эксплуатацией вентиляторов.
Табл. 65, ил. 198, список лит. — 76 назв.
30704—392
043 (01)—78
300—78
© Издательство
«Недра»,
1978
ВВЕДЕНИЕ
Вентиляторы — машины, широко при-
меняемые во всех областях техники и со-
ставляющие обязательную часть многих
технологических установок, обладают боль-
шой энергоемкостью. Так, 8—10% всей
вырабатываемой в СССР электроэнергии
затрачивается на их привод.
Особенно важную роль выполняют осе-
вые и центробежные вентиляторы в уголь-
ной и горнодобывающей, а также в ряде
отраслей металлургической и химической
промышленности, где осуществление тех-
нологических процессов, здоровье и про-
изводительность труда рабочих полностью
зависят от состояния вентиляции.
Первые отечественные осевые вентиля-
торы для различных отраслей народного
хозяйства были разработаны на основе
вихревой теории Н. Е. Жуковского в
ЦАГИ в 20-х гг. Они имели высокие
аэродинамические данные [2]. В 30-х гг.
были созданы унифицированные
ряды вентиляторов «У» и «В» [36, 37],
позволившие наладить серийное произ-
водство этих вентиляторов для главного
проветривания шахт и рудников, метро-
политенов, а также для использования
в других целях. Разработанные в конце
40-х гг. вентиляторы К-06 и МЦ [72, 71],
а затем ЦЗ-04 [33], УК-2М [34] и другие
послужили основой для новых шахтных
вентиляторов К-06 и вентиляторов обще-
промышленного назначения. Благодаря вы-
соким аэродинамическим данным и техно-
логичности они долгое время находились
в производстве.
В 50 гг. стали разрабатываться осевые
вентиляторы полностью на основе данных
по решеткам профилей — теоретических
и экспериментальных [67], а в дальнейшем
и на обобщениях результатов обширных
исследований многообразных аэродина-
мических схем вентиляторов. В это же
время были созданы основы нового метода
их аэродинамического расчета, получив-
шего развитие в работах [27—30, 51]
и др.
Часто возникает необходимость в изго-
товлении единичных или малосерийных
вентиляторов, удовлетворяющих специаль-
ному заданию. При этом важным является
правильный его выбор для заданных усло-
вий, для данной сети. Иначе вентилятор,
даже обладающий высокими аэродинами-
ческими данными, не будет обеспечивать
получения необходимых параметров или
будет работать с низким к. п. д.
За последние годы в ЦАГИ был разра-
ботан ряд аэродинамических схем осевых
вентиляторов, предусматривающих широ-
кий диапазон коэффициентов давления
и производительности при высоких к. п. д.,
а также разнообразие геометрических форм
лопаток. Это позволяет выбирать вентиля-
торы согласно различным требованиям
к конструкции, технологии, габаритам
и массе, экономичности, угловой скорости
и шуму.
Приведенные в настоящей книге аэро-
динамические характеристики получены
при испытаниях моделей осевых вентиля-
торов с диаметром D = 0,7 м, которые
испытывались на камере с наддувом [58,
67] в вентиляторной лаборатории ЦАГИ
по единой методике в соответствии с ГОСТ
10921—74 [40] при частотах вращения
п = 1000 4- 1200 об/мин.
Ряд моделей был испытан с элементами,
предназначенными для соединения вен-
тилятора с сетью, — различными патруб-
ками и диффузорами, устанавливаемыми
соответственно перед и за ним.
В настоящей работе приведены полные
аэродинамические характеристики более
100 моделей осевых вентиляторов и их
модификаций: аэродинамическая схема;
типовые (безразмерные) аэродинамические
характеристики при различных углах уста-
новки лопаток; геометрические параметры
лопаток. Располагая этими материалами,
можно подобрать аэродинамическую схему,
выбрать диаметр вентилятора и частоту
вращения, определить габариты, потреб-
ляемую мощность, т. е. все то, что
необходимо для разработки конструкции
вентилятора.
Для получения надежных аэродинами-
ческих характеристик проектируемых вен-
тиляторов и вентиляторов с присоединен-
ными элементами необходимо, чтобы их
аэродинамическая схема и геометрия ло-
паток находились в полном соответствии
с приведенными здесь материалами. Кроме
того, при числах Рейнольдса Re =
= bu/v-<2-105 и числах Маха М =
= и!а ;> 0,5, а также при диаметре колеса
вентилятора D <С 400 мм аэродинамиче-
ские характеристики могут заметно
отличаться от приведенных. Влияние числа
Не может быть учтено по данным, приве-
денным в настоящей работе. Уменьшение
к. п. д. вентиляторов с D < 400 мм регла-
ментирует ГОСТ 11442—74 [39]. При
М > 0,5 применять предложенные в дан-
ной книге характеристики не рекомен-
дуется.
Для облегчения пользования матери-
алом приведены основные сведения об аэро-
динамических характеристиках, их пере-
счете, о регулировании вентиляторов и ре-
версировании потока. Изложены различ-
ные способы подбора вентиляторов исходя
из быстроходности, габаритности, эквива-
лентного отверстия.
Если схема разрабатываемого вентиля-
тора с присоединенными элементами соот-
ветствует одной из приведенных, то вен-
тилятор подбирается непосредственно по
типовым характеристикам соответствующей
модели. При этом в сопротивление сети
не должны входить сопротивления присо-
единенных элементов.
Однако во многих случаях схема про-
ектируемой установки вентилятора в сети
отличается от испытанных схем или тре-
бующийся вентилятор не испытан в соот-
ветствующей компоновке. Тогда вентиля-
тор целесообразно подбирать по расчет-
ным безразмерным характеристикам
с элементами, построенным на основании
приведенных в книге характеристик по
полному давлению самого вентилятора
с учетом сопротивления элементов, опре-
деляемого по [46, 51, 54, 55, 64]. Для испы-
танных элементов, соединяющих вентиля-
тор с сетью, приведены коэффициенты
сопротивления, позволяющие оценить по-
тери давления в них. Ускорить подбор
необходимого вентилятора помогут при-
веденные в работе вспомогательные гра-
фики и таблицы.
Для оценки акустических свойств венти-
лятора и проектирования глушителей мо-
гут быть использованы рекомендации, со-
держащиеся в работах [6, 73, 76]. В этой
книге даны аэродинамические и акусти-
ческие характеристики спепиально раз-
работанных двух типов малошумных вен-
тиляторов и их модификаций и в некоторых
случаях — обычных вентиляторов.
Вопросы взаимодействия вентилятора
с сетью при параллельной работе, и опре-
деления границы устойчивости такой ра-
боты освещены в [47, 67, 49].
Влияние компоновки вентилятора с элек-
тродвигателем на аэродинамическую харак-
теристику необходимо учитывать при про-
ектировании электровентиляторов. Многие
вопросы такого влияния освещены в рабо-
тах [33, 34].
Вентиляторы, характеристики которых
помещены в этой работе, рассчитаны по
единому методу, основы которого изло-
жены в [67] и в последующих работах
ЦАГИ.
Цифровая часть наименования аэродина-
мической схемы осевого вентилятора (ОВ)
является порядковым номером его рабочего
колеса. Такое наименование введено в
ЦАГИ для осевых вентиляторов, разра-
батываемых с 50-х годов.
Принятые обозначения даны в конце
книги.
Большая работа, связанная с первона-
чальным подбором и систематизацией мате-
риала для этой книги, выполнена А. Р. Бу-
шелем. По подготовленным им матери-
алам написаны главы 3 и 8.
Метод аэродинамического расчета осе-
вых вентиляторов, который начал созда-
ваться еще Н. Е. Жуковским и В. П. Вет-
чинкиным, получил развитие в ЦАГИ
в работах К. А. Ушакова, В. И. Поли-
ковского, К. К. Баулина, Е. Я. Юдина,
И. В. Брусиловского и др.
Методику экспериментального исследо-
вания аэродинамики вентиляторов разра-
батывали К. А. Ушаков, М. Я. Гембаржев-
ский, И. О. Керстен и др., а стенды и аппа-
ратуру для таких исследований —
А. Р. Бушель, А. Г. Бычков, Н. В. Сурнов
и др. Идея настоящей работы предложена
К. А. Ушаковым. В процессе исследований
вентиляторов, характеристики которых
здесь приведены, им было дано много по-
лезных советов.
Большая работа была выполнена сотруд-
никами сектора аэродинамики осевых
вентиляторов ЦАГИ: С. И. Балдиной,
П. Ф. Бурдукиным, А. X. Газирбеко-
вой, В. И. Егоровым, Л. М. Желтовой,
А. И. Ивановым, А. Г. Красносель-
ской, Л. А. Матросовой, А. Я. Носовым,
А. М. Переходцевой, Л. И. Поповой,
Н. М. Рословой, 3. Н. Рындиной,
А. А. Смирновым, Н. В. Сурновым,
Р. И. Ушаковой, А. Н. Феофилактовым,
О. Б. Халиковой, Е. В. Широковой.
Автор выражает благодарность руко-
водителю отделения ЦАГИ М. Я. Гембар-
жевскому за ценные советы и содействие
при подготовке рукописи, а также Л. А. Ма-
тросовой, Н. М. Рословой, 3. Н. Рындиной
и О. Б. Халиковой за большую работу
по ее оформлению.
Автор будет благодарен всем, кто приш-
лет замечания и пожелания по этой работе.
Часть 1
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
Глава 1
ТИПЫ
АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СХЕМ.
ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА
§ 1. СХЕМЫ
ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА
И ИХ ОСОБЕННОСТИ
Рассмотрим основные общие свойства
аэродинамических схем осевых вентиля-
торов, которым соответствуют приведен-
ные в этой книге экспериментальные аэро-
динамические характеристики их моделей.
Под аэродинамической схемой подра-
зумевается совокупность признаков и па-
раметров, однозначно характеризующих
проточную часть осевого вентилятора: чи-
сло ступеней, равное числу рабочих колес;
тип схемы, зависящий от наличия аппа-
ратов и их расположения по отношению
к рабочему колесу; относительный диаметр
втулки; число лопаток колеса и аппаратов,
их углы установки, а также распределение
величины хорды, углов установки, изгиба
и максимальной толщины профилей по
длине лопаток (по радиусу), форма сред-
ней линии профилей и их симметричной
части.
В книге приведены аэродинамические
схемы и характеристики одноступенчатых
и многоступенчатых осевых вентиляторов
практически всех типов (рис. 1.1). Одно-
ступенчатые вентиляторы имеют следую-
щие схемы: К, состоящую только из рабо-
чего колеса (К); К 4- СА, включающую
кроме рабочего колеса спрямляющий аппа-
рат (СА); ВНА4-К с установленным перед
рабочим колесом входным направляющим
аппаратом (ВНА); BHA-j- K-j-CA. Из схем
одноступенчатых вентиляторов следует
выделить схему с меридиональным ускоре-
нием потока в проточной части.
Двухступенчатые вентиляторы имеют
схемы К + СА К 4- СА, ВНА -|- К -|-
4- НА -|- К СА и схему встречного вра-
щения Kj 4- Kjj, состоящую лишь из уста-
новленных друг за другом рабочих колес
с противоположным направлением враще-
ния. Трехступенчатый вентилятор пред-
ставлен схемой ВНА + К 4-НА 4- К 4~
4-НА4-К4-СА.
Каждая из приведенных схем осевых
вентиляторов имеет свои особенности.
По схеме К обычно выполняются венти-
ляторы с очень малыми значениями коэф-
фициента давления (ф< 0,15), у которых
относительная величина скорости закру-
чивания е2И и связанная с ней величина
динамического давления незначительны.
Для упрощения конструкции, уменьшения
осевых размеров и снижения металло-
емкости вентиляторы с ф > 0,15 нередко
выполняют по схеме К. Однако выбор
схемы должен быть обоснован, так как
отсутствие спрямляющего аппарата вызы-
вает уменьшение к. п. д. вентилятора в
области рабочих режимов характеристики
на 5—10% и более (тем большему, чем
больше величина ф и меньше d). Это зна-
чит, что получение необходимых значений
давления и производительности с помощью
вентилятора схемы К (без аппарата) из-за
снижения к. п. д. потребует большей мощ-
ности на его валу. Только с помощью
технико-экономического расчета, учиты-
вающего расход электроэнергии за время
эксплуатации вентилятора, можно опре-
делить целесообразность применения венти-
лятора — схемы К или К 4- СА.
Вентиляторы, выполненные по многим из
представленных здесь схем со спрямля-
ющим аппаратом, на выходе из аппарата
имеют поток не осевого направления,
т. е. поток выходит под некоторым углом,
примерно равным 80°, с небольшой оста-
точной скоростью закручивания (круткой).
При этом, как показано в [29], число лопа-
ток и осевой размер аппарата будут меньше,
чем у аппарата, рассчитанного на осевой
выход потока, а к. п. д. даже несколько
больше. Следовательно, схему К 4- СА
целесообразно применять при ф >> 0,15 и
пожалуй, необходимо при ф 4> 0,25.
В спрямляющем аппарате динамическое
давление, связанное со скоростью закручи-
вания потока за рабочим колесом, преоб-
разуется в статическое давление с некото-
рыми потерями, обусловленными течением
5
Одноступенчатые
Рис. 1.1. Аэродинамические схемы одноступенчатых и многоступенчатых осевых вентиля-
торов
в его диффузорном лопаточном венце.
При этом увеличиваются как полное давле-
ние и к. п. д., так и статическое давление
и к. п. д. вентилятора без изменения его
мощностной характеристики. Определить
снижение к. п. д., вызванное отсутствием
СА, можно по данным работ [17, 29].
Схема BHA-j-K может использоваться
в тех же случаях, что и схема К 4- СА.
Во входном направляющем аппарате по-
ток закручивается против направления
вращения колеса на величину, или равную
скорости закручивания в колесе, или
несколько меньшую. В первом случае по-
ток выходит из колеса в осевом направле-
нии (в абсолютном движении), во втором —
с некоторой остаточной круткой.
Выполнять вентилятор по схеме
ВНА--К с расчетным закручиванием
потока во ВНА по направлению вращения
колеса, очевидно, не имеет смысла, так
как при этом возникают весьма значитель-
ные скорости закручивания потока за ко-
лесом, следствием чего являются большие
потери давления и низкий к. п. д.
В схеме ВНА-|-К относительные ско-
рости течения по сравнению со схемой
K-f-CA возрастают и могут увеличиться
даже в полтора раза. Это главным образом
и является причиной того, что максималь-
ный к. п. д. вентилятора схемы ВНА 4-К
меньше, чем у вентилятора схемы К4-СА,
6
несмотря на то, что потери давления в кон-
фузорных межлопаточных каналах ВНА
могут быть меньше, чем в диффузорных
каналах СА [17]. К. п. д. этих схем
в зависимости от сочетания коэффици-
ентов давления и производительности
могут отличаться на 3—10% [29].
Разницу между к. п. д. можно несколько
уменьшить, если при расчете вентилятора
на данные значения ф и <р поток во ВНА
закручивать не на всю величину его за-
кручивания в колесе, а на несколько мень-
шую, т. е. оставлять поток за колесом ча-
стично закрученным [17, 67, 29].
Однако вентиляторы схемы ВНА 4-К
более предпочтительны, когда необходимо,
чтобы в сети, на которую работает венти-
лятор, производительность и давление
изменялись. Эффективным регулирующим
органом является входной направ-
ляющий аппарат с поворотными лопат-
ками.
В тех случаях, когда по условиям ком-
поновки вентилятора перед ним может
иметь место неравномерный по сечению
входа поток [451, входной направляющий
аппарат будет уменьшать эту неравномер-
ность и ее неблагоприятное влияние на
работу вентилятора.
Следует отметить, что при равных зна-
чениях коэффициента производительности
и относительного диаметра втулки вентиля-
торы схемы ВНА 4-К могут иметь большие
значения коэффициента давления, чем вен-
тиляторы схемы К-|-СА, благодаря чему
возможна большая аэродинамическая на-
груженность колеса в этой схеме без опас-
ности возникновения в нем отрыва потока
[28].
Схема ВНА 4-К 4-СА сочетает в себе
особенности обеих схем — К4-СА и
ВНА 4-К. К. п. д. вентиляторов, выпол-
ненных по этой схеме, практически такой
же (незначительно меньше), как у венти-
ляторов схемы К + СА. Коэффициенты же
давления могут быть высокими. В схемах
ВНА 4-К 4-СА при исходном, расчетном
положении лопаток ВНА поток обычно
закручивается во ВНА против направле-
ния вращения колеса не больше, чем на
половину скорости закручивания в колесе.
Расчетная закрутка потока по ВНА схемы
ВНА-|-К + СА по направлению враще-
ния колеса у низкоскоростных вентилято-
ров при малых числах Маха обычно не
применяется, так как максимальный
к. п. д. по сравнению со схемой К4-СА
не повышается,, а скорость закручивания
потока за колесом значительно увеличи-
вается, что усложняет выполнение эффек-
тивного спрямляющего аппарата.
В книге приведены аэродинамические
схемы вентиляторов, выполненных по схе-
ме ВНА 4- К 4- СА с ВНА, лопатки кото-
рого в исходном положении не закручи-
вают поток перед колесом. Такой ВНА
устанавливают перед достаточно эффек-
тивными вентиляторами схемы К4-СА,
рассчитанными на осевой вход в колесо,
и используют для регулирования посред-
ством поворота хвостовой части (закрылка)
лопаток ВНА в диапазоне ±30° от исход-
ного нейтрального положения. Так как
в некотором диапазоне углов установки
закрылков к. п. д. вентилятора остается
высоким, а быстроходность изменяется, то
такие схемы (при фиксированном положе-
нии закрылков) могут быть использованы,
как и обычные схемы BHA4-K-J-CA,
для подбора вентиляторов, не регулиру-
емых поворотом лопаток ВНА. При этом
не имеет смысла выполнять лопатки ВНА
с поворотными закрылками. Достаточно
применять значительно более простые цель-
ные лопатки — листовые или профильные
в зависимости от требований к технологии
и конструкции вентилятора при сохране-
нии, однако, практически той же харак-
теристики. Лопатки выполняются некру-
чеными, с постоянными хордой и профилем
по длине. Густота т решетки лопаток такого
ВНА на среднем радиусе может быть при-
нята равной 0,8 при Д9Внд 20° л
0,9 -г 1,0 — при ДбВнд > 20°. Угол уста-
новки 0г и угол изгиба 2ф средней линии
профиля определяются по формулам
61 — бр— CZ1
2<р =
т
1—---
т
и
0г = + <р 4- ат,
где бх — осредненный угол выхода потока
из лопаточного венца ВНА на среднем
радиусе; б0 — угол входа потока во ВНА,
равный 90°; ах — угол атаки, угол между
направлением скорости потока на входе
и касательной к средней линии профиля
в носике (ах можно принимать равным
нулю); т — коэффициент, учитывающий
отставание потока на выходе из решетки
ВНА (при 0г = 95 -ь 130° можно принять
т — 0,2).
Влияние относительной толщины с про-
филя при ее значениях, изменяющихся от 0
(листовые лопатки) до 10% , на углы изгиба
и установки весьма незначительно, по-
этому при определении их значений вели-
чина с не учитывается. Угол выхода по-
тока бх из ВНА при данном значении
угла установки закрылков 0ВНА, извест-
ном из выбранной аэродинамической харак-
теристики вентилятора, определяется по
графику (см. рис. 2.4, б).
Рассмотрим пример. Пусть подобран
вентилятор схемы ВНА 4- К 4- С А с отно-
сительным диаметром втулки d = 0,6. В ка-
честве ВНА использован аппарат Н-39
(см. рис. 2.4, а), 0ВНА = 110°. По графику
на рис. 2.4, б находим, что при этом угол
выхода потока бх = 106°. Так как Д0ВнА=
— 110°—90° = 20°, то на среднем радиусе
принимаем густоту решетки ВНА т = 0,8.
Тогда угол изгиба средней линии профиля
лопатки ВНА
2<р =
26° 40',
106 — 90
0,2 8
4__—:—
0,8
а угол установки
0г = 90°+13° 20'4-0 = 103° 20'.
Как и у аппарата Н-39, принимаем число*
лопаток нового аппарата равным 13. Опре-
делим величину относительной хорды ло-
патки Ъ. Величина bz = 2лгт. При сГ=
= 0,6 средний радиус г == У(1 4~ d2)/2 —
= 0,825. Следовательно, хорда b = 0.319,
а радиус изгиба средней линии в виде дуги
окружности р = ^2 sin <р = 0,695. Так как
известен диаметр колеса вентилятора (D =
= 22?), то, следовательно, известны необ-
ходимые данные для построения лопатки:
b — W? и р = pR. Методами, изложенными
7
§ 8, выполняется построение профиля
и лопатки.
В книге приведены характеристики не-
скольких вентиляторов с так называемым
меридиональным ускорением потока, в ко-
торых происходит ускорение меридиональ-
ной составляющей скорости на поверх-
ности тока.
Использование меридионального ускоре-
ния потока, особенно в рабочем колесе,
где течение обычно имеет диффузорный
характер, способствует уменьшению диф-
фузорности межлопаточных каналов и по-
зволяет значительно увеличить аэроди-
намическую нагруженность рабочего ко-
леса без опасности возникновения отрыва
потока. Ускорение меридиональной со-
ставляющей скорости течения в вентиля-
торах, характеристики которых приведены
в настоящей работе, достигается при не-
больших (0,6—0,7) значениях относитель-
ного диаметра втулки на выходе (d2) из
колеса за счет уменьшения ее величины
на входе (dj) до 0,38—0,55. С меридиональ-
ным ускорением потока были созданы
вентиляторы схемы ВНА-|-К-|-СА с
весьма высоким коэффициентом давления
ф, достигающим 1,0, при небольшом дина-
мическом давлении и максимальном к. п. д.
до 0,87.
Одноступенчатые вентиляторы с мериди-
ональным ускорением потока имеют прак-
тически такие же быстроходность и коэф-
фициент давления, что и двухступенчатые
вентиляторы со средними значениями коэф-
фициента давления на ступень. Однако ряд
специальных требований, предъявляемых
условиями эксплуатации, например, ре-
гулирование поворотом лопаток колеса,
реверсирование потока в самой проточной
части (см. гл. 2) и др., не могут быть
удовлетворены вентилятором, изготовлен-
ным по схеме с меридиональным ускоре-
нием , у которого лопатки рабочего колеса
располагаются на конической втулке. Даже
если одноступенчатый вентилятор, близ-
кий по своим аэродинамическим параметрам
к двухступенчатому, имеет обычные цилин-
дрические границы проточной части, то,
например, достаточно эффективное ревер-
сирование потока в их проточной части
осуществить не удается и главным образом
из-за больших величин изгиба профилей
и густоты решетки у рабочего колеса.
Кроме того, у одноступенчатых осевых
вентиляторов с высокими коэффициентами
давления весьма значительна глубина раз-
рыва характеристики между ее правой
(рабочей) частью и левой (нерабочей).
Нередко разрыв характеристики сопро-
вождается также заметным гистерезисом,
«перехлестом» этих ее частей, что затруд-
няет нормальное использование всей пра-
вой ветви характеристики. Имеются и дру-
гие причины, по которым на значения
быстроходности и коэффициента давления,
достигнутые у одноступенчатых вентиля-
торов, разработаны и выпускаются двух-
ступенчатые. Например, возможность изго-
товления без особых дополнительных за-
трат и одноступенчатых вентиляторов с тем
же рабочим колесом и аппаратом, что
у двухступенчатого.
В книге рассмотрены также схемы двух-
ступенчатых и трехступенчатого венти-
ляторов с высокими к. п. д. и такими
высокими значениями коэффициента да-
вления и малыми значениями быстроход-
ности, которые невозможно получить ни
по одной из схем одноступенчатого венти-
лятора.
Многоступенчатые вентиляторы могут
иметь и не иметь входной направляющий
аппарат. При наличии ВНА регулирование
вентилятора более эффективно, а коэффи-
циенты давления имеют более высокие
значения.
К двухступенчатым относятся также
вентиляторы встречного вращения. Здесь
даны несколько аэродинамических схем
таких вентиляторов, состоящих только
из двух рабочих колес противоположного
вращения, без неподвижных лопаточных
аппаратов (схема Кт 4- Кп). Двухступен-
чатые вентиляторы встречного вращения
имеют коэффициенты давления и быстро-
ходность, как у обычного двухступенча-
того, и минимальные осевые размеры. Кри-
вая давления у такого вентилятора при
коэффициентах давления, производитель-
ности и величинах относительного диамет-
ра втулки, равных значениям у обычного
вентилятора, несколько более крутая, ги-
стерезис между левой и правой ветвями
характеристик отсутствует, разрыв суще-
ственно меньше или даже отсутствует
совсем; при углах установки больших,
чем у обычных двухступенчатых вентиля-
торов, может иметь место монотонная или
почти монотонная кривая давления. Объ-
ясняется это в основном благоприятным
влиянием первого рабочего колеса на раз-
витие срывных явлений во втором колесе.
При работе вентилятора встречного вра-
щения реверсирование течения наиболее
просто и эффективно достигается измене-
нием направления вращения рабочих ко-
лес на обратное.
Рабочие колеса вентиляторов встреч-
ного вращения обычно имеют индивиду-
альный привод. Это усложняет конструк-
цию установки, но и открывает возмож-
ности для необычного регулирования —
изменением отношения частот вращения
рабочих колес, при котором изменяется
сама типовая, безразмерная характери-
8
стика (см, § 6), как и при регулировании
изменением углов установки лопаток.
Конструктивно-технологическим недо-
статком схемы Kj + Kjj является неодина-
ковость лопаток первого и второго колес.
Следует особо сказать о к. п. д. венти-
ляторов схемы Kj + Kjj. Существует мне-
ние, даже среди специалистов по лопаточ-
ным машинам, что к. п. д. вентиляторов
схемы Kj + Kjj должен быть выше, чем
у обычных вентиляторов схемы К4-СА +
+ К + СА, так как в первой схеме отсут-
ствуют аппараты. Это мнение ошибочно.
Ведь первое рабочее колесо Kj схемы
Kj + Kjj и условия его работы в рабочей
части характеристики такие же, как и у
обычного двухступенчатого вентилятора
без ВНА* В установленное за колесом Кт
колесо Kjj поток входит закрученным
против направления его вращения, а вы-
ходит из него практически в осевом напра-
влении. Таким образом, второе колесо
схемы Kj + Kjj работает на расчетном
режиме так же, как рабочее колесо одно-
ступенчатой схемы ВНА + К с закруткой
потока во ВНА на всю величину скорости
закручивания в колесе. На основе этого,
в частности, предложено на базе вентиля-
тора схемы Kj + Kjj выпускать вентиля-
торы еще двух схем: К + СА и ВНА + К.
В этом случае средние относительные ско-
рости течения во втором колесе будут
возрастать настолько, что потери давления
в колесе К1т станут примерно вдвое боль-
шими, чем в колесе Kj, и дополнительные
потери давления в аппаратах схемы
К + СА + К + СА будут перекрыты. В
итоге максимальный к. п. д. вентилятора
встречного вращения оказывается на 1 —
2% меньшим. Это показано теоретически
и подтверждено экспериментально, в том
числе на примерах вентиляторов, приве-
денных в настоящей работе.
Двухступенчатые и даже трехступенча-
тые вентиляторы встречного вращения
выполняются также со встроенным электро-
двигателем, у которого вращаются как ро-
тор, так и статор [41, 61].
Любой осевой вентилятор может быть
использован для реверсирования воздуш-
ного потока путем обращения течения
в его проточной части. Однако во многих
случаях при реверсировании необходимо
получить определенную производитель-
ность, нередко близкую к производитель-
ности при прямом течении. Тогда при раз-
работке аэродинамической схемы и кон-
струкции вентилятора принимаются
меры для улучшения его реверсивных
свойств: уменьшение изгиба профилей и
густоты решетки, если реверсирование
осуществляется наиболее распространен-
ным способом — изменением направления
вращения рабочего колеса на обратное.
В сложных аэродинамических схемах, кро-
ме того, аппараты выполняются поворот-
ными (реверсивными). Такие специально
разработанные вентиляторы называются
реверсивными. Здесь приведены реверсив-
ные одноступенчатые вентиляторы, выпол-
ненные по схемам К и К + СА, а также
двухступенчатые К + СА + К 4- СА и
встречного вращения Kj + К1Т.
Малошумные вентиляторы представлены
двумя схемами: К и К + СА. Их особен-
ностью является малое число широких
лопаток у рабочего колеса, что в совокуп-
ности с малыми частотами вращения и ок-
ружными скоростями обусловливает бла-
гоприятные акустические характеристики
и, следовательно, отсутствие глушителей
шума.
Специфические особенности всех схем
вентиляторов и геометрические параметры
их лопаток приведены в описаниях соот-
ветствующих схем.
Так как размещение рабочего колеса
и аппаратов в корпусе вентилятора, а
также формы входного коллектора и обте-
кателя (кока) перед первым лопаточным
венцом подчиняются общим требованиям,
то для каждой схемы они не приводятся.
Ниже даны рекомендации, которыми следу-
ет руководствоваться при определении
осевых размеров лопаточных венцов и
корпуса вентилятора, растояния между
лопатками соседних венцов и их располо-
жения в корпусе.
Ширина а (рис. 1.2, а) втулки лопаточ-
ного венца выбирается из условия
a = b sin 0г-|-Да,
где Ь и 0г — соответственно хорда и угол
установки лопатки у втулки; Да — ве-
личина, выбираемая так, чтобы при наи-
большем (для поворотных лопаток) рабо-
чем угле установки 0Г носовая и хвостовая
части лопатки полностью располагались
на втулке.
Кроме того, для уменьшения шума
вентилятора величина а должна быть
такой, а лопатки на втулке должны быть
размещены в осевом направлении так,
чтобы расстояние между задними кромками
лопаток колеса и передними кромками
лопаток спрямляющего аппарата состав-
ляло не менее 0,25 хорды лопаток колеса
у втулки [20]. То же относится к рассто-
янию между задними кромками лопаток
входного направляющего аппарата и пе-
редними кромками лопаток колеса. Умень-
шение этих расстояний до минимального
из конструктивных соображений и увели-
чение примерно до 0,5 хорды лопаток
9
a
б
Рис. 1.2. Схемы:
а—корпуса вентилятора с коллектором и коком и размещения в нем лопаточных венцов; б — входных
коллекторов
практически не сказывается на аэродина-
мической характеристике, но при умень-
шении расстояния между лопатками со-
седних венцов шум возрастает. Расстояния
между самими втулками вращающегося
колеса и аппаратов должны быть мини-
мальными согласно требованиям эксплу-
атационной безопасности. Расстояние меж-
ду входной кромкой на периферии первого
лопаточного венца и началом цилиндри-
ческого участка корпуса должно состав-
лять примерно 0,15—0,2 хорды лопатки.
Все приведенные здесь характеристики
получены с плавным коллектором, уста-
новленным перед цилиндрическим корпу-
сом. Примененный входной коллектор с
входным диаметром, равным 1,2—2,3 ди-
аметра вентилятора, очерчен по лемниска-
те или по дуге окружности (рис. 1.2, б).
Кок перед втулкой первого лопаточного
венца представляет собой обычно полу-
сферу с радиусом, равным половине диамет-
ра втулки этого венца. Радиальный зазор s
между лопатками колеса и корпусом ра-
вен 0,8—1,5% длины лопатки (меньшая
величина соответствует вентиляторам с ма-
лой относительной величиной втулки d,
большая — с большой).
§ 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕТИ,
ВЕНТИЛЯТОРА И ВЕНТИЛЯТОРА
С ПРИСОЕДИНЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Вся система, через которую проходит пе-
ремещаемый вентилятором воздух, назы-
вается сетью. Потери давления, связанные
10
с этим перемещением и составляющие со-
противление сети, складываются из потерь
на трение, вихреобразование, удар при
внезапном расширении и т. п. Для полу-
чения и поддержания в сети определен-
ного расхода воздуха необходимо, чтобы
вентилятор создал давление, равное сопро-
тивлению сети при данных расходе и ско-
ростях течения в ней.
Полное давление вентилятора pv пред-
ставляет собой разность абсолютных пол-
ных давлений потока при выходе из венти-
лятора рог и перед входом в него р01, т. е.
Pv = Po2—Poi. (1.1)
Полное давление проявляется в виде
статического psv и динамического pdv
давлений выходящего из вентилятора по-
тока:
Psv = Pv — Pdv, (1-2)
где pdv — рСд/2 (здесь са — среднерасход-
ная скорость потока).
В равномерном и прямолинейном потоке
несжимаемого газа различают:
а) внутреннее давление потока, т. е. да-
вление одной частицы на другую или на
параллельные потоку стенки канала, на-
зываемое статическим ps;
б) давление, необходимое для сообщения
покоящейся частице некоторой скорости с,
называемое динамическим давлением по-
тока, pd = рс2/2;
в) полное давление потока р в некоторой
точке, равное алгебраической сумме ста-
тического и динамического давлений,
P = Ps + pc2/2.
Различают также абсолютное давление,
отсчитываемое от абсолютного вакуума,
и давление, отсчитываемое от атмосферного.
Во втором случае давление, большее атмос-
ферного, называют избыточным, а мень-
шее — разрежением.
Плотность воздуха р может быть опре-
делена из уравнения состояния
P = pgBT,
где р — абсолютное давление газа; g =
= 9,81 — ускорение свободного падения;
R — газовая постоянная; для воздуха при
относительной влажности ф = 50% равна
29,4; Т — абсолютная температура.
Удельный вес воздуха
Y = pg.
Для вентиляторов за нормальные атмос-
ферные условия принимают барометриче-
ское давление В = 760 мм рт. ст (101,5 кПа
или 10 330 кгс/м3), температуру t = 20 СС
(Т = 293 ° К) и относительную влажность
Ф — 50%. При этом Ро = 1,2 кг/м3
(0,122 кгс-с2/м4).
Плотность воздуха при произвольных
значениях В и t
2935 ро
р~р0 10 330(2734-0 ~ А ’
где
_ 10 330 (2734-0
Д — 2935
(1-3)
(1.4)
При определении плотности воздуха в се-
тях обычно принимаются абсолютное да-
вление потока и температура заторможен-
ного воздуха, которую показывает термо-
метр в потоке.
Сопротивление сети рс в зависимости
от расхода воздуха обычно изменяется
по параболическому закону
= (1-5)
где тп обычно равно 2.
Иногда различают внутреннее сопроти-
вление сети, обусловленное потерями да-
вления при входе в сеть и при течении
в ней, и полное сопротивление, равное
сумме внутреннего сопротивления и дина-
мического давления выходящего из сети по-
тока.
Бывают сети, в которых сопротивление
изменяется по закону
Pc=-Poc + *<23. (j-5a)
К таким сетям относятся воздушные трак-
ты работающих под наддувом котлов тепло-
электростанций, аппаратов на воздушной
подушке и др.
Полное давление вентилятора расхо-
дуется на преодоление полного сопротивле-
ния сети.
Границей вентилятора при входе яв-
ляется сечение непосредственно перед кол-
лектором, а если перед вентилятором
находится труба и входного коллектора
нет, то сечение трубы (корпуса вентиля-
тора) перед входным обтекателем — коком.
Границей вентилятора при выходе является
кольцевое сечение, образованное его кор-
пусом и втулкой при пересечении их пло-
скостью, нормальной к оси вентилятора.
Характеристики вентилятора в различ-
ных справочных пособиях приводятся
обычно по полному давлению. Чтобы эти
характеристики использовать для подбора
вентилятора, необходимо знать полное
сопротивление сети. При этом потери о,
связанные с переходом от сети к входному
сечению вентилятора и от выходного сече-
ния вентилятора к сети, необходимо отно-
сить к сопротивлению сети.
Однако такой подход, обеспечивая по-
лучение необходимых давления и произ-
водительности, не гарантирует того, что
потребляемая вентилятором мощность N
будет минимальной. Связано это прежде
всего с тем, что потери давления в переход-
ных элементах от вентилятора к сети во
многом определяются скоростями течения
в самом вентиляторе, его динамическим
давлением: при одном и то же значении
полного давления у двух вентиляторов
доля динамического давление в полном о ==
= pdvlpv У них может быть разной.
Продолжим рассмотрение этой задачи
с целью показать, как следует поступать,
чтобы вентилятор обеспечивал получение
заданных значений давления и производи-
тельности при минимальной затрате мощ-
ности.
Так как полное давление вентилятора
расходуется на преодоление суммарного
сопротивления рс 4~ о, то для получения
расхода Q к валу вентилятора должна
быть подведена мощность
г (Рс4-®) Q ..
JV =-----------» (1.6)
где т) — полный к. п. д. вентилятора в
рабочей точке.
Потери давления в присоединительных
элементах о принято выражать через дина-
мическое давление вентилятора pdv с по-
мощью коэффициента потерь £, т. е. о =
— Lpdv- Подставив это выражение для по-
терь в (1.6) и обозначив давление, идущее
И
a
б
на преодоление собственно сопротивления
сети pct через pv (давление, которое раз-
вивает вентилятор вместе с элементами,
соединяющими его с сетью), после простых
преобразований получим
q' = q(l —£ст), (1.7)
где
, PcQ _ Pdv .. .
*1 — N ~ N ’ ст— pv
q' — к. п. д. вентилятора с присоединен-
ными элементами (диффузором, входным
патрубком и т. п.).
Таким образом, при данных расходе
воздуха Q, сопротивлении сети рс и коэф-
фициенте сопротивления элементов t, на
привод вентилятора будет затрачена мини-
мальная мощность, если к. п.д. вентилято-
ра с присоединенными элементами q', а не
к. п. д. самого вентилятора q будет макси-
мальным. К. п. д. q', в свою очередь, зави-
12
сит от к. п. д. вентилятора ц и величины ст ==
-» рСд/2рс. Но к. п. д. т] зависит от величин
са и pv, т. е. от ст. Вопросам выбора венти-
лятора с присоединительными элементами
с максимальным к. п. д. rf внимание будет
уделено ниже.
На рис. 1.3 приведена аэродинамиче-
ская характеристика вентилятора, пред-
ставляющая собой зависимость полного
давления pv, мощности на валу рабочего
колеса N и к. п. д. q от производительности
Q, а также характеристика вентилятора по
статическому давлению: psV (Q) и t]s (Q).
Зависимостями psV (Q) и qs (Q) удобно поль-
зоваться в тех случаях, когда вся сеть
находится на стороне всасывания вентиля-
тора. При этом потери, связанные с самим
выходом потока из сети, в сопротивление
сети не включаются.
На этом же рисунке приведена харак-
теристика вентилятора с диффузором psv(Q),
показана характеристика сети рс (Q) я
обозначена рабочая точка А — точка пере-
сечения характеристики вентилятора (в
данном случае вентилятора с диффузором)
с характеристикой сети.
Если известна компоновка вентилятора
в сети и геометрические параметры элемен-
тов, соединяющих его с сетью, то целесо-
образно пользоваться характеристикой со-
ответствующего вентилятора с этими эле-
ментами. Если же соответствующих экспе-
риментальных характеристик вентилятора
с элементами нет, то необходимые характе-
ристики можно построить расчетным путем,
оценивая коэффициент потерь элементов
по данным настоящей работы и литератур-
ным источникам [35, 51, 67, 64, 54, 55].
Кроме уменьшения давления вентиля-
тора с элементами по отношению к давле-
нию вентилятора за счет потерь <о, может
иметь место непосредственное влияние эле-
ментов, главным образом входных, на ра-
боту лопаточных венцов в связи с измене-
нием структуры потока перед вентилято-
ром. При этом может происходить не только
изменение давления, но и мощности, по-
требляемой вентилятором. Входные эле-
менты (условия входа вообще) могут созда-
вать такую неравномерность потока перед
рабочим колесом вентилятора, в резуль-
тате которой обтекание его лопаток будет
неустойчивым и появятся вибрации.
Для осевых в нтиляторов, особенно при
больших углах установки лопаток рабочего
колеса (бк>20°), характерно появление
максимума давления и впадины или раз-
рыва характеристики, отчего вся харак-
теристика делится на левую, нерабочую,
и правую, рабочую, ветви. Появление впа-
дины или разрыва связано со срывом
потока в лопаточных венцах. При работе
на левой ветви могут образовываться
вращающиеся срывные зоны, угловая ско-
рость которых отличается от скорости
вращения вентилятора, что приводит к
возникновению переменных нагрузок на
лопатки и вибраций [5, 53]. Другой при-
чиной, по которой работа левее максимума
давления или разрыва недопустима, яв-
ляется возможность возникновения не-
устойчивой работы, связанной с помпаж-
ными явлениями [47, 56].
Работа правее максимума давления ис-
ключает опасность как появления враща-
ющихся срывных зон, так и возникновения
помпажа. В ряде случаев зона работы
может быть расширена благодаря ликвида-
ции впадин и разрывов на характеристиках
с помощью специальных устройств [66].
В некоторых сетях действуют дополни-
тельные такие источники движения газов:
а) естественная тяга — тепловой перепад
давления или разность барометрических
давлений ( в рудниках, шахтах, градирнях,
трубах для выброса газов в атмосферу
и т. д.); б) динамическое давление потока,
связанное с расположением сети на движу-
щемся аппарате (автомобиле, вертолете,
аппарате на воздушной подушке и т. п.)»
Такие перепады давлений AHV, действу-
ющие в сети, целесообразно рассматривать
совместно с характеристикой вентилятора.
Величина давления AHv ъ давление венти-
лятора алгебраически складываются и в
сети устанавливается расход, соответ-
ствующий этому суммарному давлению
(рис. 1.3, б).
Известно, что геометрически подобные
вентиляторы имеют одну и ту же так назы-
ваемую типовую, безразмерную характери-
стику. Эта характеристика не зависит от
размеров, частоты вращения вентилятора
и плотности газа *, если потоки к тому
же механически подобны. Потоки несжи-
маемого газа можно считать механически
подобными, если имеет место одно и то же
число Рейнольдса
bw
Re = — (1.9)
Вместо скорости w может быть принята
окружная скорость вентилятора и. Кине-
матическая вязкость при нормальных усло-
виях для воздуха v= 0,15«10"4м*/с.
Однако равенства чисел Re для вентиля-
торов существенно разных размеров прак-
тически не бывает. Вместе с тем, как сле-
дует из опыта [50], увеличение числа Re,
определенного по скорости w на среднем
радиусе, более 3-105 приводит к столь
незначительным нарушениям механиче-
ского подобия потоков, что ими можно
* Справедливо для совершеняого газа, т. е.
для газа, подчиняющегося уравнению состояния
Клапейрона.
13
Рис. 1.4. Влияние числа Re на аэродина-
мическую характеристику вентилятора
пренебречь. Для вентилятора, состоящего
только из одного рабочего колеса, без
аппаратов, а также для вентилятора встреч-
ного вращения, состоящего из двух рабо-
чих колес без аппаратов, величина такого
числа Re составляет даже 2 -10б. Под чис-
лом Re данного вентилятора понимается
его значение в режиме максимального
к. п. д.
При сохранении подобия по числу Re
механическое подобие потоков в геометри-
чески подобных вентиляторах будет иметь
место при равных значениях коэффициен-
та осевой скорости
<Ра= —• (1.Ю)
где са — средняя осевая скорость потока,
определяющая производительность венти-
лятора
<2 =
nD 2
4
(1-d2) са.
Разделив левую и правую части послед-
него выражения на характерную площадь
F = л£)г/4 и окружную скорость и, полу-
чим
q> = Q/Fu, (1.11)
где
ф —фа(1 — d2). (1.12)
Величина ср называется коэффициентом про-
изводительности.
14
При равных значениях (ра (или ср) силы,
действующие на лопатки и на поток, и дав-
ления у подобных вентиляторов пропорци-
ональны. Следствием механического подо-
бия потоков является равенство коэффи-
циентов давления, потребляемой мощности
и к. п. д.
pu2/2 ’ pFu3/2 ’
QPv фф
П N ~ X
(1.13)
при равных значениях ср, т. е. единая
типовая характеристика ф (ср), Л (ср) и q (ср)
для всех геометрически подобных вентиля-
торов.
Так как
, рс“
Pv — Psv~r 2 ’
то
, , , 9 , Psv
Ф=ф8+Ф2. Ф* = -^27Г’
9 । PdV
Ча-^dv— ри2/2
(1.14)
QPsv _ Фф5
ns ~ N X *
(1.15)
Пример типовой безразмерной характери-
стики вентилятора приведен на рис. 1.3, а.
Об использовании типовых характери-
стик для выбора вентилятора будет сказано
нижй.
При уменьшении числа Re против его
значений, указанных выше, несколько
уменьшается потребляемая мощность и
значительно — давление, развиваемое вен-
тилятором, за счет увеличения потерь,
обусловленных вязкостью газа. В резуль-
тате этого уменьшается к. п. д. На рис. 1.4
показан пример влияния числа Re на
аэродинамическую характеристику венти-
лятора (50].
Связанное с уменьшением числа Re
уменьшение к. п. д. может быть прибли-
женно оценено по формуле [75]
, 1,558 Г/ Re2 V’2 Я
’|2=’"+i^L(w) -‘J*
(1.16)
которая справедлива при Re£> 0,5-105.
Безразмерные характеристики данного
вентилятора, полученные при разных ско-
ростях вращения или на газах с различной
вязкостью, при условии подобия по числу
Re совпадут.
Рис. 1.5. Сопоставление аэродинамических^характеристик модели (D = 0,7 м; п =
= 1200 об/мин) и геометрически подобного ей натурного двухступенчатого вентилятора
(D = 1,8 м; п = 980 об/мин):
--------- — модель; ---- — натурный вентилятор
Рис. 1.6. Влияние величины радиального
зазора между лопатками рабочего колеса
и корпусом вентилятора на его аэродина-
мическую характеристику при з, равном
(%):
,4 (—); 2 (-------); 2,8 (-------); 3, 5
---------4,2 (------------); 4,9 (----
Однако чтобы совпали такие характери-
стики геометрически подобных вентилято-
ров, это подобие должно быть полным,
т. е. подобными должны быть не только
лопатки и их взаимное расположение,
но и конструктивные элементы (различные
узлы крепления, стойки и т. п.), находя-
щиеся в проточной части вентиляторов,
а в случае вентилятора с элементами
должны быть, естественно, подобны их
входные и выходные устройства. При этом
значения чисел Re для различных элемен-
тов и устройств должны быть таковы, чтобы
имело место механическое подобие обтека-
ющих их потоков.
Для полного геометрического подобия
необходимо еще, чтобы состояние поверх-
ностей вентиляторов, характеризующихся
относительной величиной бугорков шеро-
ховатости и ее структурой, было также
одинаковым.
Так как подобие, например, конструк-
тивных элементов и поверхностей часто не
имеет места, то возникает вопрос о масш-
табном эффекте, в понятие которого вклю-
чают еще и возможную различную относи-
тельную точность изготовления вентиля-
торов разных размеров, а также разное
технологическое исполнение.
Если учесть, что точность замеров при
снятии характеристик вентиляторов раз-
ных размеров на разных стендах также
может быть разной, то становится ясным,
что идеального совпадения характеристик
быть не может.
Однако весьма многочисленные реко-
мендации по вентиляторам различных
схем, выдаваемые на основе безразмерных
характеристик их моделей, показывают,
что если приняты соответствующие меры
по соблюдению подобия и точности из-
готовления, то ожидаемые характеристики
вполне удовлетворительно подтверждаются
характеристиками натурного вентилятора.
На рис. 1.5 сопоставлены натурные экс-
периментальные характеристики двухсту-
пенчатого вентилятора диаметром D =
= 1,8 м при п = 980 об/мин с его ожида-
емыми характеристиками, рассчитанными
по типовой характеристике, которая по-
лучена при испытаниях модели этого
вентилятора при D — 0,7 м и п =
= 1200 об/мин [57].
На характеристику вентилятора суще-
ственное влияние оказывает величина ради-
ального зазора s между лопатками рабо-
чего колеса и корпусом.
Характеристики, приведенные в настоя-
щей работе, соответствуют определенной
величине этого зазора s = 2s/D (1— d)t
составляющей обычно 1—1,5% длины ло-
патки.
На рис. 1.6 показано влияние величины
радиального зазора з между лопат;:зми
рабочего колеса и корпусом вентиляк-ра
па его аэродинамическую характеристику.
С увеличением зазора происходит незна-
чительное изменение потребляемой мощ-
16
вости и резкое уменьшение давления
и к. п. д.
Приближенно влияние относительной ве-
личины зазора $ можно учесть с помощью
графика [59] на рис. 1.7, на котором
показана зависимость коэффициента к3
в функции
2рс
Y =----— — Ctg2 6i — Ctg2 62+Ctg2 63,
Pca
(1.17)
где б], б., и б3 — углы выхода потока
соответственно из входного направляющего
аппарата, рабочего колеса (в абсолютном
движении) и спрямляющего аппарата.
При отсутствии ВНА бг = 90°. Можно
принимать б3 — 90°, а при отсутствии СА
б3 = б2. Если pv, г] и к3 — значения дав-
ления, к. п. д. и коэффициента зазора при
данном зазоре $, то при новом зазоре s',
которому соответствует величина коэффи-
циента кз, новые значения p 'v и ц' найдутся
по формулам
, кз , к3
pv = — pv и Т) =— ц. (1.18)
Так как при зазоре s' изменится и вели-
чина у, то значения pv и tjz можно более
точно определять способом последователь-
ных приближений. Практически достаточно
второго приближения.
Значения углов б, и б2 приближенно
могут быть определены для сечения на
среднем радиусе г = /1 + J2//2 по сле-
дующим формулам:
^-“Овна + ^вна а2, (1.19)
где угол установки лопаток входного аппа-
рата 9ВНа и половина центрального угла
дуги средней линии профиля лопатки фВНА
известны, так как известна геометрия ло-
паток, а угол отставания потока
w2tpBHA
(коэффициент т для приведенных здесь
вентиляторов можно принять равным 0,2);
ctg б2=- + ctg 61, (1.20)
2фяг
где
к Ф
“ Ф ’ <Ра— 1—^2
и определяются по характеристике вентиля-
тора
Рис. 1.7. График для определения вли-
яния величины радиального зазора $ на
к. п. д. вентилятора
Располагая типовыми безразмерными ха-
рактеристиками вентилятора или вентиля-
тора с элементами, можно подобрать аэро-
динамическую схему, определить все
геометрические параметры, скорость вра-
щения и потребляемую мощность вен-
тилятора, наилучшим образом удовлет-
воряющего заданным условиям.
§ 3. СПОСОБЫ ПОДБОРА
И ПЕРЕСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК
ВЕНТИЛЯТОРА
При подборе вентиляторов по безразмер-
ным, типовым характеристикам очень удоб-
но пользоваться понятиями быстроходности
пу и габаритности Dy.
Если из выражений для коэффициентов
производительности ф и давления ф соот-
ветственно (1.11) и (1.13), в которые вместо
окружной скорости ввести частоту враще-
ния п ([п] = об/мин), исключить диаметр,
то получим выражение для быстроходности
<21/z ,qo ф1/г
nV =-----~/--- п = 138----Г7-
р /4 ф ‘4
(1.21)
а если исключить угловую скорость, то
выражение для габаритности
Ру*
П = 0,56
ф1/4
ф1/г
(1.22)
В тех случаях, когда угловая скорость,
и диаметр строго не заданы, для подбора
17
Рис. 1.8. Кривые равных значений быстроходности Пу
вентилятора иногда используются поня-
тия эквивалентного отверстия
О
А =0,38—т/7 (1.23)
Pv
и коэффициента эквивалентного отверстия
А = 1,41 —Т/2 '• (1.23а)
При вычислении постоянных коэффициен-
тов в выражениях (1.21), (1.22) и (1.23)
была принята нормальная плотность воз-
духа р — 0,122 кгс-са/м4, соответствую-
щая t = 20° С, В = 760 мм рт. ст. и отно-
сительной влажности ф = 50%. Таким
образом, значения ny, Dy и А необходимо
вычислять по давлению, приведенному
к давлению воздуха при нормальной плот-
ности.
Следовательно, для каждой аэродинами-
ческой схемы вентилятора в точке его
максимального к. п. д. имеются вполне
определенные значения ny, Dy и А.
Если заданным является не полное
давление вентилятора, а его статическое
давление, то коэффициенты быстроход-
ности, габаритности и эквивалентного от-
верстия определяются по psv и при подборе
соответственно используются характери-
стики не по полному коэффициенту давле-
ния ф, а по статическому ф5.
Если заданным является давление вен-
тилятора с элементами р' и имеются типо-
вые безразмерные характеристики венти-
лятора с такими же входными и выходными
элементами, то при подборе используют
значения пу, Dy и А, подсчитанные по ве-
личине р'. Если же аналогичных типовых
характеристик нет, то целесообразно по
заданной компоновке вентилятора оценить
суммарный коэффициент потерь в элемен-
тах, соединяющих вентилятор с сетью, и по-
строить расчетные безразмерные характе-
ристики вентилятора с такими элементами,
вычисляя коэффициенты давления и к. п. д.
по формулам
ф'Ф
ф' = ф — £ф</; ц'=—> (1.24)
где ф, ф<г, X, ф — величины, снимаемые
с характеристик вентилятора той аэроди-
намической схемы, которая предположи-
тельно может подойти.
Прежде чем рассматривать различные
случаи подбора, необходимо отметить сле-
дующее. Осевым одноступенчатым венти-
ляторам в точках их максимального пол-
ного к. п. д. свойственна быстроходность
ny t> 75. Приближенно можно считать,
что при 75 <5 пу 200 пригодны схемы
К + СА, ВНА 4- К 4- СА и ВНА 4- К.
При этом чем меньше быстроходность,
тем больше густота решеток и число лопа-
ток лопаточных венцов, больше относи-
тельный диаметр втулки d. Значениям
пу 2> 200 соответствуют вентиляторы схе-
мы К и схемы К 4~ СА с небольшой густо-
той решеток, малым числом лопаток и
малой величиной d.
Быстроходность двухступенчатых венти-
ляторов может достигать 55.
При разных углах установки ло-
паток колеса быстроходность данного
вентилятора изменяется незначительно.
Габаритность Dy одноступенчатых вен-
тиляторов, также в точках их максималь-
ного полного к. п. д., изменяется примерна
в пределах 0,55—1,2. Причем вентилято-
рам с более сложными схемами, с высокими
коэффициентами давления обычно соот-
ветствуют и большие значения Dy.
Величина Dy вентилятора существенно
зависит от угла установки лопаток рабо-
чего колеса.
Коэффициент эквивалентного отверстия
А сходен по своему смыслу с габарит-
ностью. Для одноступенчатых вентилято-
ров А = 0,40 4- 1,3. Вентиляторам с более-
простыми схемами свойственны большие
значения А.
Кривые равных значений nv, Dy и А
в плоскости ф, ф приведены на рис. 1.8,
1,9 и 1.10 соответственно.
Для всех известных аэродинамических
схем вентиляторов значения пу, Dy и А
могут быть легко определены. Значения пу
и Dy приведены в сводной таблице (см.
стр. 46—54). Часто в литературных источ-
никах на безразмерных типовых харак-
теристиках указывается их величина. При
подборе может быть использована не-
которая область характеристики в окрест-
ности точки с максимальным к. п. д., т. е.
для каждого типа аэродинамической схемы
вентилятора характерен некоторый диапа-
зон значений ny, Dy и А.
Рассмотрим последовательно способы
подбора.
При заданной быстроходности пу, т. е.
если кроме давления и производительности,
задана частота вращения п, рассчиты-
вается по следующей формуле кривая
которая строится в поле характеристики
(характеристик) вентилятора, у которого
быстроходность равна или близка к задан-
ной (рис. 1.11). Рабочая точка должна
принадлежать одновременно заданной па-
раболе и характеристике вентилятора.
19'
Рис. 1.9. Кривые равных значений габаритности Dy
Рис. 1.11. Пример выбора вентилятора по заданной быстроходности
Выбрав такую точку, находим по одной из
^формул, следующих из выражений для ф
и ф (1.11) и (1.13), диаметр вентилятора
В=2’9И^Г’ “
(1.26)
или
м.
(1.26а)
При выборе рабочей точки кроме величины
к. п. д. следует иметь в виду запас до
срывной точки или максимума давления,
а также то обстоятельство, что при боль-
ших ф и ф диаметр и окружная скорость
’будут меньше.
Пусть, например, задано Q = 52 м3/с,
Pv = 170 кгс/м3, п = 980 об/мин. Подоб-
рать аэродинамическую схему вентилятора,
•определить его диаметр и потребляемую
мощность.
Определяем величину
521/*
пу = ~г,— 980 = 150.
у 170 7 4
Рассчитываем параболу
/ 138 у/з 2/ 2/
Ф = \Д50") Ф/з = 0,87ф/з.
Проводим эту параболу в поле характери-
стик вентилятора, имеющего в окрест-
ности Т]тах быстроходность Пу = 150 (СМ.
рис. 1.11). Это вентилятор схемы К + СА
типа О В-111 с числом лопаток колеса zK =
= 12 и аппарата zGA =_ 11 с относитель-
ным диаметром втулки d = 0,6. Геометри-
ческие параметры его лопаток и схема ком-
поновки лопаточных венцов в корпусе из-
вестны. Очевидно, целесообразно выбрать
рабочую точку на кривой при 0К = 35°.
В этой точке т] = 0,86, ф = 0,356, ф =
= 0,26. Запас к по сопротивлению сети до
«срывного режима работы определяется по
формуле
I — ^ср ( <р у
Ф \ фср / *
Окружная скорость и 89 м/с.
Потребляемая мощность
52-170
N ~ 0,86-102 ~ 101 кВт-
Рабочую точку можно было бы выбрать
и на характеристике при 0К 45°. В ней:
т] = 0,84; ф = 0,424; ф = 0,33; запас по
сопротивлению сети до фтах равен 1,4;
D = 1,6 м; и = 82 м/с; N = 103 кВт.
Исходя из конкретных требований к вен-
тилятору (его конструкции и эксплуата-
ции) делается выбор.
Если воспользоваться графиком рис. 1.8,
где в координатах ф, ф приведены параболы
равных быстроходностей, охватывающих
практически весь представляющий интерес
диапазон их значений, то процесс подбора
можно упростить — не рассчитывать па-
раболу по формуле (1.25).
При заданной габаритности Z>y, т. е.
когда кроме давления и производительности
задан диаметр вентилятора D, рассчиты-
вается парабола
ф = 10,1^ф2. (1.27)
По заданному Z>y с учетом предъявляе-
мых требований к подбираемому вентиля-
тору выбирается тип аэродинамической
схемы вентилятора, на характеристики ко-
торого накладывается парабола, рассчи-
танная по формуле (1.27). Затем выбирается
рабочая точка. По формуле (1.26а) опре-
деляется потребная частота вращения п,
а затем и все остальные необходимые вели-
чины.
Например, задано: pv = 25 кгс/м2, Q =
= 6,5 м3/с, D = 0,7 м.
Определяем габаритность
25*z 4
•Оу=-^7Т7Г 0,7=0.612
и наносим параболу ф = 10,1 -0,6124 ф2 =
= 1,445ф2 на характеристики, приведен-
ные на рис. 1.12. Выбираем рабочую точку
на характеристике при 0К =25°. В этой
точке: ф = 0,086; ф = 0,244; ц 0,83.
По формуле (1.26а) определяем частоту
вращения
После подстановки числовых значений
_ 0,42 / 0.26 \ 2
к ~ 0,356 к 0,188 ) ~2’24
т. е. запас вполне достаточный.
Диаметр вентилятора
77,5 >/ 170
D ~ 980 У 0,356 —1’/3
77,5 1/ 25
п=_о7Г V 7шб“=189" “б'мин-
Если привод подбираемого вентилятора
будет осуществляться непосредственно от
электродвигателя, выбираем ближайшую к
полученной синхронную угловую скорость
и затем подбираем вентилятор с задан-
ными D и п, т. е. с заданными ф и ф. При
этом для облегчения выбора необходимой
23
Рис. 1.12. Пример выбора вентилятора по
заданной габаритности
схемы целесообразно определить также
быстроходность иу.
При подборе вентиляторов по заданной
габаритности можно воспользоваться
рис. 1.9, где в координатах <р, ф приведены
параболы равных Dy во всем имеющем
практическое значение диапазоне для одно-
и двухступенчатых вентиляторов.
Эквивалентное отверстие А фактически
задано, если заданы значения Q и pv.
В отличие от быстроходности и габарит-
ности, имеющих одну и ту же величину не-
зависимо от того, через размерные или
безразмерные величины они выражаются,
размерная и безразмерная величины экви-
валентного отверстия так не связаны. В
действительности они связаны через диа-
метр, как это видно из (1.23), (1.23а) и
(1.11), соотношением
Л=0,856£М,
откуда _________
D = 1,08V'a/A. (1.28)
Подобрав подходящий тип вентилятора
по его схеме и типовой характеристике, по
формуле (1.28) определяют необходимый
диаметр и затем, пользуясь выражением
(1.26а), находят потребную частоту вра-
щения п. Если необходимо изменить вели-
чину и, то поступают так же, как в случае
подбора по заданной габаритности.
С помощью понятия эквивалентного от-
верстия на заданные Q и pv можно подо-
брать в принципе вентилятор любой аэро-
динамической схемы по выбранной на его
типовой характеристике в координатах <р,
ф точке. При этом знание величины А
не является необходимым. Диаметр D и
частота вращения п определяются в этом
случае по формулам
D = 0,56
(1.29)
п = 138
Приемлемость для данных условий вы-
бранной схемы вентилятора будет зависеть
от приемлемости получающихся диаметра,
частоты вращения, окружной скорости и
др. Следует иметь в виду, что типовые ха-
рактеристики надежны при числах М =
= ula < 0,5 (а = 201^ Т — скорость звука
в воздухе *, Т — абсолютная температура)
и числах Re = bu/v^> 2 АО6.
Кроме рассмотренных выше обычных
способов подбора могут иметь место и спе-
циальные. Один из них (простой случай) —
когда заданы мощность на валу вентиля-
тора N и его производительность Q (или
давление pv) и нужно подобрать вентиля-
тор с максимальным давлением (или про-
изводительностью). Так как 2Vt] = Qpv, то
задача сводится к выбору вентилятора
с максимальным к. п. д. при приемлемом
или заданном диаметре (или частоте вра-
щения) или при обоих заданных их значе-
ниях. При подборе вентилятора с макси-
мальным давлением (или производитель-
ностью) во все выражения подставляется
pv — Nx\IQ (или Q — Nvtfpv).
Другим случаем может быть подбор вен-
тилятора на заданную сеть при условиях,
приведенных в предыдущем случае. Если
имеется сеть, описываемая уравнением
Pv~ PvQ~\~mQ^i (1.30)
то, решая его совместно с уравнением Qpv =
= Nv\, устанавливаем, что производитель-
* Скорость звука в газе при произвольной
температуре ат = а0 у Т/273, где а0 = V Л(ро/Ро),
k — показатель адиабаты, р0, р0 — соответственна
давление и плотность при t = 0° С.
24
Рис. 1.13. Пример пересчета характери-
стики данного вентилятора на другую
частоту вращения
ность или давление могут быть определены
по формулам
mQ3+Pv0Q-Ni\ = 0; (1.31)
pf — PvoPu—тЛг21]2==0. (1.32)
После определения Q (или р0), исполь-
зуя дополнительные условия, связанные
с заданием диаметра или частоты враще-
ния, подбирают вентилятор. При этом ста-
новится известной безразмерная характе-
ристика вентилятора, которую затем необ-
ходимо пересчитать в размерную.
Рассмотрим вначале пересчет безразмер-
ных типовых характеристик в размерные,
а затем размерных характеристик данного
вентилятора в размерные характеристики
другого, геометрически ему подобного, и,
наконец, пересчет характеристик при из-
менении угловой скорости вентилятора и
плотности газа.
Будем считать, что во всех этих случаях
влиянием числа Рейнольдса можно пренеб-
стики вентилятора на другую плотность
перемещаемого газа
речь. Однако после пересчета, исходя из
известных чисел Re, это влияние, как по-
казано выше, следует учесть.
Безразмерная типовая характеристика
вентилятора, представленная в координа-
тах ф, %, <р, пересчитывается в размерную
для данных D, пир по вытекающим из
(1.11) и (1.13) формулам
л/)2
Q — <р——и = 4,11 • 10"2/)3пф м3/с;
ру = фри2/2 = 1,37 • 10-3р/)2п2ф кгс/м2=
= 13,45 • 10-3р/)2п2ф Па;
лО2 и3
дг == Хр —£——== 0,563 • 10-4р£5 х
X п3% кгс • м/с = 0,75 • 10-6р2)5п3Лл. с =
= 0,55 • 10-6pZ)3n3A кВт.
(1.33)
25
Отсюда видно, что производительность из-
меняется пропорционально кубу измене-
ния диаметра и первой степени изменения
угловой скорости, т. е.
( Di\3
Qi=Q ( “р" J При const,
П;
Qi = Q~^~ ПРИ Z)=COnSt.
(1.34)
Давление изменяется пропорционально
квадрату изменения диаметра, квадрату
изменения угловой скорости и первой сте-
пени изменения плотности:
f Di \2
Pvi = Pv ( } npnn = const,
р = const;
Pvi=Pv{—) при О = const, J (135)
p = const;
Pi
Pvi=Pv~^ При D= const,
n — const. J
Изменение потребляемой мощности про-
порционально пятой степени изменения диа-
метра, кубу изменения угловой скорости,
первой степени изменения плотности:
Г Di \5
Ni=N уд—) при n = const,
р — const;
(ni \3
—— ) при D — const,
п /
р = const;
Of
Ni=N—— при D= const,
Г
n — const. j
(1.36>
Рабочие точки при изменении скорости
вращения передвигаются на кривых дав-
ления, как это следует из соответствующих
выражений (1.34) и (1.35), по квадратич-
ным параболам (рис. 1.13):
(Pvi)n — Q2 (Qi)n’ (1.37)
а на мощностных характеристиках, как это>
следует из (1.34) и (1.36), — по кубическим
параболам
№)» = -$Г (<?’)„. (1.38У
При изменении плотности среды объем-
ная производительность вентилятора не
изменяется и рабочие точки передвигаются
на кривых давления и мощности по пря-
мым Qi = const (рис. 1.14), а положение
рабочей точки на безразмерной характери-
стике не изменяется.
Глава 2
РЕГУЛИРОВАНИЕ
ВЕНТИЛЯТОРА В
В ряде случаев подбираемая вентилятор-
ная установка должна обеспечивать такой
диапазон режимов работы, который невоз-
можно получить с помощью характеристи-
ки, соответствующей фиксированным уг-
лам установки лопаток вентилятора и не-
изменной его скорости вращения. Тогда
вентилятор выполняется регулируемым —
поворотом лопаток рабочего колеса или
направляющего аппарата (лопаточное ре-
гулирование) или изменением окружной
скорости вентилятора (частоты вращения
привода).
26
При лопаточном регулировании изме-
няется сама безразмерная характеристика.
В зависимости от требующихся режимов
работы, характера регулирования (непре-
рывного или эпизодического, допускающего
остановку вентилятора или осуществляе-
мого на ходу) и других условий приме-
няется тот или иной способ регулирования^
а также их комбинации.
§ 4. РЕГУЛИРОВАНИЕ
ПОВОРОТОМ ЛОПАТОК
РАБОЧЕГО КОЛЕСА
Приведенные в настоящей работе харак-
теристики вентиляторов при различных
углах 0К установки лопаток практически
все можно рассматривать как регулиро-
вочные. Уточнение «практически» сделано
Рис. 1.15. Влияние радиального зазора между лопатками рабочего колеса и втулкой на
характеристику вентилятора
а — схема ВНА + К +
-------- с зазором
СА, d = 0,6; б — схема К,
d — 0,35;
— — — — без
зазора у втулки,
по той причине, что у части вентиляторов
эти характеристики получены при отсут-
ствии зазора между лопатками и втулкой
и при равномерном по хорде и одинаковом
по величине зазоре между лопатками и
корпусом. Если же конструкция с пово-
ротными лопатками, то между втулкой и
лопатками при максимальном угле установ-
ки должен быть минимальный (нулевой) за-
зор. При уменьшении этого угла зазор
будет увеличиваться и становиться все
более неравномерным по хорде. При ми-
нимальном угле он достигнет максимума.
Зазор между корпусом и лопатками, на-
оборот (по условиям безопасности), должен
быть минимальным при наименьшем в диа-
пазоне регулирования угле установки ло-
паток. С увеличением же этого угла зазор
будет увеличиваться, становясь все более
неравномерным, и достигнет своей макси-
мальной величины при максимальном угле
установки.
Зазор между лопатками и втулкой не-
сколько уменьшает к. п. д. и изменяет
характеристику, особенно в области мак-
симума давления (рис. 1.15).
Влияние зазора у корпуса может быть
учтено, как показано выше. При этом
средняя величина s неравномерного зазора
при некотором угле установки лопаток 0
может быть приближенно определена [67]
по формуле
- - 0,05&2
« = «о+ -—T~sin (0 + 0о) sin (0 —0О),
1 —а
где 0о — угол установки, при котором за-
зор so вдоль периферийной хорды лопатки
Ъ = Ь/R равномерен.
Как и в случае нерегулируемого вен-
тилятора, при регулировании возникают
вопросы границ зоны использования, ко-
торые определяются двумя факторами: безо-
пасностью работы и экономичностью.
При параллельной работе нескольких
вентиляторов имеется своя проблема —
устойчивость их работы в данной сети. Этот
27
a
7/^2^
147 • \%8 л9
1^2. \* 14^
1$ 135 • z А6^ //^7 n-SA /139 140 • V'
1% 126 1^ 12g Чзо • 7 132
\ 114 • 115\ • J 116 / • /77 119 • f20 • / \ 121 • W- \ 4
Л94 1 J00 \ ,101 102 • 5 103 • 104 \i5 106 107 10// 409' ^2 /// 112^ Z‘\
1 8^\ Л % \sr tf. /s' 91 /93 22 97 s •
ч 7S Ч -77 • *74 • 75 7/ /J7 \l 79 y80 4 tf/
гаг ~5$~ • 51 • гаг * \ 59 • 6S '64 ^5 • \ /67 \
уо \ 4J V 47 48 49 • . 50 • 51 '52 \ ¥z
\ 2^~ у/ -3S 3S у rtf 3g
\ Ч у 21' л '2^ 2g
'Л Л- л Л Р/
\ 6 • с. г 7- 8 •
• • 4
0,1 0,2 0.3 0,4 p
Рис. 1.16. Определение средневзвешенного к. п. д. в рабочей области (а) и в нормальной
области работы (б)
специальный случай должен рассматри-
ваться в соответствии с методикой, пред-
ложенной в работе [47].
Если режимы и время работы при регу-
лировании достаточно хорошо известны, то,
приняв один из них за расчетный для под-
бора вентилятора, характеристики всех
режимов наносят на размерную характери-
стику выбранного типа вентилятора. Про-
делав такую работу для нескольких типов
вентиляторов, рассчитывают суммарную
потребляемую каждым из них мощность.
Затем с учетом таких факторов, как габа-
риты, окружная скорость, возможная тех-
нологичность конструкции и др., оконча-
тельно выбирают регулируемый вентиля-
тор.
В том случае, когда регулируемыми вен-
тиляторами различных типоразмеров (иног-
да при различных скоростях вращения)
необходимо покрыть поле режимов (напри-
мер, поле режимов проветривания уголь-
ных шахт) поступают так, как рекомен-
дуется в работе [67]. На типовых регули-
ровочных характеристиках вентилятора
данной схемы выделяется рабочая область,
ограниченная по условиям устойчивости,
экономичности и других специальных тре-
бований (рис. 1.16, а).
Исходя из равновероятности всех режи-
мов внутри рабочей области, определяют
в ней средневзвешенный к. п. д. по формуле
’ ___Qp'v
11ср 2 [(Ф'ФЭ/п']
Из рабочей области, согласно предло-
жению А. Г. Бычкова [38], выделяют нор-
мальную область работы (рис. 1.16, б), оп-
ределяя в ней средневзвешенный к. п. д.
При регулировании поворот лопаток ра-
бочего колеса производится обычно в пре-
делах 15—45°.
§ 5. РЕГУЛИРОВАНИЕ
ПОВОРОТОМ ЛОПАТОК
НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА
Вентиляторы, выполненные по схемам
с ВНА, можно разделить на две группы:
у одних рабочее колесо специально рассчи-
тано под поток, закрученный аппаратом;
у других колесо рассчитано на осевой вход
потока. В первом случае профили лопаток
аппарата имеют определенную, отличную
от нуля, вогнутость и угол установки, от-
личный от 90° (см. рис. 2.40). Во втором
случае профили лопатки симметричные,
установленные под углом 90° (см. рис. 2.4).
Аппарат с такими лопатками (будем назы-
вать его осевым) устанавливается только
для регулирования.
Рис. 1.17. Влияние направления исходной
расчетной закрутки потока во входном,
направляющем аппарате ВНА перед ра-
бочим колесом К на регулировочные свой-
ства вентилятора при повороте лопаток
ВНА и К:
1 — исходная закрутка потока по направлению
вращения колеса; 2 — исходная закрутка потока
равна нулю; 3 — исходная закрутка потока
против направления вращения колеса
Судя по приведенным регулировочным
характеристикам, вентиляторы с обоими
типами аппаратов регулируются эффектив-
но. В обоих случаях лопатки аппарата мо-
гут быть выполнены или полностью пово-
ротными, или с поворотными закрылками
при неподвижных носовых частях (см.
рис. 2.4 и 2.40), которые используются как
опоры.
Вентиляторы с исходной, расчетной под-
круткой потока в аппарате по направле-
нию вращения рабочего колеса обычно не
выполняются.
При регулировании аппаратом сдвиг ха-
рактеристик по производительности мень-
ше, чем при регулировании поворотом ло-
паток колеса.
29
На рис. 1.17 показаны типичное измене-
ние максимального к. п. д. и соответствую-
щих ему давления и производительности,
при которой наступает разрыв характери-
стики или имеет место максимум давления.
Регулирование «вверх» (Д0ВНА^> 0), при-
водящее к увеличению давления и произ-
водительности, более эффективно осевым
аппаратом, а регулирование «вниз»
(Д^вна^ 0)» наоборот, более эффективно
в схемах, где в исходном положении ап-
парат закручивает поток против направле-
ния вращения рабочего колеса.
Регулирование аппаратом «вверх» огра-
ничено тем обстоятельством, что начиная
с некоторого угла установки лопаток аппа-
рата давление уже не увеличивается, а
мощность продолжает расти. На некоторых
регулировочных характеристиках это по-
казано, на других крайняя кривая давле-
ния должна рассматриваться как предель-
ная.
Регулирование аппаратом может быть
эффективным только при достаточно боль-
ших углах установки лопаток рабочего ко-
леса (0К 30°). При малых углах устанав-
ки 0К сдвиг кривых давления весьма мал
и эффект регулирования по производитель-
ности резко снижается.
Так как в некотором диапазоне углов
установки лопаток аппарата от исходного
{примерно в пределах ± 10°) максимальный
к. п. д. изменяется незначительно, то такие
характеристики могут быть использованы
и для подбора нерегулируемого вентиля-
тора. Следует отметить, что в отличие от
регулирования поворотом лопаток колеса
быстроходность Пу при регулировании ап-
паратом изменяется существенно, что рас-
ширяет ассортимент схем.
Вопросы выбора наиболее подходящей
схемы регулируемого аппаратом вентиля-
тора решаются таким же образом, как и
в случае регулирования колесом.
Регулирование двух- и трехступенчатых
вентиляторов аппаратами может быть до-
статочно эффективным и тогда, когда оно
осуществляется не всеми аппаратами. При-
меры таких характеристик приводятся.
В ряде случаев целесообразно смешан-
ное лопаточное регулирование: аппаратом
на ходу в зоне между двумя углами уста-
новки лопаток колеса и колесом при оста-
новленном вентиляторе.
§ 6. РЕГУЛИРОВАНИЕ
ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ
ВРАЩЕНИЯ
Регулирование изменением частоты вра-
щения, рассмотренное выше при изложе-
нии пересчета характеристик на другую
-30
частоту вращения, характеризуется вы-
ражениями для изменения производитель-
ности Q (1.34), давления pv (1.35) и мощно-
сти N (1.36) при изменении частоты вра-
щения п. Передвижение рабочей точки вы-
ражается формулой (1.37).
В большинстве случаев характеристики
сетей, на которые работает вентилятор,
представляют собой квадратичную пара-
болу, описываемую зависимостью рс =
= kcQ2, поэтому при изменении частоты
вращения вентилятора положение рабочей
точки на его безразмерной характеристике
и, следовательно, его к. п. д. не изменяются*
Часто применяется ступенчатое регули-
рование частотой вращения с помощью
двухскоростных двигателей. Плавное ре-
гулирование двигателем применяется до-
вольно редко.
Так как регулирование частоты вра-
щения электродвигателя обычно возможно
только «вниз» (в сторону уменьшения) от
номинальной, то, как правило, регулируе-
мый вентилятор приходится подбирать на
точку с максимальным давлением или с
максимальной гидравлической мощностью
Регулирование поворотом лопаток воз-
можно и «вверх», и «вниз». Поэтому, если
режим максимального давления сравни-
тельно кратковременный, то на нем можно
работать и при несколько меньшем к. п. д.,
а вентилятор подбирать так, чтобы основ-
ной режим работы соответствовал макси-
мальному к. п. д. Подобный вариант имеет
место, например, у осевых дымососов энер-
гоблоков теплоэлектростанций.
Сравнение регулирования изменением ча-
стоты вращения и поворотом лопаток на-
правляющего аппарата показано на рис.
1.18, откуда видно, что на некоторых ре-
жимах экономичность лопаточного регули-
рования может быть выше. Это объясняется
разным к. п. д.: при регулировании часто-
той вращения к. п. д. вентилятора не из-
меняется (при глубоком регулировании он
будет даже уменьшаться из-за уменьшения
числа Re), а при лопаточном регулирова-
нии он может сначала увеличиваться до
некоторого, основного режима работы, а
затем уменьшаться. Изменение потребляе-
мой вентилятором мощности при лопаточ-
ном регулировании описывается зависи-
мостью
N = ( Q \3 Щ
Ni \Qi ) П •
В каждом конкретном случае выбирается
наиболее рациональный способ регулиро-
вания с учетом всех показателей.
Для вентилятора встречного вращения,
состоящего из двух рабочих колес с инди-
видуальным приводом, кроме регулирова-
Рис. 1.18. Сравнение регулирования осе-
вого вентилятора изменением частоты вра-
щения рабочего колеса и поворотом ло-
паток направляющего аппарата:
1 — Q/(Q)nmax> 2 — Q/(Q)P vma3L; 3 — изменение
частоты вращения
ния изменением частоты вращения каж-
дого колеса может оказаться практически
целесообразным и другой способ: регулиро-
вание частотой вращения одного из колес
при постоянной частоте другого, т. е.
регулирование изменением отношения ско-
ростей п1/п11(см. рис. 2.97). В связи с этим
необходимо отметить два обстоятельства.
а
ВО'Первых, весьма значительные величины
коэффициентов давления являются услов-
ными, так как давление, полученное при
nj/пц > 1 ипт = const, отнесено к окруж-
ной скорости, соответствующей Пр Во-вто-
рых, при выборе мощности привода следует
учитывать индивидуальные мощностные-
характеристики рабочих колес.
§ 7. РЕВЕРСИРОВАНИЕ ПОТОКА
Рассмотрим реверсирование потока, при-
чем лишь в самой проточной части вентиля-
тора, без каких-либо обводных каналов.
Реверсирование потока может быть: пе-
риодическим или аварийным; с расходом
воздуха через сеть как при нормальной ра-
боте, большим или меньшим; с сетью зна-
чительно изменяющейся или остающейся
практически без изменений; в течение стро-
го определенного и неопределенного вре-
мени и т. д.
Осевые вентиляторы реверсируют поток
за счет изменения направления вращения
на обратное без изменения углов установки
лопаток рабочего колеса или за счет изме-
нения этих углов без изменения направле-
ния вращения.
При обращении направления вращения
вентилятор превращается в турбину, ра-
ботающую в вентиляторном режиме. На-
правление изгиба профилей перестает со-
ответствовать направлению поворота по-
тока в решетке лопаток и обтекание проис-
ходит со стороны острой кромки профилей
(рис. 1.19). При этом значительно
Рис. 1.19. Треугольники скоростей для рабочего колеса при нормальном течении (а) и ре-
версировании (б) изменением направления вращения вентилятора; н. в. — направление-
вращения
31
Рис. 1.20. Сравнение аэродинамических характеристик вентилятора при нормальном тече-
нии (-----) и реверсировании (------------)
изменяется течение, увеличиваются потери
давления, а характеристика резко отли-
чается от характеристики при нормальной
работе (рис. 1.20). При работе на туже сеть
производительность значительно умень-
шается.
Реверсивные (при изменении направле-
ния вращения) свойства вентилятора тем
лучше, чем меньше кривизна профилей его
лопаток, чем меньше угол установки лопа-
ток и густота решетки. Это все характерно
для вентиляторов с малыми коэффициен-
тами давления и производительности. Та-
кие вентиляторы, состоящие только из од-
ного рабочего колеса, способны при ревер-
сировании обеспечить получение 60—70%
производительности от нормальной *.
В одноступенчатых вентиляторах более
сложных схем, состоящих из колеса и
спрямляющего аппарата (К + GA) или име-
ющих также входной направляющий ап-
парат (ВНА + К 4- GA), при реверсиро-
вании только изменением направления вра-
щения можно получить примерно лишь
30—40% производительности. Повышение
эффективности реверсирования таких вен-
тиляторов возможно за счет установки ло-
паток аппаратов в новое положение: ло-
патки СА должны быть повернуты так,
чтобы СА стал выполнять роль входного
направляющего аппарата, подкручивающе-
го поток против направления вращения,
а лопатки В НА — так, чтобы при ревер-
сировании выполнять роль, наоборот,
спрямляющего аппарата.
В двух- и трехступенчатых вентиляторах
при реверсировании лопатки аппаратов
также должны быть повернуты и установ-
лены в определенное положение. В против-
ном случае при реверсировании удается
получить в среднем не более 30—40% про-
изводительности .
Из двухступенчатых вентиляторов наи-
лучшими реверсивными свойствами обла-
дают вентиляторы встречного вращения.
Для схемы Kj 4- Кп при реверсировании
изменением направления вращения харак-
* Предполагается работа на сеть с одинаковыми
характеристиками в обоих направлениях течения.
терна производительность в среднем до
70%. Причем из-за отсутствия аппаратов
такой реверсивный вентилятор в конструк-
тивном и эксплуатационном отношениях
наиболее прост.
Названные выше величины производи-
тельности при реверсировании относятся
к вентиляторам, целью аэродинамического
расчета которых было получение наилуч-
ших данных при нормальной работе.
Принятием специальных мер при аэро-
динамическом расчете можно увеличить
производительность при реверсировании
еще на 10—20% ценою сравнительно не-
значительного (на 2—3%) снижения мак-
симального к. п. д. при нормальной рабо-
те. Таким, например, является вентилятор
ОВ-103 (см. рис. 2.120), особенность кото-
рого —• весьма малая кривизна профилей
лопаток рабочего колеса.
Если сеть такова, что при реверсирова-
нии воздушной струи ее сопротивление
уменьшается, то производительность вен-
тилятора может стать равной производи-
тельности при нормальной работе. Если же
требуется при нормальной работе и ревер-
сировании иметь практически одинаковые
характеристики, то выполняются специаль-
ные реверсивные вентиляторы. Схема тако-
го одноступенчатого вентилятора с низким
коэффициентом давления и его характери-
стика показаны на рис. 2.136. Предложен-
ные А. Г. Бычковым оригинальные ревер-
сивные вентиляторы (см. рис. 2.138) также
имеют одинаковые характеристики при те-
чении газа в обоих направлениях.
При необходимости получения высоких
давлений и одинаковых характеристик при
прямом и реверсивном течении могут быть
использованы и двухступенчатые вентиля-
торы (см. рис. 2.130). Таким образом, одно-
временно с изменением направления вра-
щения должны быть повернуты лопатки ап-
паратов.
Если конструкция рабочего колеса позво-
ляет поворот его лопаток на угол 180° —
20к, то реверсирование струи может быть
осуществлено без изменения направления
вращения [70].
Глава 3
ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЕЙ
И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
КОНТУРОВ ЛОПАТОК
Каждая аэродинамическая схема венти-
лятора получена после выполнения боль-
шого комплекса работ: аэродинамического
расчета; конструирования лопаток и всей
модели; изготовления модели, результатом
аэродинамических исследований которой
является ее типовая характеристика.
Так как привести в данном издании мно-
гочисленные чертежи лопаток всех видов
разнообразных типов вентиляторов не пред-
ставляется возможным (да в этом и нет
особой необходимости), во второй части
для каждого лопаточного венца даны таб-
лицы с основными геометрическими пара-
метрами, по которым могут быть выполнены
чертежи лопаток. В настоящей главе при-
ведены типовые чертежи всех видов лопа-
ток рабочих колес вентиляторов, спрям-
ляющих и направляющих аппаратов с не-
обходимыми для их вычерчивания поясне-
ниями. Такой способ представления мате-
риала по лопаткам апробирован в ЦАГИ
в течение многих лет выдачи рекомендаций
различным КБ заводов, проектным инсти-
тутам и НИИ.
Конструктивное и технологическое ис-
полнение вентиляторов, выполненных по
одной и той же аэродинамической схеме,
может быть самым разнообразным в зави-
симости от их назначения, а также от воз-
можностей производства. Конструкции осе-
вых вентиляторов здесь не рассматривают-
ся, сведения по ним приведены в работах
[32, 67, 69, 52, 42].
§ 8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ТИПОВЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Наиболее сложными по конфигурации
частями осевого вентилятора являются ло-
патки, особенно рабочего колеса. Их по-
перечные сечения, переменные по длине
(вдоль радиуса), обычно представляют со-
бою крылообразные профили. Поэтому их
выполнение непосредственно по чертежу
как правило, невозможно и приходится
прибегать к помощи шаблонов, стапелей и
болванок.
Известны два основных способа кон-
струирования лопаток осевых вентиляторов
34
с цилиндрической проточной частью: по
плоским и цилиндрическим шаблонам.
В обоих случаях выбирают несколько
цилиндрических поверхностей с осью, со-
впадающей с осью вентилятора, и с радиу-
сами в интервале от радиуса втулки до
внешнего радиуса лопаточного венца. Пере-
сечение этих поверхностей с лопаткой опре-
деляет контуры профилей, параметры ко-
торых известны из аэродинамического
расчета.
При использовании способа плоских шаб-
лонов профили, вычерченные в плоскости,
касательной к цилиндрической поверх-
ности, применяются непосредственно для
построения шаблонов и стапеля, по кото-
рому изготовляются лопатки или их мо-
дель, например, для литья лопаток. При-
менение таких плоских сечений упрощает
изготовление лопаток. При использовании
способа цилиндрических сечений первона-
чально вычерченные плоские сечения долж-
ны быть изогнуты по цилиндрам с радиуса-
ми соответствующих цилиндрических по-
верхностей. Это усложняет изготовление,
но позволяет достичь большего соответ-
ствия расчетного обтекания действитель-
ному. При вычерчивании лопаток по пло-
ским шаблонам такое соответствие будет
тем меньшим, чем больше хорда Ь лопатки
и меньше радиус г сечения, точнее, чем
больше отношение Ъ/г. При Ъ/г << 0,3 оба
способа практически равноценны [43].
Большинство приведенных здесь аэро-
динамических схем вентиляторов имеют ло-
патки, изготовленные по плоским сечениям.
Все те случаи, когда лопатки изготовлены
иначе, оговорены.
Построение
профильных лопаток
Профильными лопатками называются та-
кие, поперечными сечениями которых яв-
ляются профили типа крыловых, имеющие
переменную толщину вдоль хорды. В отли-
чие от них лопатки с поперечными сече-
ниями в виде изогнутых профилей постоян-
ной толщины вдоль хорды называются ли-
стовыми.
После выбора описанными выше методами
аэродинамической схемы вентилятора, его
диаметра D и частоты вращения п стано-
вятся известными геометрические пара-
метры его лопаточных венцов. Они приве-
дены в соответствующих таблицах в отно-
сительных величинах, не зависящих от
диаметра вентилятора. Этими параметрами,
однозначно определяющими геометрию ло-
Таблица 1.1
Относительные параметры лопатки
рабочего колеса (АО' — 1°)
Сече- ние г ъ р Д0Г —
I 0,98 0,366 0,956 —7° 35' 0,0828
II 0,92 0,353 0,889 —4° 00 0,0878
III 0,865 0,340 0,817 0 0,0935
IV 0,8 0,326 0,683 5° 25' 0,099
V 0,72 0,306 0,551 12° 30' 0,1075
Таблица 1.2
Размерные параметры лопатки
рабочего колеса
Сечение S Ъ, мм р, мм 0Г, гра- дус— мин S 3
I 735 275 717 38° 45' 22,75
II 690 265 665 42° 20' 23,25
III 647 255 613 46° 20' 23,85
IV 600 245 512 51° 45' 24,25
V 540 230 412,5 58° 50' 24,75
натки, являются: величины хорды профиля
b = b/R (R = D/2 — внешний радиус ра-
бочего колеса вентилятора), радиуса кри-
визны средней линии профиля р = p/R,
разность между геометрическими углами
установки профиля на данном и установоч-
ном радиусах А0Г = 0г — (0г)уст, а также
относительная величина максимальной
толщины профиля с = с/b. Эти величины
даются для ряда радиусов г = r/R по
длине лопатки. В табл. 1.1 для примера
приведены параметры лопатки рабочего
колеса с относительным диаметром втулки
~d = 0,7.
Изменение угла А0г определяет закрутку
лопатки. За установочный радиус густ
обычно принимается средний геометриче-
ский радиус ]/(1 + й2)/2, делящий
ометаемую площадь пополам. Такой спо-
соб задания угла установки профилей по
радиусу удобен тем, что позволяет легко
определить распределение углов установ-
ки 0г профилей по радиусу после того, как
по характеристикам определен необходи-
мый угол 0К = (0г)уст — А0'• Угол уста-
новки 0К, указанный на характеристиках,
отсчитывается на среднем радиусе от пло-
скости вращения до касательной к нижней
поверхности профиля, т. е. так, как это
только и может производиться в процессе
установки лопатки на втулке при изготов-
лении вентилятора или при его эксплуата-
ции. Поправка А0' обычно составляет
0°30'-^2°30' и определяется после вычер-
чивания профиля под углом 0г, определен-
ным из аэродинамического расчета.
Пусть у выбранного вентилятора, пара-
метры лопатки которого приведены в
табл. 1.1, диаметр D = 1500 мм, а угол
установки лопаток 0К = 45° 20'. Соответ-
ствующие размерные параметры лопатки
приведены в табл. 1.2.
Лопатка вычерчивается по указанным
в табл. 1.2 размерам следующим образом
(рис. 1.21). Для каждого расчетного сече-
ния на хорде Ь, наклоненной под углом 0Г
к плоскости вращения, строится средняя
линия профиля — дуга окружности радиу-
сом р. На среднюю линию «надевается»
Таблица 1.3
Координаты симметричного профиля
х — х/Ъ' 0 0,00625 0,0125 0,025 0.05 0.075 0,1 0,15 0,2
0 0,1 0,13 0,184 0,27 0.325 0,37 0,43 0,477
Продолжение табл. 1.3
х = х/Ъ' 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0.95 0,975 1,0
у—у!с 0-5 0,482 0,434 0,368 0,29 0.206 0,12 0,0775 0,055 0
35
Рис. 1.21. Построение профилей рабочего
колеса:
к — касательная к профилю; О — точка совме-
щения профилей
Рис. 1.22. Построение лопатки рабоче-
го колеса:
О — точка совмещения профилей
симметричный профиль, координаты кото-
рого приведены в табл. 1.3.
Следует подчеркнуть, что координаты
табл. 1.3 являются практически общими
для всех профильных лопаток рабочих ко-
лес и аппаратов вентиляторов, характери-
стики которых приведены в данной книге, а
средняя линия у всех профилей — дуга
окружности. Особые случаи оговорены.
С помощью табл. 1.3 и значения макси-
мальной толщины профиля с (см. табл. 1.2)
определяется координата у = ус профилей
сечений лопатки I—V (табл. 1.4). Коорди-
ната х отсчитывается по дуге средней ли-
нии Ъ' путем деления ее на 10 равных
частей и дополнительного деления первой
и десятой частей согласно табл. 1.3. Ве-
личина координаты у откладывается вверх
и вниз от средней линии по радиусу кри-
визны р. Полученные таким образом точки
Таблица 1.4
Координаты профилей для расчетных сечений
Сечение х = х/ Ъ' 0 0,0125 0,025 0,05 0,075 о,1 0,2 о,з
I—I У = У с 0 2,96 4,19 6,14 7,35 8,42 10,86 11,375
II—II 0 3,02 4,28 6,275 7,55 8,6 11,0 11,625
III—III 0 3,1 4,39 6,43 7,75 8,81 11,4 11,925
IV—IV 0 3,15 4,46 6,55 7,87 8,97 11,58 12,125
V—V 0 3,22 4,55 6,68 8,05 9,15 11,83 12,375
Продолжение табл. 1.4
Сечение х=х/Ъ' 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 0,975
I—I У — ус 10 9,88 8,37 6,6 4,69 2,73 1,765 1,251
II—II 11,2 10,09 8,31 6,74 4,79 2,79 1,805 1,28
III—III 11,5 10,36 8,55 6,92 4,91 2,86 1,85 1,31
IV—IV 11,7 10,52 8,94 7,04 5,0 2,91 1,88 1,332
V—V 11,95 10,75 9,12 7,19 5,1 2,975 1,92 1,36
36
верхнего и нижнего контуров профиля
соединяются плавной лекальной кривой.
Величины радиусов носика гНос и хвости-
ка гхв профиля выбираются при вычерчи-
вании контура профиля исходя из условия
получения плавного сопряжения.
При вычерчивании лопатки профили от-
дельных сечений обычно располагают так,
чтобы точки совмещения профилей нахо-
дились на одной прямой, являющейся ра-
диусом вентилятора. Для лопаток рабочих
колес точка совмещения профилей имеет
координату х — 0,4 и располагается на
средней линии. Эта точка близка к центру
тяжести профиля.
Последовательность вычерчивания кон-
тура лопатки показана на рис. 1.22 и 1.23.
Изменение толщины лопатки вдоль ее
длины должно быть плавным. Для провер-
ки следует вычертить сечение, проходящее
Рис. 1.23. Лопатка рабочего колеса
Рис. 1.24. Построение профилей лопатки
спрямляющего аппарата
через ось совмещения профилей, а также
другие вспомогательные сечения. При на-
рушении плавности расчетное сечение на
соответствующем радиусе следует сместить,
не изменяя его угла установки 0Г.
Лопатки на втулке устанавливаются под
указанным на характеристике углом 0К на
радиусе густ = густ-Я, где величина густ
указана там же.
37
Профильные лопатки спрямляющего и
направляющего аппаратов вычерчиваются
аналогично (рис. 1.24—1.27).
Пример последовательного расположе-
ния лопаток разных венцов в проточной
части вентилятора показан на рис. 1.28.
Лопатку рабочего колеса противополож-
ного указанному на рис. 1.28 направления
вращения следует чертить, как зеркальное
отображение лопатки на рис. 1.28. Соответ-
ствующим образом вычерчиваются и ло-
патки аппаратов для вентилятора другого
направления вращения.
Построение
листовых лопаток
Геометрические параметры листовых ло-
паток задаются такой же таблицей, как и
профильных лопаток, но без максимальной
толщины профиля, так как листовые ло-
патки выполняются из материала постоян-
ной толщины. Построение такой лопатки
38
показано на рис. 1.29. У листовых лопаток
установочные углы 0К, 0(;л и 0ВН4, ука-
занные на характеристике, и соответствую-
щие им геометрические углы 0Г равны. На
среднюю линию «надевают» толщину ма-
териала 5, выбранную из конструктивных
соображений. Следует заметить, что тол-
щина 5 листовой лопатки рабочего колеса
должна быть не больше примерно 2%
хорды лопатки, а у лопатки аппарата —
3%. Иначе аэродинамические характеристи-
ки могут измениться. Точки совмещения
профилей листовой лопатки выбираются
в середине дуги средней линии и обычно
располагаются на прямой, являющейся ра-
диусом вентилятора. Носовую часть ло-
патки закругляют радиусом, равным по-
ловине ее толщины.
Конструирование контура листовой ло-
патки практически сводится к вычерчива-
нию ее болванки (рис. 1.30), по которой
определяется раскрой лопатки и затем
производится ее изготовление. Поверхность
болванки обрабатывается по шаблонам.
Рис. 1.27. Построение лопатки входного направляющего аппарата
Рис. 1.28. Последовательность
расположения лопаток вентилятора
Шаблоны очерчиваются по средней линии
профилей сечений лопатки. Размеры а2,
а3 и а4, необходимые для построения бол-
ванки, снимаются с чертежа лопатки (см.
рис. 1.29).
Если дополнительно к болванке для ли-
стовой лопатки сконструировать контрбол-
ванку с учетом толщины материала, то
вместе они могут служить основой для кон-
струирования штампа — пуансона и ма-
трицы.
На рис. 1.31 показан пример вычерчива-
ния листовой лопатки спрямляющего ап-
парата.
Необходимо отметить, что характери-
стики вентиляторов с листовыми лопатками
(как, впрочем, и вентиляторов с профиль-
ными лопатками) соответствуют таким спо-
собам крепления лопаток, при которых вся
поверхность лопаток совершенно свободна
от каких-либо надстроек.
39
Рие. 1.29. Построение контура листовой лопатки рабочего колеса:
О — ось совмещения профилей; 1 — входная кромка; 2 —> средняя линия; 5 — шаблон
§ 9. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛУЧАИ
ПОСТРОЕНИЯ ЛОПАТОК
Построение профилей
в прямоугольных координатах
Современные методы аэродинамического
расчета осевых лопаточных машин основа-
ны на использовании характеристик реше-
ток профилей. Одним из основных резуль-
татов расчета являются параметры средней
линии профиля, представляющей собой у
вентиляторов чаще всего дугу окружности.
Величина1радиуса кривизны средней линии
обычно близка радиусу вентилятора, но
может быть^и значительно больше его. При
этом построение профилей лопаток венти-
40
ляторов больших размеров технически ос-
ложняется. Трудности могут быть устра-
нены, если профиль задать в прямоуголь-
ных координатах. Эти координаты снимают
непосредственно с чертежа профилей, вы-
черченных обычным, описанным выше спо-
собом, но в таком масштабе, чтобы с до-
статочной точностью снять значения коор-
динат, которые затем уже пересчитываются
в прямоугольные координаты профилей,
заданных для лопатки принятого вентиля-
тора. Систему прямоугольных координат
можно выбирать по-разному. Например,
за ось абсцисс можно принять геометриче-
скую хорду лопатки, а за ось ординат —
прямую, нормальную к ней и касательную
к профилю в носике. За ось абсцисс выби-
рают также прямую, расположенную в не-
Входная
кромка
Рис. 1.30. Болванка листовой ло-
патки рабочего колеса
которой базовой плоскости, являющейся
плоскостью плиты стапеля, по которому
лопатка будет изготовляться и контроли-
роваться.
Для снятия прямоугольных координат
профиля с приемлемой точностью достаточ-
но вычертить его обычным способом в та-
ком масштабе, чтобы его хорда составляла
около 500 мм.
На рис. 1.32 показан профиль одного из
сечений лопатки, вычерченный обычным
способом. Базовая плоскость выбрана на
расстоянии от оси совмещения профилей и
(в данном случае) параллельно хорде про-
филя Ь. Расстояния между ординатами но-
сика и хвостика профиля у110С и ухв раз-
биваются на 15 сечений, причем в носовой
части гуще примерно на 0,1 этого расстоя-
ния, и непосредственно с чертежа при со-
ответствующих значениях абсциссы х сни-
маются значения ординат верхнего и ниж-
него контуров профиля у в и ун Эти коор-
динаты затем пересчитываются в коорди-
наты, соответствующие хорде профиля на-
турного вентилятора и используются для
его построения. Так поступают со всеми
расчетными сечениями лопатки.
На рис. 1.33 показаны профили трех (из
шести) сечений лопатки, вычерченные в
прямоугольных координатах. Ордината у#
у всех сечений, очевидно, одинакова. В дан-
ном случае лопатки вентилятора съемные,
поворотные, поэтому среднее сечение уста-
новлено под углом ДОг = 0.
Прямоугольные координаты средней ли-
нии профиля, представляющей собой дугу
окружности, могут быть определены по
формуле
У = /р2 — (6/2)2 (6 — х) —
-У'р2-(6/2)2 ,
пригодной также для расчета прямоуголь-
ных координат профилей листовых лопаток.
41
Рис. 1.31. Построение листовой лопатки спрямляющего аппарата:
q — ось совмещения профилей; 1 — входная кромка; 2 — шаблон; 3 — средняя линия
Рис. 1.32. Определение прямоугольных координат профиля одного из сечений лопатки:
а — базовая плоскость; б — ось совмещения профилей
Построение лопаток
по цилиндрическим сечениям.
Другие способы построения
Вычерчивание лопаток по цилиндриче-
ским сечениям отличается от описанного
выше вычерчивания по плоским сечениям
тем, что профили расчетных сечений рас-
сматриваются как развертки на плоскость.
Поэтому при выполнении стапеля, пред-
назначенного для выполнения профильной
лопатки или болванки (штампа), по кото-
рому изготовляется листовая лопатка, шаб-
лоны профилей изгибаются, каждый на ци-
линдре с радиусом соответствующего сече-
ния. На рис. 1.34 показан чертеж болванки
листовой лопатки, выполненной по цилин-
дрическим шаблонам. Геометрические па-
раметры этой лопатки приведены в табл. 1.5.
По технологическим соображениям ли-
стовые лопатки выполняют иногда как
часть поверхности цилиндра, т. е. разверты-
вающимися на плоскость. Лопатки вентиля-
тора с меридиональным ускорением потока
Сечение II
Таблица 1.5
Геометрические параметры листовой
лопатки
Сечения г р в 0Г
1—1 1,0 1,179 0,463 14° 15'
II—II 0,88 1,379 0,487 17°
III—III 0,76 1,402 0,503 21° 30'
IV—IV 0,64 1,24 0,523 28° 10'
V—V 0,52 0,916 0,543 40°
Рис. 1.33. Сечения лопатки, вычерченные
в прямоугольных координатах
43
обычно выполняются по шаблонам, изогну-
тым на соответствующих конических по-
верхностях. Для упрощения сечения та-
ких лопаток выполнены плоскостями, нор-
мальными к радиусу вентилятора, в ре-
зультате получены соответствующие пло-
ские сечения. Средняя линия профилей
этих плоских сечений аппроксимирована
дугами окружности. Могут быть и дру-
гие специальные случаи вычерчивания ло-
паток.
Так как описанным способом выполнены
лопатки лишь единичных аэродинамиче-
ских схем вентиляторов, то их чертежи
приведены одновременно с материалом по
их аэродинамическим характеристикам.
Часть 2
СХЕМЫ
И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕНТИЛЯТОРОВ
Для лучшего и правильного использова-
ния приведенного ниже материала при опи-
сании каждого типа вентилятора рассмо-
трены его аэродинамическая схема и аэро-
динамические характеристики, а также спе-
цифические особенности либо самого вен-
тилятора, либо вентилятора с присоединен-
ными к нему элементами (входным патруб-
ком, диффузором и т. п.).
Типовые характеристики даны без экс-
периментальных точек.
Аэродинамические схемы вентиляторов
и вентиляторов с элементами, а также таб-
лицы с параметрами лопаток приведены
в безразмерных величинах, а типовые аэро-
динамические характеристики в безраз-
мерных коэффициентах ф, ф и X. Перевод
безразмерных геометрических параметров
вентиляторов и формулы пересчета безраз-
мерных коэффициентов в размерные вели-
чины Q, pv и N описан в главе 1.
Построение контуров лопаток вентиля-
тора по геометрическим параметрам, при-
веденным в таблицах, достаточно подробно
рассмотрено на примерах в предыдущей
главе. Поскольку построение лопаток по-
давляющего большинства вентиляторов вы-
полнено способом «плоских» сечений, то
при их описании этот способ каждый раз
не оговаривается. Построение же лопаток
способом «цилиндрических» сечений или
другим способом в каждом случае оговари-
вается особо.
В большинстве случаев частота враще-
ния вентилятора известна, что позволяет
определить быстроходность. Аэродинами-
ческие схемы вентиляторов расположены
в сводной таблице (см. стр. 46—54) в поряд-
ке возрастания быстроходности пу, которая
определена по значениям коэффициентов
производительности и полного давления
в режиме максимального к. п. д. вентиля-
тора.
В тексте аэродинамические схемы вен-
тиляторов расположены согласно увеличе-
нию порядкового номера наименования
схемы.
Глава 4
ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ
И МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ
ВЕНТИЛЯТОРЫ
ОБЫЧНЫХ СХЕМ
§ 10. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-5
Вентилятор ОВ-5 имеет схему ВНА +
+ К 4- СА. Во ВНА в исходном положе-
нии его лопаток (при 6jbha~ ЮЗ °) осуще-
ствляется подкрутка потока против напра-
вления вращения рабочего колеса. От-
носительный диаметр втулки d = 0,7.
Лопатки всех венцов листовые, а ло-
патки спрямляющего аппарата листовые
и некрученые. Галтели (см. рис. 2.38)
плавного перехода между лопатками и
втулкой у колеса, а у спрямляющего ап-
парата и между лопатками и корпусом от-
сутствуют. Между лопатками ВНА и кор-
пусом, между лопатками и втулкой имеются
радиальные зазоры, позволяющие поворот
лопаток на 70-е-120°.
Крепление лопаток моделей всех венцов
осуществляется без каких бы то ни было
надстроек на их поверхности.
При разработке всех конструкций вен-
тиляторов с листовыми лопатками их
45
Сводная таблица
1. Одноступенчатые вентиляторы обычных схем
Пу Dy i|) л d ZK ек Схема Наимено- вание Рис. Примечание
86 1,01 0,78 0,83 0,7 20 40° ВНА + К + СА ОВ-8 2.36 Характеристики при 0К = 204-45°
87 0,97 0,84 0,82 0,7 28 42° ВНА + К + СА О В-5 2.1 При 0ВНА = 103°. Регулирование лопатками ВНА. При0т,ттд= 70 4- 120°
91 1,04 0,67 0,81 0,7 20 36° ВНА + К + СА О В-12 2.36 Характеристики при 0К = 20 4- 45°
96 1,00 0,66 0,84 0,7 28 43° К + СА ОВ-15 2.5 » при 0К = 30 4- 50°
98 0,905 0,77 0,87 0,6 20 40° ВНА + К + СА ОВ-62 2.37 » при 0К — 35 4- 45°
99 0,92 0,73 0,87 0,7 28 49° ВНА + К + СА ОВ-15 2.6 При 9Вна== Ю0°. Регулирование закрыл- ками ВНА при 6ВНА = 60 4- 115°
100 0,89 0,74 0,86 0,6 20 40° ВНА + К + СА ОВ-62 2.39 При Д0ВНА= 0. Тоже,при Д0ВНА= —504- 4- +15°
104 0,90 0,68 0,72 0,6 16 32° 10' ВНА + К О В-35 2.24 При 0ВНА — Ю8°. Характеристики при 0 тэтт д = 108°, 116° 30'
106 0,91 0,64 0,86 0,7 28 49° ВНА + К + СА ОВ-15 2.6 При 9ВНА= 90°. Регулирование закрылка- ми ВНА при0вНА = 60 4- 115°
108 0,78 0,85 0,75 0,6 16 40° ВНА+ К О В-35 2.24 При 0ВНА = 108°. Характеристики при 0ВНА = Ю8°, 116° 30'
108 0,87 0,67 0,86 0,7 20 49° ВНА + К + СА ОВ-15 2.7 При 0ВНА = Ю0°. Регулирование закрыл- ками ВНА при 0ВНА = 65 4- 115°.
110 0,93 0,57 0,85 0,7 20 40° ВНА + К + СА ОВ-15 2.8 При0ВНА = 100°. То же, при 0ВНА = 60 4- 4- 115°
111 0,83 0,7 0,87 0,6 16 50° ВНА + К + СА ОВ-78 2.60 При 0ВНА — 90°. То же, при Д0ВНА= = —30 4- +20°
113 0,84 0,67 0,84 0,6 20 37° 20' ВНА + К ОВ-62 2.41 —
114 0,88 0,595 0,85 0,7 20 49° ВНА + К + СА ОВ-15 2.7 При 0ВНА = 90°. Регулирование закрыл- ками при 0ВНА — 60 4- 115°
116 0,93 0,51 0,85 0,7 20 40° ВНА + К + СА ОВ-15 2.8 При 0вна = 90°. То же, при0ВНА = 60 4- 4- 115°
119 0,89 0,535 0,88 0,6 16 35° ВНА + К + СА ОВ-42 2.26 При 0ВНА = Ю0°. То же, при 0ВНА = 60 4- 4- 110°
122 0,845 0,56 0,88 0,6 16 40° ВНА + К + СА О В-42 2.27 При 0ВНА = 100°. То же, при 0ВНА = 60 4- 4- 110°
123 0,805 0,61 0,86 0,6 16 45° ВНА + К + СА ОВ-42 2.28 ПриОВНА = 100°. То же, при 0ВНА = 60 4- 4- 110°
128 0,86 0,49 0,86 0,6 10 40° ВНА + К + СА ОВ-76 2.52 При А0вна = 4-10°. То же, приА0ВНА = = —30 4- +25°
129 0,89 0,46 0,86 0,6 16 35° ВНА 4- К + СА ОВ-42 2.26 При 0Вна = 90°- То же’ пРи0Вна = 60 4- 4- 110°
129 0,9 0,44 0,88 0,6 10 30° К 4- СА ОВ-76л 2.56 Характеристики при 0К= 27 4- 33°
130 0,925 0,41 0,86 0,6 10 30° ВНА + К + СА ОВ-76 2.51 При А0вна = 4-10°. Регулирование закрыл- ками ВНА при А0ВНа=—ЗО-Г-+250
134 0,8 0,51 0,84 0,6 16 45° ВНА + К + СА ОВ-42 2.28 При 0ВНА = 90°. То же, при0ВНА == 60— 110°
134 0,93 0,38 0,85 0,6 10 30° ВНА + К + СА ОВ-76 2.51 При А0вна = 0. То же, при А 0ВНА = = —30 4- 4-25°
135 0,817 0,47 0,85 0,6 16 40° К + СА ОВ-42 2.25 Характеристики при 0К = 30—45°
135 0,825 0,48 0,86 0,6 16 40° ВНА + К + СА ОВ-42 2.27 При 0ВНА = 90°. Регулирование закрылка- ми ВНА при 0ВНА = 60 4- 110°
138 0,86 0,42 0,86 0,6 16 35° ВНА 4- к + СА ОВ-29 2.20 При0ВНА = 100°. То же, при0ВНА= 604- 4-115°
138 0,915 0,375 0,85 0,6 8 30° ВНА + К + СА ОВ-76 2.53 При А0вна= 10°. То же, при А0вна = = —30 4- 4-25°
140 0,845 0,43 0,86 0,6 12 35° ВНА + К + СА ОВ-42 2.29 При 0вна ~ 100°. Т° Же’ ПРИ ®ВНА ~ 60 4- 4- 110°
141 0,88 0,385 0,89 0,6 14 32° К + СА ОВ-84 2.61 Характеристики при 0К = 29 4- 35°
141 0,89 0,37 0,87 0,6 10 30° 45' К + СА ОВ-76 2.49 Характеристики при 0К = 27° 45' 4- 33° 45'
142 0,76 0,51 0,86 0,6 12 45° ВНА + К + СА ОВ-42 2.30 При0ВНА = 100°. Регулирование закрылка- ми ВНА при 0ВНА = 60 4- 115°
142 0,77 0,49 0,87 0,6 16 45° ВНА + К + СА ОВ-29 2.21 При 0ВНА = 100°. Регулирование закрыл- ками ВНА при 0ВНА = 604-115°
143 0,825 0,43 0,85 0,6 8 40° ВНА + К + СА ОВ-76 2.54 При А0вна = 10°. То же, при А0вна = = —30 4- 4-20°
143 1,0 0,29 0,8 0,5 8 21° 30 К + СА ОВ-115 2.84 —
144 0,915 0,345 0,84 0,6 8 30° ВНА + К + СА ОВ-76 2.53 При А0вна = 0. Регулирование закрыл- ками при А0вна = —30 4- 4-25°
145 0,78 0,465 0,84 0,6 12 45° ВНА + К + СА ОВ-42 2.30 При0ВНА = 90°. То же, при 0ВНА = 60 4- 4- 115°
145 0,835 0,41 0,84 0,6 16 40° К + СА ОВ-29 2.19 Характеристика при 0К = 15 4- 45°
Продолжение сводной табл.
пу СУ Ф Т) d ек Схема Наимено- вание Рис. Примечание
147 0,84 0,39 0,84 0,6 12 35° ВНА + К + СА ОВ-42 2.29 При 0 ВНА = 90°. Регулирование закрылка- ми ВНА при Опт,. = 604-110°
148 0,81 0,415 0,87 0,6 10 40° ВНА + К + СА ОВ-76 2.52 При А0ВНа =0. То же, Д0ВНА = — 30 4-+ + 25°
148 0,89 0,35 0,87 0,6 14 30° 45' К + СА ОВ-76 2.49 Характеристики 0 к = 27° 45' 4- 33° 45'
150 0,845 0,372 0,86 0,6 16 35° ВНА + К + СА ОВ-29 2.20 При 0ВНА = 90°. Регулирование закрыл- ками ВНА при0рИА = 60 4- 115°
152 0,77 0,44 0,87 0,6 16 45° ВНА + К + СА ОВ-29 2.21 При0внд = 90°. Тоже, 0ВНД = 60 4- 110°
155 0,8 0,38 0,85 0,6 8 40° ВНА + К + СА ОВ-76 2.54 При Д0 внА = 0. То же, Д0 внА = —30 4- 4- +20°
155 0,815 0,37 0,86 0,6 12 35° ВНА + К + СА ОВ-29 2.22 При 0 внА = 100°. Регулирование закрылка- ми ВНА при 0 ВНА= 60 4- 110°
161 0,824 0,34 0,87 0,6 12 35° К + СА ОВ-111 2.78 Характеристики при©к = 10 4- 45°
165 0,725 0,42 0,85 0,6 12 45° ВНА + К + СА ОВ-29 2.23 При 0ВНА = 100°. Регулирование закрыл- ками ВНА при0П1Г А = 60 4- 110°
166 0,75 0,39 0,85 0,6 12 45° ВНА + К + СА ОВ-29 2.23 При 0ВНА = 90°. Регулирование закрыл- ками ВНА при0ВН4 = 60 4- 110°
167 0,805 0,33 0,85 0,6 12 35° ВНА + К + СА ОВ-29 2.22 При 0ЯИД = 90°. Тоже,0ВНД = 60 4- 110°
195 0,8 0,242 0,78 0,5 10 24° ВНА + К ОВ-74 2.46 __
203 0,794 0,23 0,73 0,4 6 24° К ОВ-Ю9 2.73 Характеристики при 0К = 15 4- 35°
212 0,678 0,29 0,86 0,4 6 35° К + СА ОВ-Ю9 2.72 То же,0к = 10 4- 45°
212 0,735 0,245 0,81 0,6 12 35° К ОВ-111 2.79 » 0к= 10 4- 45°
212 0,755 0,235 0,81 0,4 6 25° К + СА ОВ-Ю9 2.72 » 0к = 20 4- 40°
224 0,68 0,26 0,73 0,4 6 35° К ОВ-Ю9 2.73 » 0К = 10 4- 30°
224 0,82 0,18 0,75 0,4 4 20° К ОВ-Ю9 2.74 » ок = 10 4- 30°
240 0,713 0,205 0,76 0,4 4 30° К ОВ-Ю9 2.74 » 0К = 10 4- 30°
252 0,645 0,225 0,9 0,35 10 35° К + СА ОВ-23 2.14 » 0К = 20 4- 45°
260 0,78 0,148 0,76 0,4 3 20° К ОВ-Ю9 2.75 » 0К = 10 4- 30°
303 0,655 0,152 0,86 0,35 6 30° К + СА ОВ-23М 2.16 » 0К = 10 4- 40°
309 0,62 0,164 0,8 0,35 10 30° К ОВ-23 2.13 » 0К = 29 4- 37°
309 0,625 0,16 0,82 0,35 10 29° К ОВ-23М 2.15 Характеристики при© к = 29 4- 37°
312 0,785 0,1 0,75 0,4 2 15° К ОВ-Ю9 2.76 То же, 0 к = 10 4- 30°
314 0,66 0,14 0,8 0,35 8 25° К ОВ-23 2.12 » 0К=Ю4-ЗО°
317 0,7 0,12 0,78 0,4 3 22° К ОВ-143 2.92 » 0к = 12 + 22°
317 0,74 0,11 0,75 0,4 2 20° к ОВ-Ю9 2.76 » 0к = 10 ч- 30°
344 0,645 0,12 0,79 0,35 6 25° к ОВ-23 2.11 » 0к = 10 и- 35°
358 0,68 0,102 0,82 0,35 6 20° к ОВ-121 2.88 » 0к = 5 4- 30°
363 0,66 0,105 0,81 0,35 6 22° к ОВ-120 2.86 » 0к = 19 ч- 27°
366 0,73 0,084 0,8 0,35 6 15° к ОВ-Ю1 2.71 » 0к = 5 4- 25°
370 0,635 0,11 0,8 0,35 5 25° к ОВ-23 2.10 » 0к = 10 4- 30°
400 0,71 0,075 0,8 0,35 6 15° к ОВ-ЮО 2.68 » 0К=5 4-20°
406 0,66 0,084 0,81 0,35 4 20° к ОВ-23 2.9 » 0к=Ю4-25°
434 0,61 0,086 0,82 0,35 4 25° к ОВ-120 2.85 » 0к = 20ч-30°
453 0,685 0,062 0,81 0,35 4 15° к ОВ-Ю1 2.70 » 0к=5 4-25°
465 0,62 0,072 0,84 0,35 4 20° к ОВ-121 2.87 » 0к = 5 4- 30°
486 0,67 0,0565 0,82 0,35 4 15° 30 к ОВ-ЮО 2.67 » 0к = 5 4- 20°
1а. Одноступенчатые в ентиляторы обычных схем с присоединительными элементами
Пу ЛУ 2к 0К Схема Наимено- вание Рис. Примечание
124 0,91 0,44 0,81 0,6 10 30° к;+са ОВ-7бл 2.57 С диффузором, £ = 0,3 Характеристики при 0К = 27 4- 33°
124 *Е 0,95 0,42 0,83 0,6 14 32° К ч- СА ОВ-84 2.62 С диффузором, £ = 0,3 Характеристики при 0К = 29 4- 35°
130 0,96 0,39 0,78 0,6 10 30° 45' К + СА О В-76 2.50 С диффузором, £ = 0,3
132 0,96 0,375 0,79 0,6 14 30° 45' К + СА ОВ-76 2.48 С диффузором, £ = 0,3
300* 0,66 0,152 0,81 0,35 6 30° К + СА ОВ-23М 2.18 С входным патрубком Характеристики при 0К = 304-40°
325 0,81 0,09 0,65 0,35 6 15° К ОВ-121 2.90 С диффузором, £ = 0,5 Характеристики при 0К = 10 4- 25°
345 0,795 0,08 0,66 0,35 6 15° К ОВ-ЮО 2.69 С диффузором, £ = 0,5 Характеристики при 0К = 10 4- 20°
346 0,765 0,084 0,65 0,35 4 20° К ОВ-121 2.89 С диффузором, £ = 0,5 Характеристики при 0К = 10 4- 25°
376 0,815 0,064 0,67 0,35 4 15° К ОВ-ЮО 2.67 С диффузором, £ = 0,5 Характеристики при 0К — 10 4- 20°
* По полному давлению, т. с. при значениях и тр
ее —— , --------------------------------------------------------------------------- -------------------- -----
Продолжение сводной табл.
IL Двухступенчатые вентиляторы обычных схем
“у СУ ip 11 d 0к Схема Наимено- вание Рис. Примечание
47* 1,19 1,95 0,84 0,6 20 37° 20' ВНА + К + НА + К + НА + + К + СА ОВ-62 2.43 При А0ВНА) на = 0. Регули- рование закрылками ВНА при А^вна, на~ ~40 4- +15°
53 1,15 1,58 0,8 0,7 20 40° ВНА + К + НА + К + СА ОВ-12 2.3 Характеристики при 0К = 25 4- 4- 45°
60 1,07 1,46 0,82 0,6 20 40° ВНА + К + НА + К + СА ОВ-8 2.42 Характеристики при 0к= 25 4- 4- 45°
85 0,96 0,88 0,86 0,6 16 40° ВНА + К + НА + К + СА ОВ-42 2.32 ПриА0ВНА НА= 0. Характе- ристики при А0вна На = = —20 4- +25°
86 0,96 0,87 0,87 0,6 16 40° К + СА + К + СА ОВ-42 2.31 Характеристики при 0 к = 35-е- 4- 45°
* Трехступенчатый вентилятор.
Па. Двухступенчатые вентиляторы обычных схем с присоединенными элементами
Пу ^У d ZK ек Схема Наимено- вание Рис. Примечание
46* 1,21 1,92 0,8 0,6 20 37° 20' ВНА + К + НА + К + НА + + К + СА ОВ-62 2.45 При А0 = 0. Регулирование ап- паратами при А0 = —40 4- + +15°, Z = 0,4
55 1,18 1,42 0,77 0,7 20 40° ВНА + К + НА + К + СА ОВ-8 2.44 Характеристики при 0 к = 20 4- 4- 45°, t, = 0,35
77 1,31 0,58 0,74 0,6 12 18° 30' ВНА + К + НА + К + СА ОВ-111 2.81 При0НА = 93°. Регулирование закрылками НА при 0 на — = 534- 123°
78 1,1 0,8 0,8 0,6 10 30° К + СА + К + СА ОВ-76л 2.58 С входным патрубком и диффу- зором, £ = 0,35. Характери- стики при 0К~ 15 4- 45°
79 1,08 0,82 0,82 0,6 14 35° К + СА + К + СА ОВ-84 2.64 С входным патрубком и диффузо- ром, £ = 0,35. Характеристи- ки при 0К= 15-4-45°
79 1,08 0,81 0,82 0,6 14 35° ВНА + К + НА + К + СА ОВ-84 2.65 При 0ВНА — 90°, 0НА _ 78°.
80 1,05 0,84 0,815 0,6 10 35° ВНА 4- К + НА 4- К 4- СА ОВ-76л 2.59 Регулирование закрылками при ДОвна. на= 404-4-20°, £ = 0,35 С входным патрубком и диффу-
80 1,2 0,64 0,75 0,6 12 23° 30' ВНА 4- К 4- НА 4- К 4- СА ОВ-111 2.82 зором, t, — 0,35. Регулирова- ние закрылками ВНА и НА, ДО = —40 4- 4-30° При 0НА = 93°. Регулирование
81 1,13 0,72 0,74 0,6 12 28° 30' ВНА 4- К 4- НА 4- К 4- СА ОВ-111 2.83 закрылками НА при0НА = = 53-4-123° При 0 НА = 93°. Регулирование
85* 0,99 0,85 0,8 0,6 16 40° ВНА 4- к 4- НА 4- к 4- СА ОВ-42 2.34 закрылками НА при 0НА = = 53-4-123° С входным патрубком и диффу-
86* 0,94 0,90 0,8 0,6 16 45° ВНА 4- К 4- НА 4- К 4- СА ОВ-42 2.35 зором, £=0,25. При 0ВНА> jjA = 0. Регулирование аппара- тами при Д0ВНА1 НА = = —30 4- 4-зо° С входным патрубком и диффузо-
* п О ПОЛИ ому даз злению, т. е. при зн ачениях 1|)' и Г]'. ром, £=0,25. При Д0вна, на = = 0. Регулирование аппара- тами при ДЗвна.на^ = —30 4- 4-22° 30'
III. Вентиляторы встречного вращения. Схема Кх + Кп
пу РУ п d zKj/zKn 0Ki/eKn Наименование РИС. Примечание
66 1,21 0,94 0,85 0,6 10/8 30718° ОВВ-76Л-91 2.97 При njj/nj = 1. Регулирование при Mjj/hj — = 0,718 4- 1,54
74 1,1 0,89 0,85 0,6 10/8 30722° 40 ОВВ-76Л-91 2.96
75 1,14 0,82 0,85 0,6 16/11 31722° ОВВ-79-80 2.93
77 1,12 0,8 0,85 0,6 12/10 32724° ОВВ-84-84в 2.98 Характеристики при 0Bi/0Bn = 16712° 4- 4- 45736°
СП I-* 79 0,975 1,0 0,86 0,6 12/10 43736° ОВВ-84-84в 2.98 Характеристики при 0™ /0~ = = 16712° 4- 45736° 1 11
Продолжение сводной табл.
Пу Dy Ф П d 2Kl/2KlI 0Kl/0Kn Наименование Рис. Примечание
79 1,04 0,89 0,86 0,6 10/8 33725° 40 ОВВ-76Л-91 2.96
79 1,06 0,86 0,85 0,6 10/8 30725° 40 ОВВ-76Л-91 2.96
Ша. Вентиляторы встречного вращения с присоединенными элементами *
78 1,17 0,685 0,8 0,6 16/11 27718° ОВВ-79-80 2.95 С диффузором, Z — 0,35. Характеристики при 0К1/0Кп = 17718° 4- 42733°
81 1,06 0,8 0,79 0,6 12/10 35°/27° ОВВ-84-84в 2.99 С входным патрубком и диффузорной частью npH0Ki/0Kn= 15712° ч- 44736°, $ = 0,35
81,5 1,1 0,75 0,805 0,6 16/11 32723° ОВВ-79-80 2.95 С диффузором, £ = 0,35. Характеристики при 0К1/0КП = 17°/18° " 42°/33° •
88 1,0 0,78 0,8 0,6 16/11 37728° ОВВ-79-80 2.95
* В таблице указаны i]>e и •
IV. Вентиляторы с меридиональным ускорением потока
Пу Dy Ф ч dl/d2 2К Схема Наиме- нование Рис. Примечание
80 86 88 1,0 0,92 1,1 0,94 0,97 0,63 0,87 0,86 0,84 IVa. 0,55/0,7 0,38/0,6 0,38/0,6 Вентиляторь 14 12 6 I с мер ВНА + К + СА ВНА + К + СА ВНА + К + СА идиональным ускорев ОВ-70 ОВ-71 О В-51 нем поток 2.107 2.114 2.102 а с при При 0ВНА = 97° 30'. Регулировочные характе- ристики при А0вна = —60° 4- +30°. При 0ВНА = 115°. То же, при А0ВНа = —504- 4- +10° При Д0ВНА = 115° 30'. То же при 0ВНА = = —15° 4- +15° [соединенными элементами
Пу РУ Ч' di/di 2к Схема Наиме- нование Рис. Примечание
83 1,0 0,88 0,8 0,55/0,7 14 ВНА + К + СА ОВ-70 2.112 При 0ВНА = 97° 30'. Регулировочные характе- ристики при А0вна = —60° 4- +30°. С вход- ным патрубком и диффузором, £ = 0,25
93 0,88 0,89 0,8 0,38/0,6 12 ВНА + К + СА ОВ-71 2.119 При 0ВНА = 115°. Регулировочные характери- стики при ДО вНА = —50° 4- +10°. С входным патрубком и диффузором, £ = 0,25
9.6 1,08 0,55 0,71 0,38/0,6 6 ВНА + К + СА ОВ-51 2.103 По статическому, давлению вентилятора, т. е. при £ = 1,0 и значениях ips и tjs
V. Реверсивные вентиляторы
ПУ Ф П d 2к й0 ек Срв/Qnp» % Схема Наименование Рис. Примечание
85 1,05 0,76 0,83 0,6 10/8 35725° 82 Ki + К„ ОВВ-ЮЗ-Ю8 2.131 Характеристики при ОК1/0Кп = = 25715°; 35725°; 45°/35°
90 1,1 0,6 0,82 0,6 10 25° 85 К + СА 4- К + + СА ОВ-ЮЗ 2.124 То же, 0К= 15 4- 45° 7 XV
91 0,92 0,86 0,83 0,6 10/8 45725° 78 Ki + Кп ОВВ-ЮЗ-Ю8 2.131 То же, 0 Kl/6Kn = 25715°; 35°/25°; 45735°
92 0,92 0,825 0,84 0,6 10 45° 78 К + СА + К + + СА ОВ-ЮЗ 2.124 Тоже,Ок== 15 4- 45° 7 IV
93 0,99 0,71 0,84 0,6 10 35° 83 К + СА + К + + СА ОВ-ЮЗ 2.124 То же,0к= 15 4- 35° 7 IV
133 1,12 0,27 0,76 0,6 10 15° 83 К + СА ОВ-ЮЗ 2.120 То же
142 0,87 0,39 0,85 0,6 10 35° 80 К + СА ОВ-ЮЗ 2.120 »
147 0,94 0,315 0,84 0,6 10 25° 87 к + СА ОВ-ЮЗ 2.120 »
149 1,05 0,24 0,71 0,6 10 15° 82 К ОВ-ЮЗ 2.122 Характеристики при 0 к= 15 4- 4- 35°
168 0,89 0,27 0,76 0,6 10 25° 85 К ОВ-ЮЗ 2.122 То же
184 0,775 0,295 0,75 0,6 10 35° 83 К ОВ-ЮЗ 2.122 »
212 0,76 0,23 0,72 0,6 5 35° 82 к ОВ-ЮЗ 2.123 »
214 0,83 0,19 0,74 0,6 5 25° 85 к ОВ-ЮЗ 2.123 »
230 0,91 0,136 0,5 0,5 8 20° 100 к ОВР-1 2.136 Характеристики при 0К= 15 4- 25°
233 0,98 0,114 0,56 0,5 8 15° 100 к ОВР-1 2.136 То же
248 0,71 0,195 0,62 0,5 12 35° 100 к ОВР-2 2.140 То же, 0 к = 15 4- 35°
279 0,72 0,15 0,56 0,5 6 35° 100 к ОВР-2 2.139 »
280 0,74 0,14 0,58 0,5 12 25° 100 к ОВР-2 2.140 »
316 0,74 0,11 0,56 0,5 6 25° 100 к ОВР-2 2.139 »
Продолжение сводной табл.
Va. Реверсивные вентиляторы с присоединенными элементами
Пу Dy d ZK 0K QpB/Qnp* % Схема Наимено- вание Рис. Примечание
84 1,16 0,64 0,78 0,6 10 25° 80 K + CA + K + CA, ОВ-ЮЗ 2.126 Характеристики
СА : C - 44 при 0к = 15ч-45°
89 0,96 0,82 0,72 0,6 10 459 75 K + CA + K + CA, СА : C — 44 ОВ-ЮЗ 2.126
89 1,02 0,73 0,78 0,6 10 35° 81 K + CA + K + CA, СА : C — 44 ОВ-ЮЗ 2.126
96 99 1,09 1,11 0,54 0,5 0,73 0,66 0,6 0,6 10 10 259 25° 87 100 K + CA + K + CA, СА : C — 54 K + CA+K + CA, противополож. ОВ-ЮЗ ОВ-ЮЗ 2.129 2.130 С двумя диф- фузорами, £ = 0,35
101 0,98 0,61 0,73 0,6 10 35° 87 K + CA + K + CA, СА : C — 54 ОВ-ЮЗ 2.129
НО 0,96 0,54 0,66 0,6 10 35° 100 K + CA + K+CA, ОВ-ЮЗ 2.130 Характеристики
118 противополож. при 0к —254-45°
0,86 0,58 0,6 0,6 10 45° 100 K + CA + K + CA, противополож. ОВ-ЮЗ 2.130
VI. Вентиляторы малошумные
Пу п d ZK 0К Схема Lt ДБ Наимено- вание Рис. Примечание
154 0,93 0,285 0,78 0,6 3 25° К+ СА — ОВ-114 2.164 Характеристики при 0к— 10 4- 35°
164 0,88 0,29 0,78 0,6 3 29° К+ СА — О В-114 2.164 То же
166 0,84 0,31 0,76 0,6 3 35° К + СА — ОВ-114 2.164 »
226 0,76 0,2 0,55 0,4 3 31° 30' К 78 О В-95 2.142 При D = 400 мм, п - 1350 об/мин
232 0,72 0,214 0,69 0,4 3 31° 30' К 76 О В-95а 2.153 При D = 400 мм. Характеристики при
п = 1350 об/мин, 0к= 144-29°
234 0,84 0,145 0,61 0,6 3 17° К 69 ОВ-114 2.158
250 0,77 0,16 0,61 0,6 3 29° К 69 ОВ-114 2.158 При D = 400 мм. Характеристики при
п - 1350 об/мин, 6 и= 14 4- 29°
ВНА + К 4- GA, d = 0,7; Н-1, zBHA=
= 22, 0ВНА — var; К-5, zK = 28, £к=
= 42°; С-4, zGA = 22, 0GA = 72°, ryCT =
= 0,863
крепление должно обеспечиваться без ка-
ких-либо надстроек на поверхности лопаток.
Регулировочные характеристики ОВ-5,
полученные поворотом лопаток ВНА при
постоянном значении угла 0К = 42°, при-
ведены на рис. 2.1. Быстроходность пу =
= 87, габаритность £)у = 0,97.
Геометрические параметры лопаток вход-
ного направляющего аппарата Н-1, рабо-
чего колеса К-5 и спрямляющего аппарата
С-4 приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Геометрические параметры
лопаток ОВ-5
Г ъ дег Р
К-5 Н-1 К-5 Н-1 К-5
0,972 0,294 —1°15' —4°20' 0,474 0,7
0,92 0,296 —0°45' —2°17' 0,46 0,657
0,863 0,298 0 0 0,449 0,598
0,8 0,3 0°45' 3°10' 0,432 0,547
0,73 0,303 3°20' 7910' 0,403 0,485
Примечания. 1. У лопаток Н-1 вели-
чина Ъ— 0,26.
2. У лопаток С-4: е=0,26; Д0Г= 0; р= 0,402.
§ 11. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-12
Вентилятор ОВ-12 выполнен по схеме
ВНА -|- К + СА с подкруткой потока во
ВНА против направления вращения рабо-
чего колеса. Относительный диаметр втул-
ки d = 0,7. Лопатки всех венцов листовые,
без галтелей у втулки и корпуса. Регули-
ровочные характеристики ОВ-12, получен-
ные поворотом лопаток рабочего колеса,
приведены на рис. 2.2. Радиальный зазор
между лопатками колеса и корпусом со-
ставлял примерно 1 % длины лопатки и был
равномерным по хорде при значении 0К =
= 25°. При увеличении же угла увеличи-
вался и зазор. При 0К — 45° зазор между
лопатками и втулкой практически отсут-
ствовал, а при 0К < 45° опять увеличи-
вался. Быстроходность пу = 91, габарит-
ность Z)y = 1,14.
Геометрические параметры лопаток
ОВ-12 приведены в табл. 2.2.
Была испытана также модель двухсту-
пенчатого вентилятора ОВ-12 со схемой
ВНА 4- К 4- НА 4~ К 4~ С А. Все лопаточ-
ные венцы те же, что и у одноступенчатого.
Параметры промежуточного направляюще-
го аппарата Н-14 с некручеными лопатками
приведены в табл. 2.2. Регулировочные
характеристики двухступенчатого ОВ-12
показаны на рис. 2.3 и соответствуют раз-
личным углам установки лопаток рабочих
колес. Замечания в отношении галтелей и
радиальных зазоров, сделанные выше, спра-
ведливы и для рассматриваемого варианта.
Быстроходность пу = 53, габаритность
Dy = 1,15.
55
Рис. 2.2. Характеристики одноступенчатого ОВ-12. Схема ВНА ф К ф СА, d = 0,7:
Н-37, zBHA = 15, 0ВНА = 105°, К-12, Zk = 20, 0к = var; С-29Л, zCA = 15, 0СА = 75°
Густ == 0,825
§ 12. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-15
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Вентилятор ОВ-15 имеет основную рас-
четную схему К ф СА, т. е. рабочее колесо
рассчитано под осевой вход потока в его
лопаточную систему. Применены колесо
К-15 и спрямляющий аппарат С-1. Вели-
чина d = 0,7. Вентилятор испытывался
также в схеме ВНА ф К ф С А с лопатка-
56
ми ВНА Н-39 некручеными, имеющими по-
стоянный профиль с нулевым изгибом
средней линии (симметричный профиль).
В этом случае при угле установки лопаток
ВНА 0г = 90° вход потока в рабочее колесо
сохраняется осевым. Хорда лопатки Ь =
= 0,32. Относительная толщина профиля
с — 0,1. Лопатки снабжены поворотным
закрылком длиной 0,7b (рис. 2.4), который
используется для регулирования. Уста-
новка закрылков такого ВНА на угол
Таблица 2.2
Геометрические параметры лопаток ОВ-12
г ь Д0Г р
К-12 Н-37 К-12 С-2 9 Н-3 7 К-12 Н-14 С-29
0,972 0,33 —1° 50' —4° 50' 2° 20' 0,56 0,952 0,291 0,675
0,9 0,334 —1° —2° 50' 1° 20' 0,532 0,875 0,277 0,635
0,825 0,34 0 0 0 0,511 0,775 0,263 0,594
0,75 0,346 1° 3° 25' —1° 40' 0,484 0,67 0,249 0,565
0,7 0,351 1° 45' 6° —2° 40' 0,464 0,595 0,24 0,548
Примечания. 1. У лопаток Н-14,
Н-37 и С-29
0,33 И 0,314.
2. У Н-14 лопатки некрученые, т. е. Д0Г = О.
величина Ь соответственно равна: 0,279,
а
\0,8
Л
1,0
0,6
110\
/,4
1ОО'~
80
1,2
70
1,0
0,8
0,6
0,5 у
0,3
0.1
0,2
Рис. 2.3. Характеристики двухступенча-
того ОВ-12. Схема ВНА + Кг -> НА ф
4-К2 + СА, d = 0,7; Н-37, zBHA = 15,
®внд= Ю5°; К-12, zK1 2= 20, 0К = var;
Н-14, znA = 32,0 НА - 83 ; С-29Л, zCA=
= 15, 0СА = 75°, 7уст = 0,825
а4о
б
у %.
feipoayc
60 70 80 90 1001100.^,градус
Рис. 2.4. Схема лопатки Н-39 (а) и зави-
симость для определения угла выхода
потока из аппарата Н-39 (б)
О — ось поворота закрылка
57
Таблица 2.3
Геометрические параметры лопаток ОВ-15
Г ъ* Д6Г р С
К-15 К-15 С-1 К-15 С-1 К-15
0,99 0,282 —8° 15' 2° 40' 0,766 0,39 0,0894
0,95 0,279 —6° 05' Г 50' 0,697 0,391 0,0928
0,92 0,277 —4° 15' 1° 15' 0,646 0,392 0,0952
0,863 0,275 0 0 0,557 0,388 0,1
0,82 0,273 3° 45' —50' 0,493 0,383 0,1036
0,77 0,27 8° 35' —1° 55' 0,43 0,38 0,1078
0,72 0,268 13° 45' —3° 10' 0,378 0,372 0,112
* У лопаток С-1 величина Ь= 0,276 .
А0вна = “Н5-;—10° незначительно влия-
ет на максимальный к. и. д., а быстроход-
ность при этом изменяется довольно су-
щественно. Это обстоятельство позволяет
расширить диапазон значений быстроход-
ности, при которых может быть выбран
вентилятор ОВ-15, но по схеме ВНА -|-
+ К + СА. Если при этом вентилятор вы-
Рис. 2.5. Характеристики ОВ-15. Схема
К 4-СА, d= 0,7. К-15, zK = 28;0K =
— var; С-1, 0СА = 75°, zCA = 29, гуСт =
= 0,863
полняется с нерегулируемыми закрылками
ВНА, то вместо «изломанного» следует вы-
полнять обычный плавный профиль со
средней линией, имеющей соответствую-
щий изгиб. Этот изгиб, а также угол уста-
новки лопатки и ее хорда определяются из
соотношений, приведенных выше, в § 1.
Число лопаток zBHA= 13. Основной ва-
риант ОВ-15 имеет число лопаток zK =
= 28 и zCA = 29. Лопатки спрямляющего
аппарата листовые. При необходимости ло-
патки СА могут быть выполнены обычным
способом и профильными с такой же сред-
ней линией и хордой, как у листовых лопа-
ток. Относительная толщина этих профиль-
ных лопаток с должна быть не более 12%.
Были получены аэродинамические ха-
рактеристики ОВ-15 с уменьшенным чи-
слом тех же лопаток колеса К-15 и спрям-
ляющего аппарата С-1: zK = 20 и zGA —
= 21.
Геометрические параметры лопаток К-15
и С-1 приведены в табл. 2.3.
Схема К + СА.
Изменение угла
установки лопаток колеса
Аэродинамические характеристики вен-
тилятора ОВ-15 показаны на рис. 2.5. Ло-
патки колеса и аппарата без галтелей, за-
зор между лопатками колеса и втулкой
практически отсутствовал при 0К = 509 и
соответствующим образом увеличивался
при уменьшении угла установки. Радиаль-
ный зазор между лопатками и корпусом
составлял примерно 1 % длины лопатки при
всех значениях угла установки 0К. Быстро-
ходность пу = 96, габаритность Dy = 1.
58
Рис. 2.6. Характеристики ОВ-15. Схема ВНА 4-К + СА, 5*= 0,7, Н-39, zBHA = 13,
eBHA = var; К-15, ZK = 28> ек = 49°, С-1, еСА = 75°, ZCA = 29, ^ст = 0,863
Схема ВНА + К + СА.
Регулирование закрылками
входного направляющего аппарата
На рис. 2.6 показаны регулировочные
аэродинамические характеристики ОВ-15,
полученные поворотом закрылков ВНА
в диапазоне углов установки 60-5-120° при
фиксированном значении угла установки
лопаток колеса 0к = 49° и числе лопаток
колеса zK = 28. Предельно допустимым
является угол установки Овна “ Н5°. Как
видно, максимальный к. п. д. т) = 0,87
достигается при 0Вна = Ю0°, а не при ис-
ходном его значении 0ВНА = 90°. Быстро-
ходность Пу = 99, габаритность Dy — 0,92.
На рис. 2.7 показаны аналогичные ха-
рактеристики, но при zK = 20 и zCA = 21.
Быстроходность Пу = 108, габаритность
Dy = 0,87, лопатки с галтелями.
Характеристики вентилятора ОВ-15 на
рис. 2.8 отличаются от характеристик на
рис. 2.7 тем, что соответствуют углу уста-
новки 0к = 40°. При этом быстроходность
Пу — НО, а габаритность Dy — 0,93.
§ 13. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-23
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Модель вентилятора ОВ-23 была испыта-
на при различных числах определенных
лопаток, установленных под разными уг-
лами [8]. При наибольшем, расчетном числе
лопаток zK = 10 получены также характе-
ристики не только в схеме К, но и в схеме
К + СА. Испытана модификация этого вен-
тилятора ОВ-23М, лопатки рабочего колеса
К-23М которого имеют на внешнем радиусе
такую же хорду, как и лопатки колеса
К-23. Во всех остальных сечениях хорда
плавно уменьшается и у втулки становится
меньше примерно на 25%. Соответственно
изменились крутка лопатки и радиус кри-
визны средней линии профиля.
Спрямляющий аппарат вентилятора С-56
(тот же, что для К-23 и К-23М) имеет листо-
вые лопатки. Аппарат может быть выпол-
нен также с профильными лопатками, при
этом все геометрические параметры аппа-
рата остаются неизменными, а максималь-
ную толщину профиля с можно принять
равной 0,1. Все вентиляторы этой схемы
Таблица 2.4
Значения пу и Dy для ОВ-23 и ОВ-23М
Параметры Схема
K-f-CA к
ОВ-23 ОВ-23М ОВ-23М с ВХОД- НОЙ ко- робкой ОВ-23 ОВ-23М
ZK 10 6 6 10 8 6 5 4 10
nv 252 303 206 309 314 344 370 406 309
Dy 0,65 0,65 0,75 0,62 0,66 0,65 0,63 0,66 0,63
Таблица 2.5
Геометрические параметры лопаток ОВ-23 и ОВ-23М, Д0^ = 2°40'
т Ъ* дег р С
К-23 К-23М К-23 К-23М С-56 К-23 К-23М С-56 К-23, К-23М
1,0 0,222 0,222 —9° 40' —9° 30' 2° 10х 1,01 0,972 0,647 0,1
0,95 0,23 0,224 —7° 40' —7° 50' 1° 50' 1,045 0,983 0,63 0,103
0,85 0,246 0,228 —4° 20' —4° 15' 1° 1,105 0,987 0,603 0,111
0,75 0,263 0,233 0 0 0 1,11 0,931 0,564 0,119
0,65 0,279 0,237 5° 20' 5° 50' 1° 25' 1,04 0,806 0,529 0,126
0,55 0,295 0,248 12° 50' 13° 30' —3° 20' 0,9 0,655 0,482 0,134
0,45 0,311 0,245 22° 20' 24° 15' —6° 0,732 0,5 0,43 0,142
0,35 0,328 0,25 35° 20' 38° 20' —9° 45' 0,533 0,346 0,389 0,15
* У лопаток С-56 величина Ь= 0,297.
60
Рис. 2.7. Характеристики ОВ-15. Схема ВНА 4. К ф СА, d = 0,7, Н-39, zBHA
®вна = 2к = 20, 0к = 49°; С-1, Одд = 75°, z^A = 21, /уст = 0,863
13,
Рис. 2.8. Характеристики ОВ-15. Схема ВНА 4- К 4- СА, d = 0,7, Н-39, ZBHA
0ВНА = var; К'15’ ZK = 20’ ек= 40°; С-1’ 0СА = 75°’ ZCA = 21> ГУСТ = 0.863
13,
Рис. 2.9. Характеристики ОВ-23. Схема К, d = 0,35, zK = 4, К-23, 0K = var, гуСт = 0,75
имеют малый относительный диаметр втул-
ки d — 0,35. Значения быстроходности и
габаритности в зависимости от числа ло-
паток колеса и схемы приведены в табл. 2.4.
Геометрические параметры лопаток ОВ-23
и ОВ-23М, а также аппарата С-56 приведе-
ны в табл. 2.5.
Аэродинамические характеристики ОВ-23
в схеме К при числах лопаток zK = 4, 5,
6, 8 и 10 показаны на рис. 2.9—2.13. Ха-
рактеристики ОВ-23 в схеме К + СА при
= 10 в диапазоне углов установки
0К = 204-45° показаны на рис. 2.14. Из
сопоставления характеристик рис. 2.13 и
2.14 видно, как влияет установка спрям-
ляющего аппарата. Максимальный к. п. д.,
например, увеличился при углах установки
0К = 354-40°, близких к расчетному, с 0,8
для схемы К до 0,9 для K-J-CA. Коэффи-
циент давления увеличился с 0,24 у схемы К
до 0,30 у схемы К + СА. Быстроходность
«У = 252, габаритность Dy = 0,65.
Характеристики ОВ-23М в схеме К при
= 10 показаны на рис. 2.15 (пу = 309,
Dy = 0,63), а характеристики ОВ-23М в
схеме К + СА при zK = 6 и zCA =7 —
на рис. 2.16 (пу = 303; Dy = 0,65).
Вентилятор К-23М схемы К -J- СА был
испытан с входным патрубком, в котором
поток поворачивается на 90°. Схема такой
установки с основными размерами в долях
диаметра рабочего колеса вентилятора по-
казана на рис. 2.17, а характеристика этой
установки — на рис. 2.18.
§ 14. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-29
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Схема К + СА
Вентилятор ОВ-29 может быть исполь-
зован как в схеме К + СА, так и в схеме
ВНА + К -J- СА. Рабочее колесо рассчи-
тано на осевой вход потока, поэтому осе-
вой ВНА типа Н-39 применяется или для
регулирования, или (при неизменном по-
ложении закрылка ВНА) для создания
схемы ВНА -)- К -j- СА. Расчетный угол
установки лопаток близок к 0К = 40°,
расчетное число лопаток zK = 16.
На рис. 2.19 приведены регулировочные
характеристики ОВ-29, выполненного по
схеме К СА. Лопатки колеса —
63
л
0,06
о 0,1 0,2 03 0,4 ср
Рис» 2.11. Характеристики ОВ-23. Схема К, d = 0,35; zK = 6, К-23,0к varB fye»** 0»75
Рис. 2.13. Характеристики ОВ-23. Схема К, d = 0,35; zK = 10, К-23,0к = var, ryCT= 0,75
Рис. 2.14. Характеристики ОВ-23. Схема К + СА,
d = 0,35; К-23, zK = 10, 0 к — var;
С-56, 0 ед — 83°, zCA = 9, Густ — 0,75
Таблица 2.6
Геометрические параметры лопаток
ОВ-29, А0^=19ЗО'
Г 40г р
К-29 С-2 5 К-29 С-25
0,97 —9° 15' 2° 30' 0,903 0,525
0,9 —5° 15' 1°20' 0,91 0,512
0,825 0 0 0,993 0,5
0,75 5° 40' —1°35' 0,835 0,48
0,69 10° 50' —3° 0,783 0,46
0,62 18° —5° 30' 0,685 0,44
Примечания. 1. Величина Ъ у лопаток
К-29 и лопаток С-25 соответственно равна
0,302 и 0,294.
2. Величина с у лопаток К-29 равна 0,1.
профильные без привтулочных галтелей,
с радиальным зазором у втулки. Лопатки
СА листовые, без галтелей у корпуса и
втулки. Быстроходность Пу =145; габарит-
ность Dy = 0,835. Геометрические пара-
метры лопаток ОВ-29 колеса К-29 и ап-
парата С-25 приведены в табл. 2.6. Пара-
метры лопаток ВНА Н-39 даны на рис. 2.4.
Схема ВНА + К + СА
Регулировочные характеристики ОВ-29
в схеме ВНА -}- К -}- СА, полученные по-
воротом закрылков лопаток ВНА при фик-
сированных углах установки лопаток ко-
леса 0К = 359 (иу = 160, Dy = 0,84) и
0К = 45° (иу = 152, Dy = 0,77), показаны
на рис. 2.20 и 2.21 соответственно. Число
лопаток рабочего колеса zK = 16. Анало-
гичные характеристики, но при числе
66
Рис. 2.15. Характеристики ОВ-23М. Схема К, d — 0,35; К-23М, zK = 10, 0K = var,
Густ~“ 0,75
Рис. 2.16. Характеристики ОВ-23М. Схема К ф СА, d = 0,35; К-23М, zK = 6, 0к = var;
С-56, zCA = 7, 0GA = 81°, ГуСт = 0,75
Рис. 2.17. Схема установки вентилятора ОВ-23М с входным патрубком
100.3
Рис. 2.18. Характеристики установки вентилятора ОВ-23М с входным патрубком (схему
патрубка см. на рис. 2.17). Схема К -ф- СА, d = 0,35; К-23М, zK = 6, 0К = var; С-56,
zCA= 7, 0СА = 81°. Густ = 0»75
К 4- СА, d = 0,6; К-29, zK = 16, 0К = var
Рис. 2.19. Характеристики ОВ-29. Схема
С-25, zCA = 15, 0СА = 75°, Густ = 0,825
лопаток zK = 12 показаны на рис. 2.22 и
2.23. При 0К = 35° быстроходность пу =
= 167, габаритность Dy = 0,80, при 0К =
= 45° — соответственно пу = 165, Dy =
= 0,75.
Лопатки колес К-29 при снятии регули-
ровочных характеристик поворотом за-
крылков ВНА имели галтели у втулки, а
зазоров не было. Лопатки спрямляющего
аппарата имели галтели у корпуса и втул-
ки. В результате увеличился максималь-
ный к. п. д. по сравнению с к. п. д. ОВ-29
с поворотными лопатками колеса (см. рися
2.19).
69
Рис. 2.20. Характеристики ОВ-29. Схема ВНА К -4- СА, d = 0,6; Н-39, zBHA = 13,
Овна ~ var’ К-29, zK == 16, 0К = 35°; С-25, zCA = 15, 0СА = 75°. густ = 0,825
Рис. 2.21. Характеристики ОВ-29. Схема ВНА -J- К СА, d = 0,6; Н-39, zBHA = 13
0ВНА = var; К-29, zK = 16, 0К = 45°; С-25, zCA = 15, 9СЛ = 75°, гуСТ = 0,825
Рис. 2.22. Характеристики ОВ-29. Схема ВНА 4- К 4- СА, d = 0,6; Н-39, zBHA = 13
еВНА = var; К-29, zK = 12, 6К = 35°; С-25, zCA = 11, 0GA = 75°, Густ = 0,825
Рис. 2.23. Характержатики ОВ-29. Схема ВНА 4- К + СА, d = 0,6; Н-39, zBHA = 13
0 впа “ к"29> «к = 12> 0к = 45°; С"25’ zca = 11 ’ 0са = 75°» 'уст = 0,825
Рис. 2.24. Характеристики ОВ-35. Схема ВНА -f- К, d = 0,6; К-35, zK = 16, 0K= var;
Н-21, ZgpjA = 14,0 внд= var» ^уст — 0,825:0 ВдА = 108° (-); 0BjjA = Иб^О' (----)
Максимальным значением угла установки
закрылка следует считать 0ВНА = И5°.
При 0Вна Z> 115° происходит не только
резкое уменьшение к. п. д., но и уменьше-
ние давления вентилятора при продолжаю-
щей возрастать потребляемой мощности.
Необходимо отметить также, что до зна-
чений 0ВНА= 100° и даже 0ВНА ~ не
только давление, но и к. п. д., по сравнению
с их значениями при исходном положении
закрылка 0Вна = ^°’ возрастают.
Все характеристики при 0Вна = ^0° (См-
рис. 2.20—2.23) останутся практически без
изменения [21], если входной направля-
ющий аппарат Н-39 будет отсутствовать.
Поэтому их можно считать принадлежа-
щими ОВ-29 по схеме К + СА.
74
§ 15. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-35
Вентилятор ОВ-35 выполнен по схеме
ВНА + К с остаточной круткой потока за
рабочим колесом на расчетном режиме,
благодаря чему увеличивается к. п. д. вен-
тилятора и уменьшаются его осевые раз-
меры [29]. Особенностью ОВ-35 являются
высокие значения коэффициентов давления
и производительности, что позволяет ис-
пользовать его там, где особенно необходи-
ма компактная вентиляторная установка,
развивающая большое давление при зна-
чительной производительности. Например,
в системах охлаждения двигателей внутрен-
него сгорания с воздушным охлаждением.
Лопатки аппарата и колеса листовые, без
галтелей у корпуса и втулки. Характери-
Таблица 2.7
Геометрические параметры лопаток ОВ-35
г Ь* дег р
Н-51 К-35 Н-51 К-35 Н-51
0,972 0,464 —5° 55' 2° 25' 1,730 0,550
0,900 0,462 —2° 55' 1° 20' 1,430 0,531
0,825 0,456 0 0 1,200 0,512
0,700 0,448 6° 50' —2° 10' 0,823 0,478
0,600 0,444 14° 20' 4° 15' 0,615 0,460
* У лопаток К-35 величина Ъ = =0,512.
Таблица 2.8
Значения пу и Dy для ОВ-35
6к 32° 10' 40°
0 ВНА 108° 116° 30' 108° 116° 30'
о 0,72 0,72 0,75 0,69
ф 0,32 0,36 0,48 0,52
ф 0,68 0,78 0,85 0,96
Ду 104 99,5 108 102
Dy 0,9 0,88 0,78 0,77
стики ОВ-35 при углах установки 0К =
= 32Q 1О'и0к == 40° показаны на рис. 2.24.
При каждом 0К характеристики сняты при
двух значениях угла установки аппарата:
Овна = Ю8° и ©вид = Н6° 30'.
Геометрические параметры лопаток
ОВ-35 даны в табл. 2.7, а значения пу к
Dy — в табл. 2.8.
§ 16. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-42
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-42
Расчетная схема этого вентилятора К +
+ СА, расчетный угол установки лопаток
колеса 0К близок к 45°, число лопаток
ZK = аппарата zCA = 15. Лопатки ко-
леса и аппарата листовые, без галтелей.
Характеристики вентилятора при значе-
ниях 0К = 30-4-45° показаны на рис. 2.25,
а геометрические параметры лопаток ко-
леса К-42 и спрямляющего аппарата С-25
приведены в табл. 2.9.
Вместо аппарата С-25 может быть исполь-
зован аппарат С-32 с профильными лопат-
ками. Его геометрические параметры при-
ведены в той же таблице. Быстроходность
пу = 137, габаритность Dy == 0,82. Вы-
полнить вентилятор, регулируемый пово-
ротом листовых лопаток колеса, конструк-
тивно весьма трудно, так как любые над-
стройки на поверхности лопатки приводят
к уменьшению давления и к. п. д. и, сле-
довательно, недопустимы. Поэтому регу-
лирование такого вентилятора входным на-
правляющим аппаратом имеет особое зна-
чение. Для регулирования ОВ-42 был ис-
пользован аппарат Н-39 (см. рис. 2.4).
На рис. 2.26—2.28 показаны регулиро-
вочные характеристики, полученные при
повороте закрылков лопаток Н-39 и фикси-
рованных углах установки лопаток колеса
Таблица 2.9
Геометрические параметры лопаток ОВ-42
Г дег р
К-4 2 С-32 С-2 5 К-42 С-32 С-25
0,972 —7° 50' 2° 25' 2° 30' 1,13 0,572 0,529
0,9 —3° 40' 1° 10' 1°30' 0,972 0,552 0,509
0,825 0 0 0 0,8 0,5275 0,495
0,7 8° 50' —2° 20' -3° 15' 0,572 0,483 0,46
0,6 17° 50' —4° 35' —6° 30' 0,428 ' 0,445 0,433
Примечания. 1. Величина Ь у лопаток К-42, лопаток С-32 и лопаток С-25 соответственно
равна 0,302; 0,346 и 0,294.
2. Величина с у лопаток С-32 равна 0,1.
75
Рис. 2.25. Характеристики ОВ-42. Схема К Ц- СА, d = 0,6; К-42, zK = 16, 0 к = таг;
С-25, zCA — 15, 0СА = 75°; густ = 0,825
Таблица 2.10
Значения пу и £>у для ОВ-42
Пара- метры Схема
К+СА ВНЛ + К+СА К1 + СА1 + + Кг + САе BHA+Kt + CAiH- к, -J- СА, BHA + Ki + CA.4- 4-К,4-СА, С входным патрубком и диффузором
Я Я 40° 16 135 0,82 35° 16 129 0,89 40° 16 135 0,82 45° 16 134 0,80 35° 12 147 0,84 45° 12 145 0,78 40° 16 86 0,96 40° 16 85 0,96 40° 16 85 0,99 45° 16 86 0,94
76
Рис. 2.26. Характеристики ОВ-42. Схема ВНА 4-^4- СА, d = 0,6; Н-39, «ВНА =
0 ВВА = var; К-42, zB ~ 16, 0 к =г 35е; С-25, z^A = 15, Одд = 75°, гУст = 0,825
0К = 35; 40 и 45е. Определенный интерес
представляет высокая эффективность ре-
гулирования и то, что максимальный к. п. д.
достигается при отклонении закрылков на
угол А0вна= 54-10° от исходного угла
установки 0Внд= 90° при одновременно
возрастающих давлении и производитель-
ности. О значениях пу и Dy будем судить
в точке максимального к. п. д. Для ОВ-42
схемы ВНА + К + СА их величины при-
ведены в табл. 2.10. Были получены также
регулировочные характеристики ОВ-42 при
уменьшенном числе тех же лопаток колеса
н аппарата: zK = 12 и zCA =11 (рис. 2.29
и 2.30). И в этом случае наблюдается уве-
личение к. п. д. при регулировании «вверх».
Значения пу и Dy даны в табл. 2.10. При
®вна= 90° характеристики рис. 2.29 и 2.30
могут рассматриваться как характеристики
схемы К + СА (без ВНА).
77
zCA = 15, 0СА — 75°, Густ — 0,825
Рис. 2.27. Характеристики ОВ-42. Схема ВНА 4- К -|- СА, d — 0,6; Н-39, zBHA = 13,
0внд = var> К-42, zK = 16, 0к = 40°; С-25;
При испытаниях ОВ-42 по схеме ВНА 4~
4- К 4- СА у лопаток колеса и спрямляю-
щего аппарата, а также у неподвижных но-
совых частей лопаток ВНА были выпол-
нены галтели.
Двухступенчатый
вентилятор ОВ-42
Характеристики двухступенчатого вен-
тилятора ОВ-42, выполненного по схеме
4- CAj 4- Ка + САа (рис. 2.31), полу-
78
чены при углах установки лопаток рабочих
колес 0W = 35; 40 и 45° и неизменных
2
углах установки лопаток аппаратов. Все
лопатки имели галтели. М я ксимя льный
полный к. п. д. двухступенчатого ОВ-42 до-
стигает 0,87 при 0К1 = 40°. Быстроход-
ность Пу = 87, габаритность Dy = 0,96.
Были получены также регулировочные
характеристики двухступенчатого ОВ-42 с
входным направляющим аппаратом Н-39
(рис. 2.32). Регулирование осуществля-
лось поворотом закрылков ВНА Н-39 и
Рис. 2.28. Характеристики ОВ-42. Схема ВНА f К f СА, d = 0,6; Н-39, zBHA
0вна ~ ^аг; К-42, zK - 16, 0 в = ^3°; С-25, Zqa = 15, Одд = 75°, Густ = 0,825
13,
Рис. 2.29. Характеристики ОВ-42. Схема ВНА К 4- СА, d — 0,6; Н-39, zBHA = 13,
0ВНА == var* К-42, zK = 12, 0К = 35°; С-25, zCA = И, 0СА = 75°, густ = 0,825
промежуточным СА1? которым служил ап-
парат С-32, при фиксированном значении
угла установки лопаток колеса
0т.
К1> 2
40°.
Закрылки лопаток аппарата С-32 имели
такую же относительную величину, как и
у лопаток Н-39. Схема отсчета углов уста-
новки закрылков аппаратов показана на
рис. 2.33. На характеристиках показан угол
отклонения закрылков Д0ВНЛ СА =0вна~
— “ 0СА1 — (®СаЛсх-
Двухступенчатый вентилятор ОВ-42
с входным патрубком и диффузором
Двухступенчатый ОВ-42, выполненный
по схеме ВНА + Кх САг + Ка + СА2,
был испытан в установке с входным па-
80
трубком и выходным диффузором. Регули-
ровочные характеристики (рис. 2.34 и 2.35)
такой вентиляторной установки получены
поворотом закрылков лопаток ВНА и CAV
На этих же рисунках показаны схемы па-
трубка и диффузора с указанием основных
геометрических параметров, достаточных
для их конструирования. На рис. 2.34
и 2.35 приведены полное давление и пол-
ный к. п. д. вентиляторной установки. При
этом динамическое давление, определенное
по среднерасходной скорости в выходном
сечении диффузора, не считается потерян-
ным (случай, когда за диффузором имеется
нагнетательный участок сети). Отсчет уг-
лов поворота закрылков лопаток регули-
рующих аппаратов тот же, что и для
характеристик, показанных на рис. 2.32.
СА1 выполняет роль НА.
Рмс. 2.30. Характеристики ОВ-42. Схема BHA + K-f-CA, 5=0,6; Н-39; zBHA = 13, 0ВНА =
= var; К-42, zK = 12, 0к = 45°; С-25, zGA = 11, 0СА = 75°, ГуСТ = 0,825
Рис. 2.31. Характеристики ОВ-42. Схема Кх 4- САХ К2 4- СА2, d = 0,6; К1( 2: К-42,
- 16'вкъ = var; СА,: С-32,еСА, = 78°, ,сд, = 15; СА,: С-25, ЙСА> = 75°, ,СА,=
= 15; гуСТ — 0,825.
Рис. 2.32. Характеристика ОВ-42. Схема ВНА Кх + CAj -f- К2 СА2, d — 0,6; ВНА:
Н-39, zBHA = 13, 0вНА = var; К1( 2; К-42, zKi = 16, 6Ki = 40°; САр С-32, zCAi == 15,
0GAl = var; СА2: С-25, zGAe — 15, 0GAe = 75°, гуСт = 0,825, ДО =6ВНА — (0вна)исх=
= 0CA -<0саЛсХ; (0вна)исх= 90° (0СА1)исх = 78°
82
Рже. 2.33. Схема отсчета углов установки
лопаток и закрылков регулирующих аппа-
ратов ОВ-42:
1,3 — регулирование соответственно «Вверх»
и «Вниз»; 2 — исходное положение
Рассматриваемые характеристики (см.
рис. 2.34 и 2.35) могут быть использованы
также тогда, когда суммарные потери дав-
ления во входном и выходном патрубках
установки не превышают на режиме мак-
симального к. п. д. 25% динамического
давления вентилятора (коэффициент по-
терь — 0,25), а поток на входе в проточ-
ную часть вентилятора достаточно равно-
мерен. Значения пу и Dy приведены в
табл. 2.10.
Дополнительные сведения о схеме ОВ-42
и ее модификациях приведены в работах
[16, 25].
§ 17. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-62
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Особенностью вентиляторов этой схемы
является то, что рабочее колесо рассчитано
под поток, закрученный против направле-
ния его вращения во входном направля-
ющем аппарате (ВНА). Основная схема —
ВНА -j- К + СА. Число лопаток zBHA =
= 15. Лопатки ВНА могут выполняться
или профильными (Н-40) или листовыми
(Н-37). Профильные лопатки Н-40 — не-
крученые, с профилем, постоянным по дли-
не. У регулирующего аппарата Н-40 ло-
патки имеют поворотную часть — так на-
зываемый закрылок (см. рис. 2.40). Нере-
гулирующий аппарат может быть выпол-
нен и с листовыми лопатками Н-37. Вы-
полнение лопаток аппарата Н-37 некру-
чеными по параметрам сечения на г = 0,825
приведет к уменьшению к. и. д. вентиля-
тора примерно на 1,5%. Рабочее колесо
имеет 20 профильных лопаток. Существуют
две модификации лопаток — К-8 и К-62,
отличающиеся параметрами профилей по
длине лопатки. Модификация К-62 — ос-
новная. Спрямляющий аппарат С-29 имеет
15 профильных лопаток. Выполнение спрям-
ляющего аппарата с некручеными лопат-
ками по параметрам сечения на г => 0,825
приведет к уменьшению к. п. д. примерно
на 1,5%.
Вентилятор может быть выполнен с от-
носительным диаметром втулки d — 0,6
(основная модификация) и с d = 0,7.
Вентиляторы ОВ-62 могут использовать-
ся и без спрямляющего аппарата, по схеме
ВНА + К. При этом поток покидает вен-
тилятор довольно значительно закручен-
ным, максимальные к. п. д. и давление
вентилятора уменьшаются примерно на 5% ,
но характеристика становится более поло-
гой, а режим максимального к. п. д. сме-
щается в область больших значений про-
изводите л ьности.
Модели вентилятора ОВ-62 были испы-
таны также в двух- и трехступенчатом ис-
полнениях, а также с диффузором на вы-
ходе.
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-8.
Регулирование поворотом
лопаток колеса
На рис. 2.36 показаны характеристики
вентилятора ОВ-8 при различных углах
установки лопаток рабочего колеса К-8.
Лопатки К-8 отличаются от лопаток К-62
не только геометрией, но и отсутствием
84
л
0,8
Рис. 2.34. Характеристики установки ОВ-42. Схема ВНА 4- Kj САа + К, + САа,
d = 0,6; ВНА: Н-39, zBHA = 13, 0ВНА = var; Kv К-42, z^ = 16, 0Ki = 40°; САХ:
С-32, zGAi =[15, 6GAi = var; CAa: C-25, zGAt = 15, 0GAt = 75°, густ = 0,825
Рис. 2.35. Характеристики установки ОВ-42. Схема ВНА 4- Кх 4- САХ 4- К2 + СА2-
d = 0,6. ВНА: Н-39, zBHA = 13, 0ВНА = var; Кх, 2: К-42, зК1,2= 16, 6^ = 45°; САХ:
С-32, ZqAi = 15, 0 ел» = СА2: С-25, %САг ~ ^са« = ’ ^уст = 0,825
Рис. 2.36. Характеристики ОВ-8. Схема ВНА 4- К 4- СА, d = 0,7, Н-37 (Н-40), 0ВНА =
=]108°30'; Zbha = 15; К-8, zK = 20, 0К = var; С-29, 0СА = 75°, zCA = 15, густ = 0,825
галтели у корневого сечения, благодаря
которой осуществляется плавный переход
от поверхности лопатки к поверхности
втулки. Галтелеобразный переход (см.
рис. 2.38) способствует уменьшению потерь
давления в рабочем колесе и увеличению
к. п. д. вентилятора примерно на 2% [18],
но при отсутствии зазора между лопатками
и втулкой.
Рассматриваемые характеристики (см.
рис. 2.36) являются регулировочными. Ра-
диальный зазор между лопатками и корпу-
сом s=s/l=l,l% (Z — длина лопатки)
87
Таблица 2.11
Геометрические параметры лопаток вентиляторов OB-62, ОВ-8. К-8; К-62:
Д0'=О° 50'; С-29: Д0'=0° 30'
г ъ дег р с* *
К-8 Н-37 К-62 К-8 С-29 Н-37 К-62 К-8 С-29 К-62 К-8
0,972 0,33 —1° 50' —6° 10' —4° 30' 2° 20' 0,56 1,03 0,805 0,675 0,09 0,09
0,9 0,336 —1° —3° 35' —2° 50' 1°20' 0,532 0,96 0,757 0,635 0,094 0,094
0,825 0,34 0 0 0 0 0,511 0,866 0,711 0,594 0,097 0,97
0,75 0,346 1° 4° 05' 1° —1° 40' 0,484 0,8 0,655 0,565 0,1 0,1
0,70 0,349 1°45' 7° 50' 6° —2° 40' 0,464 0,71 0,61 0,548 0,105 0,105
0,65 — 2° 30' 12° 10' —— —4° 40' 0,45 0.639 0,543 0,1075 —
0,6 — 3°20' 16° 30' — —5° 40' 0,431 0,56 —— 0,523 0,11 •—
ь Д0Г р С
Н-40 0,33 0 0,53 0,1
Н-41 0,405 0 0,392 0,07
* У лопаток С-29 величина с=0,1.
Н-37 К-62 С-29
Ь 0,33 0,335 0.314
при 0К = 25°. Это значит, что при всех зна-
чениях 0к > 25° зазор $ в носовой и хво-
стовой частях лопаток будет увеличивать-
ся, а к. п. д. соответственно уменьшаться
по сравнению со случаем равномерного
минимального зазора. Радиальный зазор
между поворотными лопатками и втулкой
будет минимальным, наоборот, при наи-
большем угле установки лопаток (9К =
= 45°), а при 0К < 45° будет увеличи-
ваться, что также вызовет уменьшение
к. п. д.
Вентилятор ОВ-8 имеет быстроходность
«У — 86 (одну из самых малых для одно-
ступенчатых осевых вентиляторов с цилин-
дрической проточной частью и с d — 0,7)
и габаритность Dy = 1,01.
Геометрические параметры лопаток
ОВ-8 (рабочего колеса, входного напра-
вляющего и спрямляющего аппаратов)
приведены в табл. 2.11.
Рис. 2.37. Характеристики ОВ-62. Схема
ВНА^- К 4- СА, d = 0,6; Н-40, 0 ВНА =
= 107°30', 2внд= *5, К-62, 0К — var,
*К = 20; С-29, 0СД = 75°, ,СЛ = 15,
Густ= 0,825
88
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-62.
Изменение угла
установки лопаток колеса
Характеристики вентилятора ОВ-62 по-
казаны на рис. 2.37. При любом угле
установки 0К зазор между лопатками ра-
бочего колеса и корпусом был практически
одинаковым и составлял $ — 1,15 ч-1,35%.
Зазор между лопатками и втулкой у всех
венцов отсутствовал, переход от поверх-
ности лопаток к втулке выполнен галтеле-
образным с радиусом галтели г = 0,05 Ъ
(рис. 2.38). Такой переход особенно важно
для уменьшения потерь давления выпол-
нять с выпуклой стороны лопатки. Для
увеличения к. п. д. [18] галтелеобразный
переход был выполнен и между поверхно-
стями лопаток аппаратов и корпусом. Мак-
симальный к. п. д. вентилятора составляет
0,87—0,88 при быстроходности пу = 98 и
габаритности _Оу = 0,905.
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-62.
Регулирование поворотом
закрылков входного
направляющего аппарата
На рис. 2.39 показаны регулировочные
характеристики, полученные при повороте
закрылков входного направляющего ап-
парата Н-40 при фиксированном угле уста-
новки лопаток рабочего колеса 0к = 40°.
Параметры лопатки Н-40 с закрылком
показаны на рис. 2.40. Профиль лопатки
Н-40 с закрылком вычерчивается обыч-
ным образом. Носовые неподвижные части
лопаток Н-40 могут быть использованы
как опоры. Привтулочная и периферийная
части закрылка очерчиваются так, чтобы
Рис. 2.38. Схема галтелеобразного пере-
хода от поверхности лопатки к поверхности
втулки
он свободно поворачивался в принятом
для регулирования диапазоне углов уста-
новки закрылков Д0ВНА= 0ВНА-0внаисх
Угол А0вна, равный 15°, является наи-
большим допустимым. Отсчет угла 0ВНА.
производится так же, как и исходного угла
установки 0Внаисх-
Геометрические параметры лопаток ап-
паратов и рабочего колеса приведены
в табл. 2.11.
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-62
без спрямляющего аппарата.
Схема ВНА + К
Характеристика вентилятора ОВ-62, вы-
полненного по схеме ВНА + К, показана
на рис. 2.41, а геометрические параметры
ВНА Н-40 и рабочего колеса К-62 приве-
дены в табл. 2.11.
Двухступенчатый ОВ-8
и трехступенчатый ОВ-62
вентиляторы
Модель двухступенчатого вентилятора
ОВ-8 была испытана с рабочими колесами
К—8. Ее регулировочные характеристики,
Таблица 2.12
Координаты симметричного профиля лопатки Н-41
х = х!Ъ' 0 0,0125 0,025 0,05 0,075 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
у=у!с 0 0,124 0,15 0,19 0,225 0,25 0,376 0,45 0,485 0,5
х = х1Ь' 0,6 0,7 0,8 0,9 0.95 0,975 0,995 1,0
У = У/С 0,475 0,405 0,304 0,19 0.126 0.06 0,05 0
89
Рис. 2.39. Характеристики ОВ-62. Схема ВНА + К + СА, d = 0,6; регулирование пово-
ротом закрылков ВНА. Н-40, (0ВНа)исХ= Ю7°30', zBHa = 15, Д0ВНА= 0Bha“(0bha\cx
К-62, 0К = 40°, zK = 20; С-29, 0СА = 75°, zCA = 15, густ = 0,825
b-0,405
Рис. 2.40. Сечения лопаток с закрылком аппаратов Н-41 (а) и Н-40 (б). Схема отсчета углов
установки закрылка. О — ось поворота закрылка
Рис. 2.41. Характеристика ОВ-62. Схема
ВНА + К. d = 0,6; Н-40, 0ВНА =
= 107°30', zBHA = 15; К-62, 0К = 37°20';
ZK = 20; Густ = 0,825
полученные поворотом лопаток обоих рабо-
чих колес, показаны на рис. 2.42. Гео-
метрические параметры лопаток К-8 и ап-
паратов Н-40, Н-41, С-29 приведены
в табл. 2.11. Координаты симметричного
профиля некрученых лопаток промежуточ-
ного направляющего аппарата Н-41 отли-
чаются от координат такого профиля для
других венцов (табл. 2.12). Построение ло-
патки Н-41 выполняется так же, как и дру-
гих лопаток.
Все замечания по лопаткам К-8 и ради-
альным зазорам между поворотными ло-
патками и корпусом и втулкой относятся
также к двухступенчатому вентилятору.
У двухступенчатого вентилятора ОВ-8
с d = 0,6 быстроходность пу = 60 и габа-
ритность Dy = 1,07.
Модель трехступенчатого вентилятора
ОВ-62 имеет те же аппараты, что и ОВ-8Г
но рабочие колеса К-62. Регулировочные
характеристики ОВ-62, полученные пово-
ротом закрылков входного Н-40 и двух про-
межуточных направляющих аппаратов
Н-41, показаны на рис. 2.43. Ось поворот-
ного закрылка лопаток Н-41 (см. рис. 2.40)
расположена на средней линии профиля
на расстоянии 0,38& от ее носика (0,154 /?).
Трехступенчатый вентилятор ОВ-62
имеет быстроходность пу = 47 и габарит-
ность Dy - 1,19.
Многоступенчатые
вентиляторы ОВ-8 и ОВ-62
с присоединенными элементами
На рис. 2.44 показаны характеристики
по статическому давлению модели (см.
схему на рис. 2.44) с двухступенчатым вен-
тилятором ОВ-8 при d — 0,7. Наименова-
ния лопаточных венцов даны в подписи
к рисунку, а геометрические параметры
лопаток колес и аппаратов — в приведен-
ных выше соответствующих таблицах.
Рассматриваемые характеристики по-
лучены в модели типовой установки для
главного проветривания шахт [3] и могут
быть использованы для подбора вентиля-
торных установок, если суммарный коэф-
фициент £ потерь давления в элементах,
соединяющих вентилятор с сетью, не пре-
вышает 0,35 в области максимального
к. п. д.
На рис. 2.45 показаны регулировочные
характеристики по статическому давлению
трехступенчатого ОВ-62 с кольцевым диф-
Таблица 2.13
Основные данные вентилятора ОВ-62 и его модификаций
Пара- метры ОВ-8 ОВ-8 с ВХОДНЫМ и выходным элементами ОВ-62
ВНА + + К + СА ВНА + К1 + -f-HA + Kj + СА ВНА + К1 + + НА + К2 + + СА ВНА + + K+GA BHA+K+GA, регулирова- ние ВНА ВНА 4- К вна+к,+ + НА1 + к2 + + НА2 + К, + СА
Венти- лятор Венти- лятор с диффу- зором
6 0,83 0,82 0,77* 0,87 0,86 0,84 0,84 0,805 *
ф 0,27 0,33 0,27 0,34 0,34 0,36 0,31 0,3
ф 0,78 1,46 1,42 * 0,77 0,74 0,67 1,96 1,92*
d 0,7 0,6 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Пу 86 60 55 98 100 113 47 46
Dy 1,01 1,07 1,18 0,905 0,89 0,84 1,19 1,21
* По статическому давлению.
92
ис. 2.42. Характеристики двухступенчатого ОВ-8. Схема ВНА Ц- Кх 4- НА ф К2 + СА,
d — 0,6; регулирование поворотом лопаток рабочих колес. Зазор з = 1,1% приОк = 25°.
ВНА: Н-40, 0ВНА - 107°30', zBHA = 15, Klt а: К-8, 6К1 2 = ™г; *кх = 20> Н-41,
енд = 96°40', zHA = 22; С-29, 0СА = 76°30', zGa = 15, “густ = 0,825 ’
фузором длиной L ~ 2D и отношением
площадей п = 3,5. Внутреннее тело диф-
фузора — цилиндр (см. схему на рис. 2.45).
Характеристики на рис. 2.45 так же, как
и характеристики на рис. 2.43, получены
при регулировании поворотом закрылков
лопаток направляющих аппаратов; они
могут быть использованы для подбора
установок с полным коэффициентом потерь
С 0,4, в области максимального статиче-
ского к. п. д. Быстроходность установки
пу = 46, габаритность Dy = 1,21. Основ-
ные данные вентилятора О В-62 и его
модификаций приведены в табл. 2.13.
93
Ряс. 2.43. Характеристики трехступенчатого ОВ-62. Схема ВНА -4 Кх -4 НАХ 4- Ка 4-
-4 НА2 -4 К3 -4 СА, d = 0,6, регулирование закрылками входного ВНА и промежуточных
направляющих аппаратов НАХ, 2: А^внд = ®вна — (®вна^исх= ^®на =®на—(®на)исх*
ВНА: Н-40, (0Вна)исх= 107°30', zbHA = 15; Klt 2, 3: К-62, 0Ki = 37°20', zK = 20;
HAV а: Н-41, (0НА1 2)исх=96о40', zHAi = 22; С-29, 0СА = 76°30', zCA = 15, Густ = 0,825
Рис. 2.44. Характеристики двухступенчатого вентилятора О В-8 с входным патрубком
и выходной диффузорной частью. Схема ВНА -ф- Ki_-J- НА К2 ф СА, d = 0,7, регулиро-
вание поворотом лопаток рабочих колес. Зазор $= 1,1% при 0к = 25°. ВНА: Н-40,
0 = 107°30', = 15; К1)2: К-8, 0K =var; zK = 20; НА1- Н-41, 0НА = 96°40',
JjllA лЗаЛА. , 2 ^1’ 2 л-Лл,
гнд = 22; С-29, 0СА = 76°30', zCA = 15, густ = 0,825
Рис. 2.45. Характеристики (а) трехступенчатого ОВ-62 с диффузором (б). Схема BHA-]-Ki +
+ НАХ -f- К2 + НА2 К3 + СА, d — 0,6, диффузор с L = 2D и п = 3,5, регулирование
поворотом закрылков входного Н-40 и промежуточных Н-41 направляющих аппаратов.
ВНА: Н-40 (0ВНА)ИСХ= Ю7°30', zBHA = 15; К1>2>3: К-62, 9Ki =37°20', zK =20;
НА1>2: Н-41,(0На 2)исх= 96°40', zHAi 22; С-29, 9GA = 76°30', zCA = 15, Густ = 0,825
§ 18. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-74
Расчетной схемой вентилятора ОВ-74
является ВНА -f- К. У этого вентилятора
за колесом имеется остаточная крутка по-
тока, достигающая 25% скорости закру-
чивания в колесе и обусловливающая мак-
симальный к. п. д. вентиляторов ВНА -J-
+ К [29]. Лопатки ВНА листовые, колеса
профильные, относительный диаметр втул-
ки d = 6,5.
Геометрические параметры лопаток при-
ведены в табл. 2.14, а характеристика —
на рис. 2.46. Максимальный к. и. д. венти-
лятора т] = 0,78 невелик, но практически
соответствует максимально достижимой
[67] для вентиляторов схемы ВНА + К
с такими значениями коэффициентов про-
изводительности и давления, которые имеет
Таблица 2.14
Геометрические параметры лопаток ОВ-74, Д0^ —р
Г ъ * Д0Г р С
К-74 Н-47 К-74 Н-47 К-74 К-74
0,97 0,292 —2° 05' —3° 50' 0,418 1,455 0,075
0,9 0,275 —1° 15' —2° 20' 0,397 1,34 0,087
0,79 0,268 0 0 0,371 1,13 0,103
0,7 0,275 1° 15' Г 50' 0,348 1,0 0,111
0,6 0,291 2° 35' 4° 10' 0,328 1,0 0,115
0,5 0,314 4° 45' 7° 10' 0,298 1,06 0,117
* У аппарата Н-47 величина Ь= 0,236.
97
Густ — 0,79
ОВ-74. Благоприятная форма характери-
стики ОВ-74 и сама схема ВНА + К поз-
воляют применять этот вентилятор в неко-
торых специальных случаях. Быстроход-
ность Пу — 195, габаритность Dy = 0,8.
Схема ОВ-74 описана также в работе [30].
§ 19. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-76
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Расчетная схема вентилятора К + С.А.
Схема ОВ-76 выполнена в двух основных
модификациях: с числом лопаток рабочего
колеса zK = 10 и zK = 14. Схемы соответ-
ственно имеют наименование К-76-10 и
К-76-14. Решетки профилей на каждом
радиусе геометрически подобны, т. е. углы
установки профилей, их относительная вог-
нутость и густота решетки одинаковы для
обеих модификаций. Хорды их лопаток
относятся как числа лопаток, поэтому мо-
дификации отличаются удлинением лопа-
ток. Удлинение лопаток модификации
с zK= 10 в 1,4 раза меньше, чем удлине-
ние лопаток модификации с zK = 14. Оба
варианта лопаток выполнены по плоским
шаблонам, что, в основном, и обусловли-
вает различие их характеристик [43]. Ли-
стовые лопатки спрямляющего аппарата
С-44 у обеих модификаций колес одни и
те же.
Обе модификации были испытаны при
одних и тех же нескольких значениях
угла установки лопаток колеса, а также
с диффузором.
Модификация с zK = 10 была испытана
дополнительно в схеме ВНА + К -ф- СА
с регулирующим входным направляющим
аппаратом Н-39. Геометрические параметры
лопаток колес К-76-14 и К-76-10, а также
аппарата С-44 приведены в табл. 2.15,
а лопаток Н-39 — на рис. 2.4.
Таблица 2.15
Геометрические параметры лопаток ОВ-76, К-76: Д0' = 1° 45'; С-49: ДО' —0° 30'
ъ* Д0Г Р С **
Г 76-10 76-14 К-76 С-44 С-49 76-10 76-14 •41 О К-76
й й й й о 6
0,97 0,422 0,301 —5° 50' 2° 40' 3° 40' 1,982 1,415 0,672 0,572 0,092
0,9 0,424 0,303 —3° 15' 1°25' 2° 1,72 1,229 0,648 0,555 0,095
0,825 0,428 0,306 0 0 0 1,43 1,02 0,615 0,535 0,099
0,75 0,433 0,309 4° 20' —1° 15' —2° 10' 1,16 0,829 0,586 0,508 0,103
0,7 0,436 0,311 7° 45' —2° 50' —3° 30' 1,0 0,714 0,568 0,49 0,105
0,65 0,438 0,313 12° —3° 45' —4° 40' 0,85 0,606 0,552 0,468 0,107
0,6 0,440 0,314 17° 15' —5° —5° 30' 0,7 0,5 0,532 0,445 0,11
* У лопаток С-44 и G-49 величина Ъ соответственно равна 0,4 52 и 0,436
** У лопаток С-49 величина с«а0,1.
98
Схема К СА
вентиляторов ОВ-76-14
и ОВ-76-10
На рис. 2.47 показаны характеристики
ОВ-76-14, а на рис. 2.48 — характеристики
этого вентилятора с диффузором по стати-
ческому давлению и геометрические пара-
метры диффузора.
На рис. 2.49 и 2-50 соответственно пока-
заны характеристики ОВ-76-10 и ОВ-76-10
с диффузором. Вместо аппарата С-44 с ли-
стовыми лопатками может быть использо-
ван также аппарат С-49 с профильными
лопатками.
Значения величин пу и Dy для рассмот-
ренных модификаций ОВ-76 приведены
в табл. 2.16.
Рис. 2.47. Характеристики
ОВ-76-14. Схема K-j-CA, d = 0,6.
К-76-14, zK = 14, 0К = var; С-44,
zCA = 15, 0СА = 76°. 7уст = 0,825
Рис. 2.48» Характеристики
ОВ-76-14 с диффузором. Схе-
ма К + СА, d = 0,6; К-76-14,
ZK ~ ~ NStX' С-44, 0СА =
= 76°, ?СА = 15, 7уст = 0,825
Рис. 2.49. Характеристики ОВ-76-10.
Схема К СА, d = 0,6; К-76-10, zK = 10,
0К = var; С-44, zCA = 15, 0СА = 76°,
Густ = 0,825
Таблица 2.16
Значения пу и Dy Для ОВ-76.
Схема К + СА
Схема пу Dy
Без диф- фузора С диф- фузором Без диф- фузора С диф- фузором
К-76-14, zK = 14 148 131,5 0,885 0,96
К-76-10, zK = 10 142 130 0,9 0,96
Схема ВНА + К + СА
вентилятора ОВ-76-10
Модификация ОВ-76-10 была испытана
в схеме ВНА + К + СА с ВНА типа
Н-39 (см. рис. 2.4). Были получены регули-
ровочные характеристики вентилятора по-
воротом закрылков лопаток входного на-
правляющего аппарата Н-39 при двух фик-
сированных значениях углов установки ло-
паток рабочего колеса: 0К = 30° и 0К= 40°
(рис. 2.51 и 2.52). Судя по характеристи-
кам, предельным следует считать угол от-
клонения закрылка А0вна — 25°. При
Д0ВНА > 25° давление и производитель-
ность вентилятора не возрастают, а потре-
бляемая мощность увеличивается.
Модификация ОВ-76-10 была испытана
также в схеме ВНА -{- К + СА с нерас-
четными, уменьшенными числами лопаток
колеса и аппарата: zK = 8 и zCA = 11.
Регулировочные характеристики такого
вентилятора при 0К= 30° и 0К = 40° по-
казаны соответственно на рис. 2.53 и 2.54.
Как видно, и в этом случае предельным при
регулировании «вверх» является отклоне-
ние закрылка на угол А0вна = 25°.
Заметим, что все характеристики венти-
ляторов типа К-76-10 с ВНА при А9вна~
= 0 (®внд~ 90°) могут рассматриваться
как характеристики этого вентилятора, вы-
полненного по схеме К + СА. При выборе
характеристики при А9вна~ лопатки
ВНА не устанавливаются. Компоновка вен-
тилятора выполняется, как схемы К 4- СА.
Значения пу и £>у для различных вариан-
тов модификации ОВ-76-10, выполненных
по схеме ВНА + К + С А, приведены
в табл. 2.17.
Акустическая характеристика ОВ-76-10
со спрямляющим аппаратом С-49 показана
на рис. 2.55.
Дополнительные данные о вентиляторах
ОВ-76 содержатся в работе [9].
Таблица 2.17
Значения пу и £>у для ОВ-76-10.
Схема ВНА-ф-К + СА
zK=10 ZK=8
О со II Й ф о I Й ф о со II Й ф о 'll й ф
Д0ВНА 0 10° 0 10°
nv 134,5 131 143 148
Z>y 0,93 0,85 0,92 0.81
100
Рис. 2.50. Характеристики ОВ-76-10 с диффузором. Схема К + СА, d = 0,6; К-76-10,
ZK = ~ var’ С-44, 0СА = 76°, zCA — 15, ГуСТ — 0,825
§ 20. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-76л
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-76л
Основная схема вентилятора К + СА
имеет листовые лопатки рабочего колеса
и аппарата. В отличие от других схем с та-
кими лопатками в ее наименовании имеется
буква «л», так как создавалась эта схема
как вариант ОВ-76 с профильными лопат-
ками. Геометрические параметры лопатки
рабочего колеса К-76л приведены в табл.
2.18.
Таблица 2.18
Геометрические параметры лопаток
ОВ-76л
Г ь дег р
0,972 0,422 —5° 30' 1,12
0,9 0,425 —3° 1,02
0,825 0,428 0 0,93
0,75 0,432 4° 15' 0,875
0,7 0,436 7° 40' 0,826
0,65 0,438 12° 40' 0,78
0,6 0,442 19° 0,732
101
л
0,16
Рис. 2.51. Характеристики ОВ-76-10. Схема ВНА -ф“ К СА, d = 0,6. Регулирование
поворотом закрылков лопаток ВНА. Н-39, zBHA = 13, 0 ВНА = var, К-76-10, zK = 10,
0К = 30°; С-44, 0GA = 76°, zCA = 15, 7уСТ = 0,825
Рис. 2.52. Характеристики ОВ-76-Ю. Схема ВНА 4- К 4. СА, d = 0,6, регулирование
поворотом закрылков ВНА. Н-39, zBHA = 13, 0ВНА = var; К-76-10, zK = 10, 6К= 40°;
С-44, 0 СА = 76°, zGA = 15, Густ = 0,825
Рис. 2.53. Характеристики ОВ-76-10. Схема ВНА Ц- К СА, d — 0,6, регулирование
поворотом закрылков ВНА. Н-39, zBHA = 13, 0ВНА = var; К-76-10, zK = 8, 0К = 30°;
С-44, 0СА = 76°, zCA = И, Густ = 0,825
Аппарат С-44 тот же, что у схемы К-76
(см. табл. 2.15). Аэродинамические харак-
теристики ОВ-76л показаны на рис. 2.56,
а на рис. 2.57 — характеристики ОВ-76л
с диффузором (схему см. на рис. 2.48).
Значения быстроходности (пу) и габарит-
ности (Dy) для случая установки без диф-
фузора соответственно составляют 128,5 и
0,9, с диффузором — 124 и 0,91.
104
Двухступенчатый
вентилятор ОВ-76л
Двухступенчатый вентилятор ОВ-76л
был испытан по двум схемам: Кх + САг -j-
+ К2 + СА2 (рис. 2.58) и ВНА + Кх +
+ САХ + К2 + СА2 (рис. 2.59). В первом
случае изменялся угол установки лопа-
ток рабочих колес, во втором случае при
Рис. 2.54. Характеристики ОВ-76-10. Схема ВНА К ф СА, d = 0,6, регулирование
поворотом закрылков ВНА. Н-39, zBHA = 13, 0Вна = var’ К-76 2к = 8’ 8 к = 40°»
С-44, 0СА = 76°, ZCA = 11, 7уст = 0,825
Рис. 2.55. Акустическая характеристика
ОВ-76-10. Схема К Ц-СА, d = 0,6;
К-76-10, 6К = 35°, zK = 10; С-49, zCA =
= 15, 6са=76°, гУст=0,825; п = 1200 об/мин
1 — шум нагнетания; 2 — шум всасывания
фиксированных значениях угла установки
лопаток рабочих колес 0к = 35° осуще-
1> 2
ствлялось регулирование поворотом за-
крылков лопаток входного и промежуточ-
ного аппаратов. Обе схемы испытаны в уста-
новке типа шахтной (см. схему на рис. 2.63).
Характеристики этих вентиляторов в уста-
новке даны по статическому давлению.
Коэффициент потерь установки на режиме
(Л^тах составляет 0,35.
Значения пу и Dy для двухступенчатых
О В-76 л с входным и выходным патрубка-
ми при схеме К7 + САХ + К2 + СА2 со-
ставляет соответственно 77,5 и 1,1; при
схеме ВНА + Кх + САХ + К2 + СА —
79,5 и 1,06.
§ 21. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-78
Расчетная схема этого вентилятора К +
+ СА. На рис. 2.60 показаны характери-
стики, полученные при расчетном угле
установки лопаток рабочего колеса 6К =
= 50° и различных углах установки за-
крылков лопаток осевого входного напра-
вляющего аппарата Н-39 (см. рис. 2.4).
Схеме К + СА соответствует характери-
стика при 6ВНА= 90Q. Если вентилятор
используется только в схеме К + СА, то
ВНА не устанавливается. В схеме ВНА +
+ К + СА предельным значением угла
установки закрылков является OgHA^
= 110°. При 6gHA''> потеРи Давления
возрастают настолько, что при росте по-
требляемой мощности развиваемое венти-
лятором давление уже не увеличивается.
Это связано со значительной аэродинами-
ческой нагруженностью лопаточных венцов
уже на расчетном режиме. Тем не менее
регулирование при отклонении закрылков
ВНА на 20Q от исходного весьма эффектив-
но, что характерно для высокорасходных
Таблица 2.19
Геометрические параметры лопаток
ОВ-78
Г ь* Л0Г р
К-78 К-78 С-46 К-78 С-46
0,971 0,457 —10° 3° 50' 1,2 0,449
0,9 0,437 —4°30' 2° 0,946 0,438
0,825 0,42 0 0 0,737 0,427
0,75 0,412 5° —Г 50' 0,585 0,415
0,7 0.407 12° —3° 20' 0,504 0,406
0,65 0,405 18° 10' —4° 50' 0,427 0,397
0,6 0,4 25° 30' -6° 50' 0,366 0,389
* У лопаток С-46 величина 6 = 0,2 97.
аэродинамических схем осевых вентилято-
ров.
Быстроходность пу = НО, габаритность
Dy = 0,83. Лопатки колеса и спрямляю-
щего аппарата — листовые. Их геометри-
ческие параметры приведены в табл. 2.19.
§ 22. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-84
Особенностью этого вентилятора являет-
ся то, что лопатки его рабочих колес рас-
считаны с учетом изменения потерь давле-
ния по радиусу. Поэтому величина хорды
лопатки, а также угол установки профи-
лей и радиус изгиба их средней линии из-
меняются по более сложному закону
(табл. 2.20), а число сечений увеличено.
Таблица 2.20
Геометрические параметры лопаток К-84,
Д0В = 1°40'
Г ь Д0Г р с
0,989 0,366 —7° 30' 1,287 0,082
0,97 0,349 —7° 10' 1,228 0,0881
0,96 0,337 —6° 40' 1,185 0,0926
0,94 0,326 —6° 1,146 0,0978
0,9 .0,314 —4° 10' 1,063 0,1062
0,825 0,312 0 0,946 0,1152
0,749 0,32 4° 50' 0,837 0,1212
0,7 0,337 8° 35' 0,777 0,1205
0,64 0,366 14° 0,686 0,1172
0,628 0,372 14° 40' 0,666 0,116
0,62 0,378 14° 50' 0,643 0,115
0,608 0,383 14° 20' 0,62 0,1145
0,604 0,389 13° 50' 0,608 0,113
106
Рис. 2.56. Характеристики ОВ-76л. Схема JK 4* СА, ~d — 0,6; К-76л; zK — 10, 0К — var
С-44, zCA = 15, 0 СА = 76°, густ = 0,825
л
0,4
Рис. 2.58. Характеристики двухступенчатого ОВ-76л в установке типа шахтной для глав-
ного проветривания. Схема Кх САХ + К2 СА2, d = 0,6; Ki, 2: К-76л, zK^ — 10,
0 к = var; CAi, 2: С-44; ZqAi = 14, ZqAz — 15, 0 2— 76 ; Густ—0,825
L л
Рис. 2.59. Характеристики двухступенчатого ОВ-76л в установке типа шахтной для глав-
ного проветривания. Схема ВНА 4. Кх 4- САг 4- К2 4- СА2, d = 0,6; ВНА: H-39,*zbha =
= 13, Овна” var; 2: К-76л, zk1i2= Ю’®к1;2= ^5°; САг: С-45, zCAi = 14, 0GAi =
= var; СА2: С-44, zCA2 = 15, 0CAs = 76°; ryCT = 0,825. CAi — Промежуточный ПА
var,
Рис. 2.61.
Характеристики ОВ-84.
Схема К + СА,
~d = 0,6; К-84,
zK = 14,
0 к = var>
С-44, zCA = 15,
еСА = 76°,
Густ = 0,825
Вычерчивание лопатки выполняется обыч-
ным способом. Однако усложнение лопатки
рабочего колеса позволило при данных
расчетных значениях давления и произ-
водительности получить более высокий
максимальный к. п. д. и расширить по ха-
рактеристике зону с высоким к. п. д.
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-84
Вентилятор рассчитывался как схема
К + СА. Характеристики ОВ-84 этой схе-
мы показаны на рис. 2.61, откуда видно,
что к. п. д. достигает величины 0,89. На
рис. 2.62 показаны характеристики с диф-
фузором и схема самого диффузора. Харак-
теристики даны по полному давлению.
При этом динамическое давление опреде-
лялось, как обычно в подобных случаях,
по среднерасходной скорости в выходном
сечении диффузора. Вместо аппарата С-44
с листовыми лопатками может быть ис-
пользован также аппарат С-49 с профиль-
ными лопатками, параметры которого при-
ведены в табл. 2.15.
112
Двухступенчатый
вентилятор ОВ-84
Двухступенчатый ОВ-84 был испытан
в установке типа шахтной — с входным
плавным коленом и выходной диффузорной
частью (рис. 2.63). Статические характе-
ристики вентилятора с такими элементами
показаны на рис. 2.64. Коэффициент по-
терь этой установки (входного колена
и диффузорной части) составляет примерно
0,35. Рассматриваемые характеристики яв-
ляются регулировочными. Лопатки колес
имеют привтулочные галтели, средний ми-
нимальный радиальный зазор у корпуса
составляет примерно 1,4% длины лопатки
при углах 0К = 30°. Радиальный зазор
Ь 2
между лопатками и втулкой близок к нулю
при = 45°.
Были получены также регулировочные
характеристики двухступенчатого венти-
лятора ОВ-84 (рис. 2.65), выполненного по
схеме ВНА + Кг + САг + К2 + СА2, при
повороте закрылков лопаток ВНА и СА:.
В качестве ВНА использовался аппарат
Н-39 (см. рис. 2.4), а в качестве САДНА) —«
аппарат С-32 (см. табл. 2.9).
Рис. 2.62. Характеристики ОВ-84 с диффузором. Схема К 4- СА, d = 0,6, К-84, zK = 14,
0К = var; С-44, zGA = 15, 0СА = 76°, луСт = 0,825
л
0,10
Рис. 2.63. Схема
двухступенчатого
ОВ-84 с входным
коленом и выход-
ной диффузорной
частью
Рис. 2.64. Харак-
теристики ОВ-84
с входным ко-
леном и выходной
диффузорной ча-
стью. Регулиро-
вание поворотом
лопаток рабочих
колес. Схема
Кх -ф- САХ _ф
-(- К2 СА2. d =
=0,6;К1>2: К-84,
С-49, есД1 = 77",
еСА, = 75°,
2СЛ = 15, Густ =
= 0,825
Рис. 2.65. Характеристики ОВ-84 с входным коленом и выходной диффузорной частью.
Схема ВНА 4 Кх + CAt 4 К2 4 СА2, d = 0,6, регулирование поворотом закрылков ВНА
и САг, ВНА: Н-39, zBHA = 13, 0ВНА = var; Kls 2: К-84, zK^ == 14, 0^ = 35°; CAf.
С-32, zCAi = 18, 0CAi = var; CA2: C-49, zCA„ = 15,0САг = 75°,>уСт = 0,825
Таблица 2.21
Значения пу и Dy для ОВ-84
3 & н о Схема
К+ СА К,+СА,+ +К2+СА2 ВНА + +К,+СА1+ +К2+СА2
S Венти-
& Be и и- лятор Вентилятор с вход-
св к ля тор с диффу- зором ным и выходным патрубками
0,89* 0,83* 0,82 0,825
<р 0,25 0,224 0,344 0.24
фз 0,384* 0.424* 0,82 0,812
Пу 141 124 79 79
Dy 0,89 0,96 1,08 1,09
* По полному давлению
Обе двухступенчатые схемы ОВ-84 обес-
печивают получение максимального стати-
ческого к. п. д. около 0,82. Учитывая не-
большое число Re, реверсивное исполне-
ние аппаратов (с повышенными радиаль-
ными зазорами), повышенные радиальные
зазоры между лопатками колеса и корпу-
сом, следует признать, что достигнутая
величина статического к. п. д. достаточно
велика. Схема ОВ-84 без ВНА лежит в ос-
нове серии вентиляторов ВОД с диамет-
рами D от 1,1 до 5 м, которые выпускаются
отечественной промышленностью для глав-
ного проветривания шахт, мощных систем
вентиляции промышленных комбинатов и
других целей. Значения пу и Dy для
ОВ-84 приведены в табл. 2.21.
Вентиляторы, основой которых является
ОВ-84, описаны в работе [9].
§ 23. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-100
Схема ОВ-100 рассчитана на очень малые
значения коэффициентов давления и про-
изводительности, характерные, например,
для вентиляторов градирен L10J. Венти-
лятор выполнен по схеме К с малой вели-
чиной относительного диаметра втулки d =
= 0,35. Расчетное число лопаток zK = 4.
Лопатки имеют малую хорду на среднем
радиусе Ъ 0,15. В связи с этим профили
лопатки имеют увеличенную по сравне-
нию с обычной относительную толщину с.
Геометрические параметры лопатки К-100
приведены в табл. 2.22, а характеристики—
на рис. 2.66.
116
Рис. 2.66. Характеристики ОВ-ЮО. Схе-
ма К, d = 0,35, К-100, Zj£ — “4,0 k = var,
Густ == 0,75
Вентилятор был испытан также
(рис. 2.67) с коротким диффузором — дли-
ной 0,8Z). Полный коэффициент потерь
этого диффузора £ 0,5.
Характеристики ОВ-ЮО с такими же
лопатками, но числом zK = 6 показаны на
рис. 2.68, а его характеристики с диффу-
зором — на рис. 2.69. Схема диффузора та
же, что на рис. 2.67. Значения величин пу
и Оу для ОВ-ЮО приведены в табл. 2.23.
Таблица 2.22
Геометрические параметры лопаток
ОВ-ЮО, Д0^ = 2°4О'
Г ь Д0Г р С
0,98 0,128 —2° 54' 0,352 0,141
0,85 0,1425 —1° 24' 0,386 0,148
0,75 0,1535 0 0,4085 0,155
0,65 0,164 1°48' 0,4175 0,16
0,55 0,1755 4° 30' 0,4165 0,167
0,45 0,186 8° 25' 0,394 0'174
0,35 0,1975 17° 0,311 0,18
Рис. 2.67. Характеристики ОВ-100 с диф-
фузором. Схема К, zK = 4, 0 к = var,
Густ == 0,75
Рис. 2.68. Характеристики ОВ-ЮО. Схе-
ма К, d = 0,35; К-100, zK = 6,0К = var,
Густ ‘— 0,75
Рис. 2.69. Характеристики ОВ-ЮО с
диффузором. Схема К, zK = 6, 0К = var,
Густ = 0,75
§ 24. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-Ю1
Схема ОВ-101 рассчитана на те же аэро-
динамические параметры, что и схема
ОВ-ЮО, но в соответствии со специальными
технологическими условиями, лопатка на
большей части длины имеет один и тот же
Таблица 2.23
Значения пу и Dy для ОВ-ЮО и ОВ-ЮО
с диффузором
2К Пу
Без диф- фузора с диф- фузором Без диф- фузора с диф- фузором
4 486 376 0,667 0,815
6 400 345 0,71 0,795
117
Таблица 2.24 густ ~ °’75
Геометрические параметры лопаток
ОВ-101, Д0^ = 1°25'
т ъ А0р Р с
0,98 0,186 —4° 15' 0,429 0,118
0,85 0,186 —2° 0,429 0,118
0,75 0,186 0 0,429 0,118
0,65 0,186 2° 35' 0,429 0,118
0,55 0,186 6° 0,429 0,118
0,45 0,186 11° 0,394 0,14
0,4 0,192 14° 32' 0,362 0,161
0,35 0,1975 19° 20' 0,311 0,163
филь у К-101 не изменяется, но в каждом
сечении установлен под соответствующим
углом, полученным из аэродинамического-
расчета. Параметры лопатки К-101 приве-
дены в табл. 2.24, а характеристики ОВ-101
показаны на рис. 2.70. Быстроходность
пу = 453, габаритность Dy — 0,655. Ха-
рактеристики ОВ-101 с числом zK = 6
тех же лопаток показаны на рис. 2.71.
В этом случае быстроходность пу = 366,
а габаритность Dy = 0,73.
Следует отметить, что вентиляторы К-100
и К-101 в схемах К имеют высокий мак-
симальный к. п. д. — более 0,8.
118
Рис. 2.72. Характеристики _0В-Ю9. Схема К СА, d = 0,4; К-109, 0К = vat, zK = 6;
С-56, 0Са = 83°, zCA — 9, Густ = 0,76
§ 25. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-109
По своим параметрам вентилятор ОВ-109
соответствует так называемым общепро-
мышленным вентиляторам, но отличается
от известных типов таких осевых вентиля-
торов тем, что на режимах максимального
к. п. д. имеет относительно большую долю
статического давления в полном. Это весь-
ма важное свойство, так как вентиляторы
общепромышленного назначения очень ча-
сто работают в таких системах, в которых
динамическое давление полностью или
значительная его часть теряется.
Этот эффект удалось получить благодаря
специальному аэродинамическому расчету
рабочего колеса вентилятора К-109. Один
из основных результатов расчета — боль-
шой изгиб профилей [13]. Вентилятор раз-
работан ЦАГИ совместно с ЦНИИпром-
зданий.
Вентилятор ОВ-109 выполняется по схе-
мам К + С А и К, относительный диаметр
втулки d = 0,4, лопатки листовые. Аэроди-
намические характеристики ОВ-109 в схе-
ме К + СА при различных углах установ-
ки лопаток колеса показаны на рис. 2.72,
а в схеме К — на рис. 2.73. Были получены
характеристики этого вентилятора, выпол-
ненного по схеме К, и при других числах
лопаток: zK = 4; 3 и 2 (рис. 2.74—2.76).
Геометрические параметры лопатки
колеса К-109 и спрямляющего аппарата
С-56 приведены в табл. 2.25, а значения
быстроходности и габаритности для всех
модификаций ОВ-109 — в табл. 2.26.
119
Рис. 2.73.
Характеристики
О В-109.
Схема К,
d = 0,4;
К-109,
0 к — var,
ГуСТ = 0,76
Рис. 2.74.
Характеристики
ОВ-Ю9.
Схема К,
7= 0,4;
К-109,
О к = var, zK = 4,
/уст ~ 0,76
Рис. 2.75.
Характеристики
ОВ-109.
Схема К,
d — 0,4,
К-109,
О к = var,
zK = 3,
Густ — 0,76
Рис. 2.76.
Характеристики
ОВ-109.
Схема К,
d = 0,4;
К-109,
О к ~ var.
Zk = 2,
Гувт - 0,76
Рис. 2.77. Акустическая характеристика
ОВ-109. Схема К -j- СА, D = 630 мм, п =
= 960 об/мин. Режим максимальной про-
изводительности:
1 — шум вентилятора; 2 — шум привода на
холостом ходу
Акустическая характеристика опытного
образца ОВ-109, выполненного по схеме
К + СА, диаметром D = 630 мм при п =
= 960 об/мин показана на рис. 2.77.
Дополнительные сведения по ОВ-109
изложены в работах [1, 23, 31], где он
описан под названием К-109-19.
§ 26. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-111
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-111
Расчетная схема этого вентилятора —
К + СА. Особенностью рабочего колеса
К-111 является резкое уменьшение толщи-
ны его лопатки в направлении от втулки
к периферии, где она составляет всего 3%
величины хорды профиля. Кроме того,
в связи с очень малой максимальной тол-
щиной применены специальные профили,
разные по длине лопатки. Эти особенности
предусмотрены для уменьшения массы ло-
паток специальной технологии их изго-
товления, например, штамповкой.
Геометрические параметры лопатки
К-111 приведены в табл. 2.27.
Координаты симметричной части каждо-
го из приведенных в таблице профилей
даны в табл. 2.28. Способ вычерчивания
профилей и построения лопатки обычный.
Таблица 2.25 Таблица 2.27
Геометрические^параметры лопаток Геометрические параметры лопатки
_________________ К-111, Д0к=1°
Г ь* дег р Г ь Д0Г р С Тип профиля
К-109 К-10 9 С-56 К-109 С-56
1,0 0,345 —7° 30' 1°50' 0,531 0,647 1,0 0,32 —6° 40' 1,135 0,03 С-4-ТТ
0,88 0,368 —4° 30' 1° 0,544 0^607 0,95 0,328 —5° 50' 1,245 0,032 »
0,76 0,39 0 0 0'55 0'565 0,9 0 336 —4° 20' 1,317 0,034 »
0'64 0,412 6° 10' —1° 50' 0^532 ода 0,85 0,334 —2° 20' 1,338 0,0359 »
0^52 0,439 15° 30' —4° 20' 0,495 0,47 0,8 0,352 0 1,307 0,038 »
0*4 0,46 31° 40' —8° 0'44 0,412 0,75 0,36 2° 40' 1,224 0,0412 С-4-Т
0.7 0,368 5° 50' 1,11 0,0485 »
0,65 0,376 9° 25' 1,005 0,0605 »
0,6 0,384 13° 40' 0,9 0,08 С-4
* У лопаток С-5ь величина ь= = 0,297
Таблица 2.26
Значения пу и Dy для ОВ-109
Пара- метры Схема
К+СА К+СА к
ZK 6 6 66443322
ок 25° 35° 24° 30° 20° 25° 20° 25° 15° 20°
Ц 0,81 0,86 0,73 0,73 0,75 0,76 0,76 0,77 0,75 0,75
Пу 212 220 195 220 223 240 260 287 312 317
Dy 0,76 0,67 0,83 0,72 0,82 0,71 0,78 0,7 0,79 0,74
122
Рис. 2.78. Характеристики ОВ-111. Схема К ф СА, d - 0,6; - 12, 9К — var;
С-06, ZCA = И, еСА = 75°, Густ = 0,8
Рис. 2.79. Характеристики ОВ-111. Схема К, d = 0,6; К-111, zK = 12, 0К = var, густ =
= 0,8
Таблица 2.28
Координаты профиля С-4-ТТ
0,5 1 2 3 4 5 7 10 12 15 18
У — У/с 0,185 0,25 0,316 0,357 0,387 0,41 0,438 0,464 0,476 0,488 0,496
х^х/Ъ'% 20 30 40 50 60 70 80 90 95 100
У=~-У/с 0,497 0,5 0,489 0,457 0,405 0,337 0,254 0,16 0,101 0
Координаты профиля С-4-Т
х = х]ь'% 0,5 1 2 3 4 5 7 10 12 15 18
У~--у/с 0,135 0,18 0,245 0,29 0,32 0,347 0,387 0,43 0,45 0,475 0,49
х = х/Ъ'% 20 30 40 50 60 70 80 90 95 100
у —У Iе 0,494 0,5 0,489 0,457 0,405 0,337 0,254 0,16 0,101 0
Координаты профиля С-4
x = x/b'% 2,5 5 7,5 10 15 20 30
У~У!С 0,227 0,308 0,362 0,402 0,455 0,483 0,5
*=»/&'% 40 50 60 70 80 90 95 100
У~У/С 0,489 0,457 0,405 0,337 0,254 0,16 0,101 0
Геометрические параметры некрученых ло-
паток Н-06 и С-06 следующие: Ъ = 0,258;
р - 0,316; с = 0,1.
Характеристики ОВ-111 показаны на
рис. 2.78. Вентилятор был также испытан
в схеме К (рис. 2.79). Значения быстро-
ходности пу и габаритности Dy для схемы
К + СА соответственно равны 161 и 0,824,
для схемы К — 212 и 0,735.
Двухступенчатый
вентилятор ОВ-111
Д вухступенчатый вентилятор ОВ-111
был испытан в схеме ВНА + Кх + НА +
+ К2 + СА с радиальным диффузором на
выходе. Схема двухступенчатого вентиля-
тора ОВ-111 с радиальным диффузором по-
казана на рис. 2.80. Лопатки Н-06 — те же,
что и лопатки С-06, но установлены под
углом 0ВНА= 105е. Лопатки промежуточ-
ного направляющего аппарата (НА) типа
С-32. Геометрические параметры лопаток
С-32 см. в табл. 2.9.
Регулировочные характеристики двух-
ступенчатого вентилятора ОВ-111 с ра-
диальным диффузором получены с по-
мощью поворотных закрылков лопаток ап-
парата С-32 при трех значениях углах уста-
новки лопаток рабочих колес: 0К =
= 18° 30'; 23° 30' и 28° 30'. Эти харак-
теристики даны на рис. 2.81, 2.82 и 2.83
соответственно. Быстроходность иу и га-
баритность Dy при разных величинах уг-
лов 0К и исходном значении угла уста-
1, 2
новки 0НА = 93° лопаток аппарата С-32
имеют следующие значения:
0Кпг.............18°30' 23°30' 28°30'
«у1’*............ 77,5 80 79,5
Dy ...............1,31 1,2 1,13
Материал по ОВ-111 приведен также-
в работе [22].
125-
Рис. 2.80. Схема двухступенчатого вентилятора ОВ-111 с радиальным диффузором
§ 27. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-115
Вентилятор выполнен по схеме К -f- С А
с относительным диаметром втулки d =
= 0,5. Лопатки колеса и аппарата листо-
вые. Лопатки колеса выполнены по цилин-
дрическим шаблонам (см. гл. 3, § 9), а ло-
патки аппарата — по плоским. Геометри-
ческие параметры лопаток рабочего коле-
са К-115 и спрямляющего аппарата С-63
приведены в табл. 2.29. Характеристика
ОВ-115 показана на рис. 2.84. Быстроход-
ность пу = 145; габаритность D? = 1,0.
Особенностью ОВ-115 является очень ма-
лая величина ст = ф^/ф (отношение динами-
ческого давления вентилятора к его пол-
ному давлению). На режиме максималь-
ного к. п. д. величина ст «^0,18. Обычно
для одноступенчатых осевых вентиляторов
Таблица 2.29
Геометрические параметры лопаток ОВ-115
Г ь Д9Г р
К-И5 С-63 К-И5 С-63 К-115 С-63
1,0 0,227 0,557 —7° 20' 5° 30' 0,606 0,983
0,88 0,238 0,54 —4° 20' 3° 30' 0,686 0,883
0,76 0,249 0,525 0 0 0,675 0,805
0,64 0,261 0,509 7° 10' —3° 10' 0,61 0,725
0,52 0,271 0.492 19° 20' —7° 40' 0,43 0,668
126
Рис. 2.81. Характеристики двухступенчатого ОВ-111 с радиальным диффузором."Схема
ВНА + К, + НА ф Ка ф СА, d = 0,6, регулирование поворотом закрылков промежуточ-
ного аппарата (НА) типа С-32. ВНА: Н-06, 0ВНА = Ю5°, zHA = 11. К1( 2: К-111, 0=
= 18°30', zKi = 12; НА: С-32; (еНА)йсХ = 93°, zHA = 18; С-06, zCA = 11, 6Са =
/уст !Я 0^8
л
Рис. 2.82. Характеристики двухступенчатого ОВ-111 с радиальным диффузором. Схема
ВНА 4- Кх 4- НА 4- К2 4- СА, d = 0,6, регулирование поворотом закрылков промежуточ-
ного^аппарата (НА) типа С-32. ВНА: Н-06, 6ВНА = 105°, zBHA = 11; Кг 2: К-111, 0к =
= 23°30', zK = 12; НА: С-32, (0НА)исх = 93°, zHA - 18; С-06, zGA = 11, 0GA = 75°,
J 1> 2
Густ = 0,8
Рис. 2.83. Характеристики двухступенчатого ОВ-111 с радиальным диффузором. Схема
ВНА 4- Кх 4- НА 4- К2 4- СА, d = 0,6, регулирование поворотом закрылков промежуточ-
ного аппарата (НА) типа С-32. ВНА: Н-О,6,0ВНА = 105°, zBHA = 11, Кх, 2: К-111, 0К =
= 28°30', zKi = 12; НА: С-32, (0НА)ИСХ= 93°, zHA = 18; С-06, zCA = И, 0СА
Густ = 0,8
0,3. К. п. д. установки, состоящей из
вентилятора и элементов, соединяющих его
с сетью [67],
(1 —£ог),
где С — коэффициент потерь давления в со-
единительных элементах.
Из формулы видно, что при определен-
ном значении £ малая величина о способ-
ствует увеличению к. п. д. установки.
По установочному радиусу густ, указан-
ному на характеристике, лопатки устана-
вливаются с помощью обычного угольника
или по угломеру с прямой линейкой.
Дополнительные сведения по ОВ-115
см. в работе [23].
129
Рис. 2.84. Характеристика ОВ-115. Схе-
ма К + СА, Z=0,5; К-115, zK = 8,
0К - 21°30'; С-63, zJA = 9, 0СА = 70°,
7"уст == 0,725
§ 28. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-120
Вентилятор выполнен по схеме К с ма-
лой величиной d = 0,35, испытан с чис-
лом лопаток Zpj = 4 и zn~ 6. Геометриче-
ские параметры лопаток К-120 приведены
в табл. 2.30.
Лопатка с малой хордой сечений, сужа-
ющаяся к периферии, относительная тол-
щина профилей с большая. Характери-
130
Таблица 2.30
Геометрические параметры лопаток
ОВ-120, Д0^ = 2° 30'
Г Ъ дог р с
0,98 0,144 —5° 30'. 0,328 0,131
0,85 0,161 —3° 0,368 0,148
0,75 0,174 0 0,378 0,162
0,55 0,2 9° 15' 0,37 0,19
0,46 0,211 16° 05' 0,338 0,202
0,41 0,217 21° о;з1в 0,21
0,35 0,222 25° 50' 0,3 0,216
стики вентиляторов ОВ-120 с числом лопа-
ток zK = 4 и zK = 6 показаны соответ-
ственно на рис. 2.85 и 2.86. Максимальный
полный к. и. д. ОВ-120 достигает 0,82. Бы-
строходность пу и габаритность Dy при
ZK ~ & равны 434 и 0,609, при zK =
= 6-362 и 0,657.
§ 29. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-121
Вентилятор выполнен по схеме К. Гео-
метрические параметры лопатки К-121
приведены в табл. 2.31.
Отличительной особенностью лопатки яв-
ляется постоянная по ее длине хорда Ь.
Характеристики ОВ-121 с рабочими ко-
лесами, имеющими число лопаток zK = 4
и zK = 6, показаны на рис. 2.87 и 2.88
соответственно. При z^ = 4 вентилятор
ОВ-121 имеет весьма высокий для схемы К
максимальный к. п. д. ц = 0,87.
Таблица 2.31
Геометрические параметры лопаток
ОВ-121*, А0^=2°1О'
г А0Г р С
0,969 —5° 40' 0,78 0,105
0,903 —4° 20' 0,805 0,108
0,83 —2° 30' 0,828 0Д13
0,75 0 0,845 0,12
0,653 3° 10' 0,794 0,125
0,598 5° 40' 0,729 ОДЗ
0,535 9° 20' 0,65 0Д35
0,423 19° 50' 0,44 0*145
0,375 26° 50' 0,33 0*15
* Величина хорды лопатки Ь==0,24.
Рис. 2.85. Характеристики ОВ-120. Схема К, с/=0,35; К-120,
= 4, 0К = var, Густ = 0,75
-£ис. 2.86. Характеристики ОВ-120, Схема К, d — 0,35; К-120,
zр? — 6, 0j^ — var, Густ — 0,75
Рис. 2.87. Характеристики ОВ-121. Схема К, d = 0,35; К-121, zK — 4, 0К = var, гуСт=
= 0,75
Оба вентилятора были испытаны также
с диффузором (рис. 2.89 и 2.90). Схема диф-
фузора показана на рис. 2.67.
Значения быстроходности и габаритности
для ОВ-121 и с диффузором и ОВ-121 без
диффузора приведены в табл. 2.32.
Таблица 2.32
Значения пу и Dy для ОВ-121
2К Пу Dy
Без диф- фузора с диф- фузором Без диф- фузора С диф- фузор ом
4 465 346 0,62 0,765
6 358 325 0,677 0,8
§ 30. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-143
Схема ОВ-143 вентилятора общепромыш-
ленного назначения, получившая марки-
ровку 06-300, разработана совместно
ЦАГИ и ВНИИкондвентмашем [19] взамен
ранее выпускавшегося вентилятора 06-320.
Новый вентилятор имеет значительно более
высокий к. п. д. при равных значениях
давления и производительности. Кроме
того, у вентилятора 06-300 число лопаток
zK= 3, а у 06-320 zK= 4. Листовые ло-
патки ОВ-143 выполнены развертывающими-
ся на плоскость. Это позволяет упростить
технологию их изготовления. Другой осо-
бенностью ОВ-143 является то, что при изги-
бе развертки лопатки на цилиндрической
132
Рис. 2.88. Характеристики ОВ-121. Схема К, d = 0,35; К-121, zK = 6, 0К = var, Густ=
= 0,75
Рис. 2.91. Развертка лопатки О В-143 (а)
идее положение на болванке (б)
л
о,о®
Рис. 2.92. Характеристики ОВ-143. Схема
/”уст~ 0,76
поверхности удалось найти такие со-
отношения, которые позволили практи-
чески сохранить геометрию лопатки, полу-
ченную в результате аэродинамического
расчета.
Развертка лопатки ОВ-143 и ее положе-
К, d = 0,4; К-143, 0к — var, zK = 3
ние на болванке показаны на рис. 2.91,
а характеристики ОВ-143 — на рис. 2.92.
Быстроходность пу — 317, габаритность
Dv = 0,7.
Дополнительные данные по ОВ-143 име-
ются в работе [60].
Глава 5
ВЕНТИЛЯТОРЫ
ВСТРЕЧНОГО ВРАЩЕНИЯ
Аэродинамические особенности венти-
ляторов встречного вращения изложены
в работах [7, 24, 48 и 74]. Результаты
исследований оригинального трехступен-
чатого вентилятора встречного вращения
приведены в [41, 61], а двухступенчатого
5*
вентилятора встречного вращения с про-
межуточным регулирующим аппаратом —
в работе [63].
В данной книге приведены аэродинами-
ческие схемы и характеристики несколь-
ких вентиляторов встречного вращения,
состоящих только из двух последовательно
установленных рабочих колес противопо-
ложного вращения, без аппаратов. В таком
исполнении эти вентиляторы наиболее рас-
пространены. Наименование вентилятору
дано по порядковому номеру его рабочих
колес.
135
Рис. 2.93. Характеристика ОВВ-79-80.
Схема Kj -f- KIl5 d = 0,6; KT: K-79, zKl=
= 16, 0Ki=31°; Кп: K-80, zKr= 11,
0 Kj22°, Густ ~ 0,825
§ 31. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВВ-79-80
Вентилятор состоит из двух рабочих ко-
лес: К-79 и К-80. Схема Кт + Кп< Отно-
сительный диаметр втулки d = 0,6. Геомет-
рические параметры лопаток этих колес
приведены в табл. 2.33. На рис. 2.93 по-
казана характеристика вентилятора
ОВВ-79-80 без диффузора, а на рис. 2.94 —
с диффузором. Здесь же дана схема диф-
фузора.
Характеристика почти не имеет участка
разрыва, свойственного для ОВВ при не-
136
диффузором. Схема Kj + КП» d — °’6»
Кр К-79, zK = 16, 0Kj = 31°; Кп: К-80,
— 11, 0 Kjj = 22°, Густ = 0,825
больших углах установки лопаток рабочих
колес. К. п. д. т] — 0,85 при малом значе-
нии коэффициента производительности ср =
= 0,22 и близок к максимально возмож-
ному [67]. Малая доля динамического
Рис. 2.95. Характеристика ОВВ-79-80 с диффузором. Схема Кт + Кп, d = 0,6, регулиро-
вание поворотом лопаток рабочих колес. Kji К-79, zK]. = 16,0 Kj = 31°; Кп: К-80, zKn =
= И, 0Кп = 22°, Густ = 0,825
Таблица 2.33
Геометрические параметры лопаток ОВВ-79-80.
К-79 : Д0к=1° 15'; К-80 : Д0к = 2° 10'
г ь Д0Г р С
К-79 К-80 К-79 К-80 К-79 К-80 К-79 К-80
0,97 0,308 0,378 —5° 45' —3° 35' 1,423 2,106 0,081 0,0794
0,90 0,31 0,368 —3° 15' —1° 45' 1,22 1,871 0,087 0,0842
0,925 0,311 0,354 0 0 1,028 1,595 0,09 0,0902
0,75 0,312 0,344 4° 2° 15' 0,834 1,345 0,0995 0,0958
0,70 0,314 0,336 8° 3° 15' 0,697 1,186 0,102 0,101
0,65 0,315 0,326 12° 15' 4° 15' 0,571 1,034 0,105 0,104
0,60 0,316 0,32 18° 45' 6° 05' 0,44 0,897 0,111 0,109
давления в полном давлении позволила
получить при варианте с диффузором вы-
сокий статический к. п. д. (ц' ~ 0,81).
Полный коэффициент потерь диффузора
£ ~ 0,4.
На рис. 2.95 приведены регулировочные
характеристики ОВВ-79-80 с диффузором,
соответствующие различным сочетаниям
углов установки лопаток первого (I) и вто-
рого (II) рабочих колес. Лопатки у втулки
и на периферии имели радиальные зазоры,
необходимые для их установки в диапа-
зоне углов, указанном на характеристи-
ках. Параметры диффузора те же, что на
рис. 2.94.
Как видно, статический к. п. д. вентиля-
тора с диффузором и в этом случае превы-
шает 0,8. Кривые потребляемой мощности
даны отдельно для колес и При
конструкции с двумя приводами, как
очень часто и выполняются такие вентиля-
торы, следует учитывать, что потребляе-
мые каждым из колес (Ат и Ац) мощности
могут существенно отличаться. Значения
пу и Dy для ОВВ-79-80 приведены в
табл. 2.34
Т а б л иц а 2.34
Значения пу и Dy ОВВ-79-80
1 Параметр Вентилятор
без диффу- зора с диффузором регулируе- мый, с диф- фузором
nv 75 71 81,5
Dy 1,14 1,19 1,1
§ 32. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВВ-76л-91
Первым рабочим колесом этого вентиля-
тора является колесо К-76л, вторым —
К-91. Лопатки обоих колес листовые. Гео-
метрические параметры лопаток приведены
в табл. 2.35. На рис. 2.96 показаны ха-
рактеристики вентилятора, три из которых
получены при неизменном угле установки
лопаток первого колеса (0К]. = 30°) и раз-
личных углах установки лопаток второго
колеса (0Кп= 18°; 22° 40' и 25° 40')- Та-
ким образом, практически происходит ре-
гулирование поворотом лопаток второго
колеса. Здесь же показаны характеристики
при 0Kl = 33° и 0К = 25° 40'. Сово-
купно с предыдущими характеристиками
(0Ki = 30°’ ^Кц^2^0 40 ) они позволяют
судить о регулируемости вентилятора по-
воротом лопаток первого колеса при
0Кц = const.
При всех сочетаниях углов установки
и ®Кц сохраняется максимальный
к. п. д. т) 0,85. На рассматриваемом
рисунке даны мощностные характеристики
как суммарные вентилятора, так и каж-
дого из рабочих колес.
Значения быстроходности пу и габарит-
ности Dy ОВВ-76л-91 при разных сочета-
ниях углов 0Kj. и 0Кп приведены в
табл. 2.36.
ОВВ с индивидуальным приводом рабо-
чих колес может регулироваться измене-
нием отношения их частот вращения [14,
74]. При этом, в отличие от обычно-
го регулирования изменением частоты
138
Рис. 2.96. Характеристика ОВВ-76л-91. Схема Кт 4-KIl5 J = 0,6; Кх: К-76л, zK^= 10
Opfj—Varj Кп: К-91, zj<jj = 8, О^ц = var, Густ„~ 0,825
Таблица 2.35
Геометрические параметры лопаток ОВВ-76л-91
Г ъ дег р
К-7 6 л К-91 К-7 6 л К-91 К-76л К-91
0,972 0,422 0,427 —5° 30' —2° 55' 1,12 1,27
0,90 0,425 0,42 3° —1° 40' 1,02 1,12
0,825 0,428 0,412 0 0 0,93 1,03
0,75 0,432 0,398 4° 15' 2° 20' 0,875 0,985
0,70 0,436 0,388 7° 40' 4° 0,826 0,98
0,65 0,438 0,374 12° 40' 6° 05' 0,78 0,985
0,60 0,442 0,358 19° 9° 05' 0,732 0,99
вращения, как и при повороте лопаток, ме-
няется типовая характеристика вентиля-
тора. Рабочие колеса могут иметь непово-
ротные лопатки. Это представляет особый
интерес в случае листовых лопаток, так
как значительно упрощает их конструк-
цию, исключает наличие зазоров между ло-
патками и втулкой, обусловливает мини-
мальный радиальный зазор у корпуса, от-
чего увеличивается к. п. д.
На рис. 2.97 показаны характеристики
вентилятора при различных значениях
отношения частот вращения первого и вто-
рого колес njj/nj. При этом частота враще-
ния первого колеса не изменялась.
Коэффициенты производительности ср,
давления ф, мощности К и к. п. д. ц венти-
лятора в этом случае определялись через
постоянную окружную скорость вращения
первого колеса
Значения быстроходности и габаритно-
сти соответствуют п11/п1 = 1 и равны при-
веденным в табл. 2.36 при = 30°
еКп = 18°.
Как видно из рис. 2.97, особенностью
такого регулирования является весьма
значительное изменение давления при по-
стоянной производительности с сохране-
нием высокого к. п. д.
Такое регулирование может оказаться
наиболее экономичным, когда требуется
сохранить расход в сети с изменяющимся
во времени сопротивлением (например, в
сети с фильтрами).
Сведения о регулировании ОВВ измене-
нием отношения частот вращения его рабо-
чих колес приведены также в работах [7,74].
Q . , Ру . . _ ^т+^п .
FUl ' puf/2 ' pFuj '
Таблица 2.36
Значения пу и Dy для ОВВ-76л-91
QPv Фф
N А, *
Коэффициент мощности каждого колеса
определялся по его окружной скорости
вращения:
ект еКц 30° 30° 30° 33°
18° 22°40' 21°40' 25° 40'
П 0,85 0,85 0,85 0,86
Ф 0,21 0,24 0,26 0,275
ф 0,94 0,99 0,86 0,89
66 74 79 79
Ду 1,21 1,1 1,06 1,04
140
Рис. 2.97. Характеристика ОВВ-76л-91. Схема Kj + Кп, d — 0,6, регулирование измене-
нием отношения частот вращения рабочих колес. Кр К-76л, zKj — 10,0 Kl= 30°; Кп:
h-91, zKli = 8, 0KlI = 18°, Густ = 0,825
Рис. 2.98. Характеристики ОВВ-84-84в.
Схема Kj + Кп, 7= 0,6; Кр К-84, zKj=
= 12, Oj£j= var; Кп: К-84в, zKji = 10,
0 KjI — var; густ = 0,825
Рис. 2.99. Характеристики ОВВ-84-84в
с входным коленом и выходной диффу-
зорной частью. Схема Кт 4- Кп, d = 0,6,
Kj: К-84, zKi= 12,0Ki = var; Кп: К-84в,
zKn = 10» 0КП= var, ^Уст= 0,825
§ 33. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВВ-84-84в
Первое рабочее колесо К-84 (см. § 22)
в схеме ОВВ-84 имеет параметры, приве-
денные в табл. 2.21, а второе, К-84в, было
рассчитано тем же способом, что и колесо
К-84 [15, 24]. Работа по расчету колеса
К-84в и созданию ОВВ-84-84в про-
водилась совместно ЦАГИ и ИГМ
и ТК (г. Донецк). Геометрические пара-
метры лопатки К-84в приведены в
табл. 2.37.
142
Рис. 2.100. Схема установки ОВВ-84-84в с входным коленом и выходной диффузорной
частью
На рис. 2.98 показаны аэродинами-
ческие характеристики ОВВ-84-84в, а на
рис. 2.99 — его характеристики с входным
и выходным элементами, характерными
для вентиляторной установки главного
проветривания шахт и рудников. Схе-
ма этой установки показана на рис. 2.100.
Значения /гу и Dy для ОВВ-84-84в
с входным и выходным элементами, а также
без элементов соответственно составляют:
77 и 1,12; 81 и 1,06.
По схеме ОВВ-84-84в Артемовским ма-
шиностроительным заводом серийно выпус-
кается шахтный вентилятор главного про-
ветривания ВОД-16, конструкция которо-
го разработана Донгипроуглемашем и
заводом-изготовителем.
Сведения по этому вентилятору содер-
жатся также в работе [24], где он имеет
наименование Ml.
Таблица 2.37
Геометрические параметры лопатки
колеса К-84в (второй ступени
ОВВ-84-84в), А0к - Г;
Г ъ Д0Г р С
0,99 0,37 —5° 30' 1,45 0,084
0,968 0,355 —4° 30' 1,465 0,0902
0,96 0,349 —4° 15' 1,48 0,0925
0,94 0,34 —3° 30' 1,493 0,0968
0,90 0,338 —2° 30' 1,54 0,101
0,825 0,337 0 1,535 0,102
0,75 0,337 2° 1,48 0,101
0,70 0,34 3° 30' 1,395 0,10
0,64 0,352 4° 15' 1,358 0,10
0,63 0,354 4° 30' 1,351 0,10
0,62 0,357 4° 1,393 0,10
0,61 0,364 2° 40' 1,448 0,1
Глава 6
ВЕНТИЛЯТОРЫ
С МЕРИДИОНАЛЬНЫМ
УСКОРЕНИЕМ ПОТОКА
Вентиляторы этого типа отличаются от
обычных осевых вентиляторов увеличе-
нием осевой составляющей скорости по-
тока в их проточной части. Это имеет осо-
бое значение для диффузорных лопаточ-
ных венцов, и прежде всего для рабочего
колеса, так как способствует уменьшению
градиента статического давления, благе-
даря чему предотвращается отрыв потока
и получаются высокие коэффициенты давле-
ния [12, 62].
В книге приведены три аэродинамиче-
ские схемы таких вентиляторов с неболь-
шой величиной относительного диаметра
втулки на выходе (оГ2 = 0,6 ч- 0,7). Уско-
рение потока в меридиональной плоскости
рабочего колеса достигается за счет умень-
шения относительного диаметра втулки на
входе dr при цилиндрическом корпусе вен-
тилятора.
143
Все рассматриваемые здесь вентиляторы
выполнены по схеме ВНА + К + СА.
Спрямляющий аппарат (СА) расположен
в цилиндрической проточной части. Чтобы
избежать резкого, «изломного» перехода от
втулки колеса к втулке СА, втулка колеса
выполняется с небольшим углом конус-
ности. В связи с этим для создания необ-
ходимого ускорения потока втулка и ло-
патки колеса делаются широкими. Число
лопаток принимается относительно неболь-
шим.
Для сокращения осевых размеров и мас-
сы таких вентиляторов лопатки входного
направляющего аппарата могут распола-
гаться во входном коллекторе.
Аэродинамический расчет рабочих колес
с меридиональным ускорением потока и
конструирование лопаток выполнялись с
использованием конических сечений. Ша-
блоны, по которым изготовлялись лопатки,
изгибались на конических поверхностях
соответствующих расчетных сечений.
Для упрощения конструирования лопа-
ток было выполнено их сечение плоско-
стями, параллельными оси вентилятора,
а затем подобраны соответствующие ра-
диусы окружностей для вычерчивания сред-
ней линии профилей. Эскизы таких плос-
ких шаблонов и основные их параметры
приведены ниже для каждого типа вентиля-
тора.
§ 34. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-51
Схема ОВ-51 показана на рис. 2.101, а ее
характеристики, соответствующие различ-
ным углам установки лопаток ВНА, — на
рис. 2.102. Установочный радиус для каж-
дого лопаточного венца свой, указан в под-
писи к рис. 2.102. Схема ОВ-51 поворотом
лопаток ВНА регулируется слабо, что объ-
ясняется в основном малым расчетным зна-
чением среднерасходной величины коэффи-
циента осевой скорости [12]. Однако вен-
тилятор обладает высоким для малых зна-
чений коэффициента производительности
к. п. д. т) = 0,84 и особо высоким стати-
ческим к. п. д. T]s = 0,71 (см. рис. 2.103).
Для ОВ-51 характерна весьма малая, не
свойственная осевым одноступенчатым вен-
тиляторам, величина о = ф^/ф — отноше-
ние динамического давления к полному,
равная 0,17 при высоком значении коэф-
фициента давления. Это значит, что ОВ-51
будет особенно эффективен в системах, где
в силу компоновки имеются большие по-
тери динамического давления вентилятора,
а окружные скорости по условиям шума
должны быть малыми.
В исходном, расчетном положении лопа-
ток ВНА закручивает поток противопо-
Н-44 К-5/ С ~/5
^ВНА" ^СА=
Рис. 2.101. Аэродинамическая схема
ОВ-51 (размеры даны в долях диаметра
вентилятора)
ложно вращению рабочего колеса на вели-
чину, равную половине скорости закручи-
вания потока в колесе.
Лопатки всех венцов листовые. Геометри-
ческие параметры лопаток входного напра-
вляющего Н-44 и спрямляющего С-15 ап-
паратов приведены в табл. 2.38 и 2.39.
Таблица 2.38
Геометрические параметры лопаток Н-44
т ъ Д0Г р
0,98 0,369 —1°30' 0,415
0,803 0,33 0 0,349
0,623 0,294 2° 25' 0,286
0,38 0,243 7° 40' 0,213
Таблица 2.39
Геометрические параметры лопаток С-15
т ь дег р
0,968 U,55 2° 40' 1,006
0,9 0,55 Г 25' 0,957
0,825 0,55 0 0,917
0,75 0,55 —1° 40' 0,88
0,692 0,55 —3° 20' 0,84
0,62 0,55 —5° 20' 0,811
144
Рис. 2.102. Характеристики ОВ-51 по полному давлению. Схема ВНА + К + СА, = 0,6,
регулирование поворотом лопаток ВНА. Н-44, 0 ВНА = var, zbha = 19, г*уст= 0,803:
К-51, 0К = 27°30', zK = 6, ~Густ = 0,694: С-15, 0GA = 72°20', zGA = 13, густ = 0,825
Рис. 2.103. Характеристики ОВ-51 по статическому давлению. Схема ВНА 4* К + СА,
d2 = 0,6, регулирование поворотом лопаток ВНА. Н-44, 0ВНА = var* *ВНА в густ=
= 0,803; К-51, 0К = 27°30't zK = 6, ryCT = 0,694; С-15, 0СА= 72°20', zGA« 13, ГуСТ =
= 0,825
Таблица 2.40
Параметры плоских шаблонов болванки для листовой лопатки К«51
Сечение г 9г b Р» р» а б
1—1 0,951 18° 0,65 3,8 0,305 0,315
II—II 0,866 18° 04' 1,0 2,26 — — 0,498 0,454
III—III 0,78 20° 22' 1,13 2,17 2,3 — 0,623 0,438
IV—IV 0,694 22° 39' 1,137 1,57 2,0 2,36 0,629 0,422
IV—V 0,609 25° 10' 1,1 1,39 2,29 2,98 0,587 0,407
VI—VI 0,523 28° 1,05 1,06 2,54 — 0,54 0,39
VII—VII 0,437 13° 10' 0,384 1,26 — — — 0,374
146
Продолжение табл. 2.40
Сечение д г е we 3 и к л Шаблон
I—I 0,11 0,09 — 1
II—II 0,193 0,117 0,33 1,92 — — — — 4
III—III 0,278 0,116 0,329 1,75 0,986 2,97 — *~* 2
IV—IV 0,324 0,114 0,19 1,0 0,33 1,45 0,88 2,28 5
V—V 0,354 0,113 0,167 0,909 0,643 1,664 1,37 2,73 5
VI—VI 0,386 0,109 0,083 0,51 1,33 2,22 — — 2
VII—VII — 0,087 — — — — — — 3
Рис. 2.104. Аэродинамиче-
ский контур лопаток Н-44
Лопатки Н-44 и С-15 вычерчиваются обыч-
ным способом. Контур лопаток Н-44 на
периферии очерчивается по контуру вход-
ного коллектора. На рис. 2.104 показан
контур лопаток Н-44 в трех проекциях.
Параметры плоских шаблонов болванки
для листовой лопатки рабочего колеса
К-51 приведены в табл. 2.40, а схема ша-
блонов с основными обозначениями пока-
зана на рис. 2.105. Все размеры в табл. 2.40
даны в долях радиуса вентилятора (R =
= D/2).
Значения быстроходности и габаритно-
сти ОВ-51 приведены в табл. 2.41.
147
Таблица 2.41
Основные данные вентилятора ОВ-51
Параметры Основные данные вентилятора
по полному давлению по статичес- кому давле- нию
Пу 88 96
4 1,1 1,08
п 0,84
Пз 0,71
ф 0,63 —
Фз — 0,55
ф 0,21 0,2
§ 35. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-70
На рис. 2.106 приведена схема ОВ-70,
а на рис. 2.107 — его характеристики, по-
лученные регулированием входным напра-
вляющим аппаратом при фиксированном
угле установки лопаток колеса. Лопатки
ВНА и СА — профильные, их геометриче-
ские параметры приведены соответственно
в табл. 2.42 и 2.43.
Таблица 2.42
Геометрические параметры лопаток Н-45
Сечение г р ъ ег
I—I II—II III—III 0,996 0,759 0,583 1,41 1,19 0,845 0,328 0,302 0,284 98° 10' 100° 101° 20'
В связи с необычностью формы лопаток
Н-45, расположенных во входном коллек-
торе вентилятора, контур лопатки Н-45 по-
казан на рис. 2.108 в трех проекциях.
Параметры шаблонов болванки листовой
лопатки колеса К-70 приведены в табл.
2.44 (в долях R = D/2), а схемы этих ша-
блонов— на рис. 2.109. На рис. 2.110 дан
гесметрический контур листовой лопатки
К-70.
Из вида характеристик ОВ-70 (см. рис.
2.107) следует, что вентилятор имеет весь-
ма высокий коэффициент давления при вы-
соком к. и. д. и хорошие регулировочные
Рис. 2.106. Аэродинамическая схема ОВ-70
148
Рис.12.107. Характеристики ОВ-70. Схема ВНА К 4- СА, d2 = 0,7, регулирование
поворотом лопаток_ ВНА. Н-45, zBHA = 13, 6ВНА = var, _Д6ВНА = 0ВНА -(0ВНА)ИСХ,
(0ВНА)исх~97 30 , Густ= 0,85; К-70, = 14, 0 в = 45°15z, Густ— 0,831; С-36, Zqa = 21,
0СА = 65°30', ГуСт= 0,863
Таблица 2.43
Геометрические параметры лопаток С-36*
Г дег Р
1,0 3° 0,565
0,958 2° 05' 0,551
0,915 Г 15' 0,543
0,863 0 0,532
0,817 —1° 0,521
0,763 —2° 30' 0,512
0,7 —4° 30' 0,497
* Величина хорды Ь = 0,3 54.
электростанций (рис. 2.111). Характери-
стики ОВ-70, соответствующие схеме на
рис. 2.111, приведены на рис. 2.112. В этом
случае иу = 83 и Dy = 1,0.
Модификация ОВ-70М имеет особенно-
сти, заключающиеся в основном в том, что:
лопатки рабочего колеса К-70М выполнены
профильными; лопатки входного направ-
ляющего аппарата Н-45М расположены
в цилиндрическом корпусе и могут пол-
ностью перекрыть проточную часть. Спря-
мляющий аппарат С-36 в этой модифика-
ции тот же, что у ОВ-70. Данные по
ОВ-70М имеются в работе [22].
§ 36. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-71
свойства при повороте лопаток ВНА. При-
чем регулирование остается эффективным
даже при повороте лопаток ВНА на угол
Д6вна~"^30°, когда коэффициент давле-
ния ф становится равным почти 1,2. Бы-
строходность и габаритность вентилятора
соответственно равны 80 и 1,0.
ОВ-70 был испытан с входным патруб-
ком и диффузором в компоновке, приме-
няемой для дымососов энергоблоков тепло-
Схема ОВ-71, показанная на рис. 2.113,
отличается от ОВ-70 меньшим относитель-
ным диаметром втулки на выходе (d2 = 0,6
вместо 0,7 у ОВ-70) и значительной за-
круткой потока перед рабочим колесом
при исходном расчетном положении лопа-
ток ВНА.
Характеристики ОВ-71 показаны на
рис. 2.114. Быстроходность пу = 86, га-
баритность Z)y = 0,92. Вентилятор не ре-
гулируется «вверх» при повороте лопаток
Таблица 2.44
Шаблоны болванки для листовой лопатки рабочего колеса К-70
Сечение Т 0к ъ Pi Р» а б
I—I 0,975 37°10' 0,679 1,57 1,2 0,243 0,297
II-II 0,894 41° 0,637 1,0 — 0,2 0,28
III—III 0,831 45°15' 0,608 0,746 — 0,159 0,269
IV—IV 0,769 50°20' 0,586 0,6 0,286 0,117 0,251
V—V 0,706 55°50' 0,564 0,504 0,334 0,078 0,234
VI—VI 0,643 48°25' 0,401 0,457 0,194 0,04 0,226
VII—VII 0,58 35°23' 0,175 0,36 — 0,143 0,101
Продолжение табл. 2.44
Сечение г д е ж 3 и Шаблон
I—I 0,17 0,24 0,672 1,0 0,448 0,71 1
II—II 0,174 0,243 — — — — 3
Ш-Ш 0,179 0,252 — — — — 3
IV—IV 0,184 0,266 0,211 0,11 0,085 0,005 2
V—V 0,188 0,277 0,177 0,008 0,0194 0,057 2
VI—VI 0,195 0,105 0,166 0,124 0,0735 0,019 2
VII—VII 0,095 0,069 — — — — 4
150
Рис. 2.108. Контур лопатки Н-45 (размеры даны в долях радиуса вентилятора)
Рис. 2.109. Схемы шаблонов листовой лопатки К-70
0,444
-0,456
0,506
Рис. 2.110. Геометрический контур листовой лопатки К-70
Рис. 2.111. Схема ОВ-70 с входным патрубком в дуффузором
0,956
Рис. 2.112. Характеристики ОВ-70 с входным патрубком и диффузором. Схема ВНА -|-
4- К -f- СА, = 0,7, регулирование поворотом лопаток ВНА. Н-45, zBHA = 13, 6ВНА =
~ var, Д0Вна =®вна (®вна^исх’(®вна^исх= 97°30', густ— 0,85; К-70, zK = 14, 0к =
=145°15', гУст= 0,831; С-36, zCA = 21, 0СА = 65°30', 7уст= 0,863
Рис. 2.113. Аэродинамическая схема ОВ-71
Рис. 2.114. Характеристики ОВ-71. Схема ВНА -ф- К -ф СА, da = 0,6, регулирование по-
воротом лопаток ВНА. Н-46, ZjjjjA — 19, АО в на =®вна (®вна)исх= var, (0вна)исх==
= 115°, 7Vct= 0,74; К-71, zK = 12; С-37, zCA = 15, 0GA = 77°, fyCT= 0,825
Рис. 2.115. Общий вид лопатки Н-46
ВНА более чем на угол Д^вна^ +10°
и хорошо регулируется «вниз» при Д^вна^
<5 0. Это связано с очень большой аэро-
динамической нагруженностью вентиля-
тора.
Общий вид лопатки аппарата Н-46, рас-
положенного во входном коллекторе вен-
тилятора, показан на рис. 2.115, а ее гео-
метрические параметры приведены в табл.
2.45. Общий вид лопатки рабочего колеса
155
Таблица 2.45
Геометрические параметры лопатки Н-46
Сечение Г р ь Д9Г
I—I 0,977 0,631 0,432 —1° 50'
II—II 0,74 0,438 0,368 0
III—III 0,38 0,272 0,253 +7° 15'
К-71 показан на рис. 2.116. Размеры ша-
блонов болванки для листовой лопатки
К-71 приведены в табл. 2.46 (размеры
даны в долях R — D/2), а соответствую-
щие схемы этих шаблонов — на рис. 2.117.
Геометрические параметры лопатки спря-
мляющего аппарата С-37 приведены в
табл. 2.47. Вентилятор был испытан с
Таблица 2.47
Геометрические параметры лопатки С-37
Г ь Д0Г р
1,0 0,34 2° 30' 0,68
0,955 0,34 1°50' 0,652
0,903 0,34 1° 0,63
0,855 0,34 0 0,612
0,8 0,34 —1° 0,583
0,74 0,34 —2° 25' 0,567
0,672 0,34 —5° 0,536
0,6 0,34 —6° 20' 0,51
входной коробкой и диффузором (рис. 2.118).
Характеристики ОВ-71 с этими элементами
показаны на рис. 2.119. Быстроходность
пу = 93, габаритность _Оу = 0,88.
Таблица 2.46
Шаблоны болванки для листовой лопатки рабочего колеса К-71
Сечение г 9г ъ Pi Р2 Рз а б
I—I 0,971 30° 32' 0,537 1,853 0,231 0,231
II—II 0,945 30° 55' 0,754 1,435 — — 0,313 0,334
III-HI 0,886 32° 30' 0,732 1,210 — — 0,262 0,356
IV-IV 0,828 34° 45' 0,686 1,085 — — 0,221 0,340
V—V 0,771 37° 5' 0,637 0,861 — — 0,184 0,325
VI—VI 0,714 40° 0,599 0,771 0,667 — 0,151 0,309
VII—VII 0,657 43° 35' 0.565 0,686 0,486 — 0,117 0,293
VIII—VIII 0,601 49° 0,532 0,571 0,454 0,197 0,072 0,276
IX—IX 0,543 48° 20' 0,464 0,466 0,243 — 0,052 0,257
X—X 0,486 39° 40' 0,347 0,629 0,272 — 0,030 0,237
XI—XI 0,428 29° 55' 0,2165 0,314 — — 0,188 0,108
Продолжение табл. 2.46
Сечение г д е ж 3 и к л Шаблон
I—I 0,113 0,16 1
II—II 0,157 0,23 0,229 — — — — — 2
III—III 0,170 0,394 0,149 — — — — 2
IV—IV 0,170 0,22 — — — — — — 1
V—V 0,169 0,215 — — — — — — 1
VI-VI 0,168 0,216 0,204 0,360 0,083 0,230 — — 2
VII—VII 0,166 0,224 0,183 0,269 0,062 0,104 — — 4
VIII—VIII 0,163 0,238 0,139 0,150 0,080 0,035 0,16 0,54 5
IX-IX 0,159 0,189 0,130 0,110 0,069 0,037 — — 4
х—х 0,155 0,066 0,184 0.378 — — — — 3
XI—XI 0,03 0,041 — — — — — —-• 6
157
Рис. 2.119. Характеристики ОВ-71 с входным патрубком и диффузором. Схема ВНА 4.
4 К 4 СА, еГа = 0,6, регулирование поворотом лопаток ВНА. Н-46, zBHA = 19, Л0ВНА =
в®ВНА ”^ВНА^ИСХ~ var, (0Вна^исх= 115°; /уст= 0,74; К-71, zB = 12; С-37, ZqA = 15,
Одд 77°, /уст= 0,825
Глава 7
РЕВЕРСИВНЫЕ
ВЕНТИЛЯТОРЫ
В ряде случаев для технологических
процессов необходимо реверсирование воз-
душного (газового) потока.
Существуют различные способы реверси-
рования осевых вентиляторов [70]. Все
осевые вентиляторы могут быть реверсив-
ными, при этом отношение величины про-
изводительности в момент реверсирования
к ее величине при прямом течении будет раз-
личным в зависимости как от аэродинами-
ческой схемы вентилятора, так и от способа
реверсирования.
В данной книге приведен материал по
вентиляторам, осуществляющим реверси-
рование потока конструктивно наиболее
простым и распространенным способом —
изменением направления вращения рабо-
чего колеса на обратное. Рассмотрены вен-
тиляторы, при аэродинамическом расчете
которых были приняты меры по улучшению
их реверсивных свойств.
Кроме того, приведены данные по про-
стейшим реверсивным вентиляторам, име-
ющим одну и ту же аэродинамическую ха-
рактеристику при обоих направлениях те-
чения.
§ 37. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-103
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Вентилятор ОВ-103 разрабатывался как
реверсивный [26], причем простейшим спо-
собом — изменением направления враще-
ния рабочего колеса на обратное без из-
менения положения его лопаток. При аэ-
родинамическом расчете вентилятора были
приняты меры по значительному уменьше-
нию изгиба средней линии профилей ло-
паток рабочего колеса. Величина этого из-
гиба заметно влияет на реверсивные свой-
ства вентилятора, но, с другой стороны, не
может быть принята слишком малой, чтобы
не подвергать большому увеличению углы
атаки при нормальном течении и суще-
ственному снижению аэродинамической эф-
фективности вентилятора. Основная схема
вентилятора К + СА. Лопатки колеса
К-103 — профильные, аппарата С-44 — ли-
стовые. Геометрические параметры лопаток
приведены в табл. 2.48. Вентилятор был
испытан также в схеме К. На базе ступе-
ни К СА выполнен двухступенчатый
ОВ-103, являющийся основой реверсивно-
го вентилятора главного проветривания
для метрополитенов. Конструкция этого
вентилятора разработана институтом «Мет-
рогипротранс» и Артемовским машино-
строительным заводом, который выпускает
их серийно [44].
Таблица 2.48
Геометрические параметры лопаток ОВ-103, А0^ = 2°4О'
г ь* Д0Г Р С
К-103 С-54 к-юз С-44 С-54 К-103 С-44 С-54 К-103
0,970 0,4215 0,426 —5° 50' 2° 40' 1° 7,26 0,672 0,737 0,080
0,900 0,425 0,394 —3° 30' Г 25' 0° 30' 4,815 0,648 0,632 0,086
0,825 0,428 0,363 0 0 0 3,343 0,615 0,541 0,092
0,750 0,432 0,330 3° 50' —1° 15' —2° 2,650 0,586 0,452 0,098
0,700 0,436 0,308 8° 40' —2° 50' —1° 40' 2,270 0,568 0,395 0,102
0,650 0,438 0,286 15° 10' —3° 45' —2° 15' 2,050 0,552 0,349 0,106
0,600 0,441 0,264 22° 10' —5° —3° 1,805 0,532 0,303 0,110
* У лопаток С-44 величина Ь=0,4 52.
159
Одноступенчатый
вентилятор ОВ-103
На рис. 2.120 показаны обычные (при
нормальном течении воздуха) и при ревер-
сировании характеристики ОВ-103 в схеме
К + СА при расчетных значениях чисел
лопаток и различных углах установки ло-
паток колеса. Несмотря на меры, принятые
для улучшения реверсивных свойств, ко-
торые приводят к уменьшению к. п. д.
при обычной работе, это уменьшение не-
значительно: максимальный к. п. д. вен-
тилятора достигает 0,85. Реверсирование
осуществляется изменением направления
вращения рабочего колеса на обратное без
Рис. 2.120. Характеристики ОВ-103 при прямом течении (---) и реверсировании (-----).
Схема К 4- СА, d — 0,6. К-103, zK = 10,0к = var; С-44, zCA = 14,0СА = 76°. гУст=0,825
160
I
a
и
Рис. 2.121. Схема отсчета углов
установки лопаток и направления
вращения рабочего колеса при пря-
мом течении (7) и реверсировании
а — направление течения; б — направле-
ние вращения рабочего колеса
a
Рис. 2.122. Характе-
ристики ОВ-ЮЗ при
прямом течении (---)
и реверсировании
(--------------).
Схема К, j = о 6
К-103, zK = 10,0к =
var, Густ = 0,825
Рис. 2.123. Характеристики ОВ-103 при прямом течении (---) и реверсировании (----).
Схема К, d — 0,6. К-103, zK = 5, 0к = var, гуСт — 0,825
изменения положения его лопаток и по-
воротом лопаток спрямляющего аппарата
в реверсивное положение (схема на рис.
2.121). При таком реверсировании схема
К + СА превращается в схему ВНАр -f- Кр;
вентилятор обращается в турбину, работа-
ющую на вентиляторном режиме.
Из сопоставления характеристик (см.
рис. 2.120) можно установить, например,
Таблица 2.49
Значения пу и Dy для одноступенчатого
ОВ-103
Схема гК пу СУ
К + СА 10 142 0,87
К 10 181 0,86
К 5 222 0,81
что при работе на режиме максимального
к. п. д. при прямом течении вентилятор
при реверсировании (в сети того же сопро-
тивления) обеспечивает расход воздуха,
составляющий 82—86% от расхода при
прямом течении. Это говорит о высоких
реверсивных свойствах ОВ-103.
Характеристики ОВ-103 в схеме К, без
спрямляющего аппарата, с числом лопаток
ZK ~ ПРИ ПРЯМОМ течении и реверсиро-
вании показаны на рис. 2.122.
Аналогичные характеристики ОВ-103
схемы К, но при zK = 5 показаны на
рис. 2.123. В обеих схемах отношение про-
изводительности при нормальном течении
и реверсировании изменением направле-
ния вращения рабочего колеса превышает
80%.
Значения быстроходности пу и габарит-
ности Dy (при прямом течении в вентиля-
торе) для вариантов одноступенчатого
ОВ-103 приведены в табл. 2.49.
162
Двухступенчатый
вентилятор ОВ-103
обратное и поворотом лопаток обоих спря-
мляющих аппаратов в реверсивное поло-
жение (рис. 2.125).
Рис. 2.124. Характеристики двухступенчатого ОВ-103 при прямом течении (----) и ревер-
сировании (— — — —). Схема Ki 4- САХ 4- КА2 + СА2, d = 0,6, Кх, £ К-103, zKi 2Я 10,
0К* = var, САХ, 2:> С-44, zCA^ == 14; ®са1(1 = (^саРрв = 80°, (6са2^рв = густ~
= О’,825
163
I
a
II
Рис. 2.125. Схема отсчета
углов установки лопаток
при прямом течении (/) и
реверсировании (ZZ) у двух-
ступенчатого О В-103:
а— направление потока; б —
направление вращения рабочего
колеса
углах установки лопаток 0К — 15 -г- 35° со-
отношение производительностей при пря-
мом течении и реверсировании составляет
80% и более. При 0К = 45° это соотноше-
ние равно 75—83%. Схема отсчета углов
установки лопаток та же, что на рис. 2.125.
Схема О В-103 с диффузорами показана на
рис. 2.127.
Аппараты типа С-44, на которых получе-
ны характеристики (см. рис. 2.124 и 2.126),
во многих сечениях по радиусу имеют гу-
стоту решетки профилей т — b/t^> 1 (b —
хорда лопатки, t — шаг решетки). Поэтому
повернуть их одновременно в реверсивное
положение невозможно. Это можно сделать,
поворачивая лопатки двумя группами че-
рез одну [4]. Для упрощения поворота
лопаток был выполнен аппарат С-54 (см.
табл. 2.48) с густотой решетки профилей
на всех радиусах несколько меньшей еди-
ницы.
На рис. 2.129 показаны характеристики
ОВ-ЮЗ с аппаратами С-54 и диффузорами.
Из рисунка видно, что установка аппара-
та С-54 привела к уменьшению макси-
мального к. п. д. вентилятора примерно
164
на 5%, так как лопатки аппарата С-54 ста-
ли аэродинамически перегружены. Соот-
ношение между значениями производитель-
ности при нормальном течении и ревер-
сировании по-прежнему высокое, примерно
80%. Схема отсчета углов установки та же,
что на рис. 2.125, однако значения углов
установки лопаток аппаратов С-54 у САХ
и СА2 другие (см. подрисуночную
подпись к рис. 2.129).
На основе ОВ-103 была предложена [11]
аэродинамическая схема двухступенчатого
реверсивного вентилятора с различной
установкой лопаток колес. Лопатки колеса
первой ступени Кх установлены в положе-
ние, соответствующие обычному обтеканию
при прямом течении, а лопатки колеса вто-
рой ступени К 2 — наоборот, в положение,
соответствующее обычному обтеканию при
реверсировании потока (рис. 2.128). Такая
схема двухступенчатого реверсивного вен-
тилятора получила условное наименование
противоположной. Реверсирование потока
осуществляется изменением направления
вращения вентилятора на обратное и уста-
новкой лопаток спрямляющих аппаратов
в реверсивное положение.
Рис. 2.126. Характеристики при прямом течении (---------) и реверсировании (--------)
ОВ-103 с диффузором. Схема Кг + САХ f К2 + СА2, d = 0,6. 2: К-103, zK = 10,
0к1>2= var; СА1;|2:’С-44, zCAi = 14, 0Сд, = 70°; (0сА1)рв= 80°, (0СА2)рв = 90°,’%ст=
= 0,825
С-^,С-54
Рис. 2.127. Схема двухступенчатого реверсивного
ОВ-103 с диффузором
0/£
Рис. 2.128. Схема установки лопаток и отсчета углов в двухступенчатом реверсивном
ОВ-103 противоположной схемы при прямом течении (7) и реверсировании (II):
а — направление потока, б — напт явление вращения рабочего колеза
Рис. 2.129. Характеристики при прямом течении (-------) и реверсировании (---------)
ОВ-103 с диффузорами. Схема Кх + САг + К2 4- СА2, d = 0,6. Кь 2: К-103, zK = 10,
0 к = var; CAj 2: С-54, zGA — 14,9 СА = 75°, 9 СА(> = 81°30'; (9 Сл )рв== 85°; (9са Jpb =
*• 1, 2 1’2
= 95°, гУсТ = 0,825
Рис. 2.130. Характеристики двухступенчатого реверсивного вентилятора К-103 противопо-
ложной схемы с диффузорами. Схема К14-СА1 + К24-СА2, <7 = 0,6. Кь 2: К-103, 0^ = var,
zKi — 10; СА1>2: С-44, zca1; ®са112= 76°» (®саРрв= 80°, (6са2^в 90°’ густ=
= 0,825
Течение по схеме I (---) и II (— — —), см. рис. 2.129
Характеристики реверсивного вентиля-
тора противоположной схемы с диффузо-
рами (см. схему на рис. 2.127) показаны на
рис. 2.130. Интересно, что при реверсиро-
вании в этом случае потребляемая мощ-
ность при всех углах установки лопаток
рабочих колес несколько выше. Это необ-
ходимо учитывать при определении мощ-
168
ности привода. Как видно из рис. 2.130,
во всей области рабочих режимов при ра-
боте на сеть равного сопротивления при
прямом течении и реверсировании обеспе-
чивается практически одна и та же произ-
водительность.
Коэффициент полных потерь в диффузо-
рах схемы ОВ-ЮЗ на режиме максималь-
ного к. п. д. составляет примерно 0,35.
Значения быстроходности пу и габарит-
ности Dy вариантов двухступенчатого
ОВ-103 для характеристик при нормаль-
ном течении приведены в табл. 2.50.
§ 38. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВВ-103-108
Особенностью этой аэродинамической
схемы двухступенчатого вентилятора
встречного вращения является то, что пер-
вым служит колесо К-103, специально рас-
считанное как реверсивное, а вторым —
К-108, также специально рассчитанное
как реверсивное, но у которого все про-
фили по длине лопатки выполнены вообще
без изгиба.
Схема вентилятора Kj + Кп, лопатки
профильные, d = 0,6.
Характеристики вентилятора были по-
лучены при прямом течении и реверсиро-
Таблица 2.50
Значения пу и Dy для вариантов
двухступенчатого ОВ-103
Особенности схемы
Параметры са1>2 : С-4 4 С диффузо- рами, GAi,2 : С-44 С диффузо- рами, CAi,2 : С-54 о i >> 2* С Т о и Я К S а .. F* Ш S w о ¥ ° 5 - /ТО CS о К R g по
и у 93 89 101 ПО
Dy 0.99 1.02 0.98 0.96
вании при нескольких сочетаниях углов
установки лопаток первого и второго ко-
лес, а также вентилятора с диффузором
перед ним и за ним. Во втором случае диф-
фузор со стороны входа потока в вентиля-
тор обращался в конфузорный патрубок.
Таблица 2.51
Геометрические параметры лопаток ОВВ-103-108.
К-103 : Д6к = 2° 40'; К-108 : Д0^-4о30'
“г ь Д0Г Р С
К-103 К-108 к-юз К-108 к-1 03 к-103, к-108
0,97 0,4215 0,418 —5° 50' —3° 7,26 0,08
0,90 0,425 0,423 —3° 30' —2° 4,875 0,086
0,825 0,428 0,428 0 0 3,343 0,092
0,75 0,432 0,433 3° 30' 1°40' 2,65 0,098
0,70 0,436 0,437 8° 40' 3° 30' 2,27 0,102
0,65 0,438 0,438 15° 10' 5° 15' 2,05 0,106
0,60 0,441 0,443 22° 10' 7° 30' 1,805 0,11
Таблица 2.52
Значения пу и Dy для ОВВ-103-108
еКт 0Кц Ч <Р -ф ^8 Пу Пу
Без диф- фузора С диф- ф\зором Без диф- фузора С диф- ф}зором 1 Без диф- фузора С диф- фузором
25° 15° 0.78 0,75 0,178 0,17 0,62 0,60 80 84 1,2 1,2
35° 25° 0,83 0,76 0,255 0,237 0,74 0,77 85 82 1,05 1,09
45° 35° 0.83 0,72 0,36 0,32 0,836 0,84 91 84,5 0,92 0,98
6 Заказ 698
169
К-103 необычно велик, поэтому вычерчи-
вание этих профилей целесообразно выпол-
нять способом прямоугольных координат
(см. гл. 3, § 9, п. а.). Средняя линия про-
филеи лопаток колеса К-108 — прямая
линия (р = оо).
Характеристики вентилятора при раз-
личных сочетаниях углов установки лопа-
ток колес показаны на рис. 2.131. Здесь же
показаны индивидуальные мощностные ха-
рактеристики колес при прямом течении,
откуда видно, что в области максимального
давления на характеристике при 0Т/. =
* КI
45 и Ojjjj = 35° мощность, потребляе-
мая колесом Кп, примерно на 35% больше
мощности, потребляемой колесом КР Это
необходимо учитывать при выборе мощнос-
сти привода. Из хода же суммарных мощ-
ностных характеристик вентилятора сле-
дует, что при всех сочетаниях углов уста-
новки и 0KlI мощность, потребляемая
вентилятором при реверсировании за счет
изменения направления вращения каждого
рабочего колеса на обратное, меньше, чем
при нормальном течении.
На рис. 2.133 показана схема вентилято-
Ра ОВВ-103-108 с диффузорами, а на
рис. 2.132 его характеристики при прямом
течении и реверсировании.
Как для собственно вентилятора, так и
для вентилятора с диффузорами простав-
дительность при реверсировании соиво-з
ляет 80 85% от производительности при
прямом течении (при работе на сеть рав-
ного сопротивления при обоих направле-
ниях течения). При этом режим максималь-
ного к. п. д. по производительности в слу-
чае прямого течения и реверсирования
один и тот же.
Значения быстроходности и габаритно-
сти для вентилятора ОВВ-103-108 и венти-
лятора с диффузорами при различных со-
четаниях углов установки лопаток рабо-
чих колес приведены в табл. 2.52. Эти
значения соответствуют режимам макси-
мального к. п. д. при прямом течении.
Рис. 2.131. Характеристики вентилятора
ОВВ-103-108 при прямом течении (-------)
и реверсировании (------------). Схема
Kj + кп, d = 0,6. Кр К-103, 0К = var,
zKi = кп: К-108, 0 кп= var, zKlI=
== густ = 0,825:
® направление потока, б — направление вра-
щения рабочих колес
170
Рис. 2.132. Характеристики
вентилятора О В В-103-108 с
диффузорами при прямом те-
чении (-----) и реверсирова-
нии (-------).
Схема Kj + Kjj, d=0,6. Kj: К-103,
®KI==var’ 2Ki=10'» KII: K-108,
ehn=var> zKn=8, 7yCT=0,825,
a — направление потока, б —
направление вращения рабочих
колес
О
и
Q2
0,3
04 у
§ 39. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВР-1
Реверсивные вентиляторы ОВР-1 и
ОВР-2 разработаны А. Г. Бычковым [36].
Некрученые лопатки ОВР-1 имеют сим-
метричный профиль. Для построения ло-
Рис. 2.134. Схема построения лопатки и ее
профиля для ОВР-1
172
патки с симметричным (чечевицеобразным}
профилем (рис. 2.134) необходимы следу-
ющие данные: 7 = HR = 0,5; b = b/R =
= 0,36; ri — rr/R = 1,19; r2 — r2/R =
= 0,15; с = с/Ъ = 0,045.
Схема ОВР-1 показана на рис. 2.135,
а его характеристики — на рис. 2.136.
Характеристика вентилятора остается не-
изменной при обоих направлениях течения.
ОВР-1 имеет быстроходность пу = 230 и
габаритность Dy — 0,91.
Рис. 2.135. Схема ОВР-1
Рис. 2.136. Характеристики ОВР-1. Схе-
ма К, d = 0,5; zK = 8
§ 40. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВР-2
Построение профиля и некрученой ло-
патки ОВР-2 показано на рис. 2.137, схема
вентилятора — на рис. 2.138. Вентилятор
в ыполняется с числом лопаток zK = 6 и
zK = 12.
Особенностью ОВР-2 является то, что со-
седние лопатки закрепляются на втулке
под одинаковыми углами к плоскости вра-
щения, но так, что их передние кромки
направлены в разные стороны, т. е. ло-
патки через одну повернуты на 180°.
Аэродинамические характеристики ОВР-2
Рис. 2.138. Схема ОВР-2
173
л
ai
Рис. 2.140. Характеристики ОВР-2. Схема К, d = 0,5; zK — 12, 0 к = var
постоянны при изменении направления
вращения колеса и, следовательно, напра-
вления потока.
Характеристики ОВР-2 при zK = 6 пока-
заны на рис. 2.139, а при zK = 12 — на
рис. 2.140.
Значения быстроходности и габаритности
вентилятора ОВР-2 при zK = 6 составляют
пу = 316 и Dy = 0,74; при zK = 12 соот-
ветственно Пу = 248 и Dy = 0,71.
175
Глава 8
ВЕНТИЛЯТОРЫ
МАЛОШУМНЫЕ
В этой главе приведены аэродинамиче-
ские и акустические характеристики не-
скольких типов малошумных электровен-
тиляторов, полученные в результате спе-
циальных работ. Рабочие колеса этих вен-
тиляторов имеют диаметр D — 400 мм, ча-
стоту вращения п = 1350 об/мин и снаб-
жены малым числом очень широких лопаток,
изготовленных по цилиндрическим шабло-
нам. Построение таких лопаток детально
описано в каждом конкретном случае.
§ 41. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ СХЕМА
ОВ-95 И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Вентилятор
с дисковой втулкой
Схема ОВ-95 показана на рис. 2.141,
а характеристика вентилятора — на
рис. 2.142. Параметры листовой лопатки
приведены в табл. 2.53.
Таблица 2.53
Параметры лопатки К-95
Сечение г ь р 0К
I 0,9 1,47 5,92 21° 15'
II 0,7 1,328 3,79 32° 30'
III 0,5 1,045 2,36 43° 25'
Рабочее колесо К-95 выполнено цель-
ным из листового материала толщиной б,
равной примерно 2% длины лопатки, и
устанавливается на оси фланцевого электро-
двигателя, изготовляемого Пермским за-
водом, типа АВЕ О 71-4 мощностью N =
— 180 Вт и частотой вращения п =
= 1350 об/мин.
Развертка лопатки К-95 показана на
рис. 2.143, а болванка для выколотки ло-
паток — на рис. 2.144. Болванка обраба-
тывается по трем цилиндрическим шабло-
нам, изогнутым по радиусам г — 0,5; 0,7
и 0,9 соответственно. По данным табл.
2.53 вычерчиваются плоские шаблоны
(рис. 2.145) 1, из которых изгибом
изготовляются цилиндрические шаб-
лоны 2.
Основные размеры плоских шаблонов
приведены в табл. 2.54, а цилиндриче-
ских — в табл. 2.55.
Размеры Г, Д и Е у плоских и цилин-
дрических шаблонов одни и те же. Для
повышения жесткости лопатки и диска
колеса выполняются зиги 1 и 2 (см.
рис. 2.146).
По чертежам болванки и ее изогнутым
шаблонам можно сконструировать пресс-
форму (пуансон и матрицу) для штампов-
ки колеса К-95 целиком.
На рис. 2.147 показано колесо К-95
с электродвигателем.
Снятие спектрограмм и измерение сум-
марного уровня звукового давления элек-
тровентилятора ОВ-95 производилось в за-
глушенной камере. На рис. 2.148 пока-
заны спектры шума электровентилятора
ОВ-95, измеренные в октавных полосах
при четырех положениях микрофона отно-
сительно оси вентилятора (а — 0, 30°, 60°,
90°) на режиме с коэффициентом произво-
дительности <р = 0,22.
Таблица 2.54
Размеры плоских шаблонов К-95
Сечение г А Б в г Д Е
I—I •0,9 0,665 0,702 1,367 0,313 0,232 0,545
II—II 0,7 0,325 0,595 1,12 0,407 0,308 0,715
III—III 0,5 0,34 0,417 0,757 0,397 0,318 0,715
176
о
0,1
0,2
Суммарный уровень звукового давления
электровентилятора ОВ-95 составляет
L = 78 дБ.
На рис. 2.149 показана спектрограмма
шума электродвигателя АВЕ 071-4. На
всех частотах его шум существенно ниже,
чем у электровентилятора ОВ-95.
Вентилятор
с цилиндрической втулкой
Аэродинамическая эффективность ОВ-95
может быть существенно повышена, если
отказаться от дисковой втулки и располо-
жить лопатки колеса, как обычно, на ци-
линдрической втулке. Схема такого вен-
Таблица 2.55
Размеры изогнутых цилиндрических
шаблонов К-95
Сечение т А' Б' в'
I—I 0,9. 0,61 0,63 1,24
II—II 0,7 0,475 0,525 1,0
III—III 0,5 0,312 0,372 0,684
Рис. 2.144. Болванка для лопатки К-95
тилятора показана на рис. 2.150, рабочее
колесо К-95 — на рис. 2.151, а и 2.152.
Аэродинамическая характеристика
ОВ-95а приведена на рис. 2.153. У венти-
лятора ОВ-95а к. и. д. на 25% выше, чем
у ОВ-95.
Лопатка К-95а (рис. 2.154) изготовляет-
ся, как и лопатка К-95. Лопатки К-95а
с помощью отбортовки (см. рис. 2.151 и
2.154) крепятся к цилиндрической втулке
с величиной относительного диаметра d —
= 0,4. Болванка лопатки К-95а показана
на рис. 2.155.
Спектрограмма электровентилятора
ОВ-95а (двигатель тот же, что у ОВ-95)
показана на рис. 2.156. Суммарный уро-
вень звукового давления у ОВ-95а не-
сколько ниже и составляет 76 дБ.
Значения пу и Dy для колеса вентиля-
тора ОВ-95 составляют 226 и 0,77, ОВ-95а—
соответственно 232 и 0,72.
Более подробные сведения о вентилято-
рах ОВ-95 и ОВ-95а приведены в работах
[68, 65]. Конструкция ОВ-95 разработана
ЦАГИ совместно с Всесоюзным научно-
исследовательским институтом холодиль-
ной промышленности.
178
1
4
В'
Рис. 2.145. Шаблоны болванки К-95:
1 ‘— плоский шаблон; 2 г— цилиндрический шаблон; з — бобышка; 4 — риска
Рис. 2.146. Колесо К-95:
1, 2 — зиги
Рис. 2.147. Колесо К-95 с электродвига-
телем
§ 42. АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ
СХЕМА ОВ-114
И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Схема К
Схема вентилятора ОВ-114 показана на
рис. 2.157, а его аэродинамические харак-
теристики при разных значениях угла
установки лопаток 0К — на рис. 2.158.
Спектрограмма при 0К = 29°, показанная
на рис. 2.159, соответствует двум режимам
Таблица 2.56
Параметры профильной лопатки К-114,
AGK -1° 30'
XX
Сечение ь 0 дег С
I-I 0,97 1,4 4,83 —4° 15' 0,0225
II—II 0,825 1,425 4,55 0 0,0273
III—III 0,7 1,45 '3,88 6° 0,031
IV-IV 0,6 1,48 3,03 13° 50' 0,054
работы: <р = 0,143; ф = 0,12 и ф = 0,25;
ф = 0,077. Первый режим соответствует
максимуму давления на характеристике,
второй — свободному входу и выходу по-
тока, когда статическое давление равно
нулю. При 0К = 29° второй режим у этого
вентилятора соответствует примерно мак-
симуму полного к. п. д. Для зтих столь
различных режимов работы (режимов об-
текания лопаток) суммарный уровень зву-
кового давления оказался практически
одинаковым, равным 68—69 дБ.
Влияние величины угла установки лопа-
ток на акустические свойства ОВ-114 пока-
зано на рис. 2.160. Как видно, при одном
и том же значении коэффициента произ-
водительности ф = 0,14 суммарный уро-
вень звукового давления при 0К = 29° и
0К = 17° составляет соответственно 69 и
65 дБ.
Лопатки колеса К-114 профильные, их
параметры приведены в табл. 2.56.
Лопатка К-114 выполняется по цилин-
дрическим шаблонам. Сначала на основа-
нии табл. 2.56 вычерчиваются плоские ша-
блоны (см. табл. 2.56 и рис. 2.161, поз. 7),
а затем цилиндрические (табл. 2.58, рис.
2.161, поз. 2).
Вычерчивание профилей сечений лопат-
ки К-114 производится обычным способом.
180
Рис. 2.148. Спектрограмма
электровентилятора О В-95:
D — 400 мм, п — 1350
об/мин, <р = 0,22
Рис. 2.150. Схема ОВ-95а
040-
0100
Рис. 2.151. Колесо К-95а
Рис. 2.152. Общий вид колеса К-95а
Рис. 2.154. Развертка лопатки К-95а
§
Рис. 2.155. Болванка лопатки К-95а
Рис. 2.153. Характеристика ОВ-95а.
Схема К, d= 0,4; zK = 3, 0К- 31°30',
Густ= 0,762
Рис. 2.156. Спектрограмма
электровентилятора
ОВ-95а:
D = 400 мм, п = 1350
об/мин, ф = 0,24
Рис. 2.157. ОВ-114. Схема К
Таблица 2.57
Параметры плоских шаблонов К-114
Сечение Г А Б В г Д Е
I—I 0,97 0,66 0,6875 1,3475 0,248 0,148 0,396
II—II 0,825 0,65 0,69 1,34 0,298 0,19 0,488
III—III 0,7 0,625 0,685 1,31 0,383 0,255 0,638
IV—IV 0,6 0,5625 0,667 1,229 0,488 0,388 0,876
Координаты симметричного профиля при-
ведены в табл. 2.59.
Общий вид литой съемной лопатки К-114
показан на рис. 2.162.
Схема К + СА
Таблица 2.58
Размеры цилиндрических шаблонов К-114
Сечение Г А ' Б' В'
I—I 0,97 0,61 0,625 1,235
II—II 0,825 0,585 0,605 1,19
III—III 0;7 0,545 0,58 1,125
IV—IV 0,6 0,485 0,533 1,018
Схема К + СА ОВ-114 показана на
рис. 2.163. Спрямляющий аппарат С-44а
имеет некрученые листовые лопатки, вы-
полненные по параметрам лопатки С-44
на г — 0,825 (см. табл. 2.15). Характери-
стики вентилятора приведены на рис.
2.164.
Значения пу и Dy для вентиляторов
ОВ-114 в схеме К равны 250 и 0,77, в схеме
К + С А соответственно 154 и 0,93.
Конструкция вентилятора ОВ-114 диа-
метром D = 400 мм разработана в Ленин-
градском оптико-механическом объедине-
нии (Л ОМ О).
185
Рис. 2.158. Аэродинамические
характеристики ОВ-114.
Схема К, d= 0,6; К-114, zK=
— 3, 0 — var, Густ === 0,752
Рис. 2.159. Спектрограм-
ма электровентилятора
ОВ-114. Схема К, d = 0,6;
zK = 3, 0K = 29°, D =
= 400 мм, п = 1350 об/мин.
При (р: 1 — 0,143; 2 — 0,25.
Электродвигатель ПЛО 72
Рис. 2.160. Спектрограмма
электровентилятора
ОВ-114. Схема К, d= 0,6;
zr = 3, D = 400 мм, п --
= 1350 об/мин, <р = 0,14.
Влияние угла установки
лопаток колеса, При0к;
1 — 29°; 2 — 17°; 3 —
электродвигатель ПЛО 72
Рис. 2.161. Шаблоны лопатки К-114:
Л — плоский шаблон; 2 — цилиндрический шаблону 3 бобышка; 4 —• риска
о
Рис. 2.162. Общий вид профильной лопатки К-114
Рис» 2,163. Схема ОВ-114. К + СА
001Ф
о
0,1
0.2
0.3
Таблица 2.59
Координаты симметричного профиля лопатки К-114
0,5 1 2 3 4 5 7 10 12 15
0,185 0,25 0,316 0,357 0,387 0,41 0,438 0,464 0,476 0,488
Продолжение табл. 2.59
18 20 30 40 50 60 70 80 90 95 100
''-"Г 0,496 0,497 0,5 0,489 0,457 0,405 0,337 0,254 0,16 0,101 0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абразумов Н. П., Брусиловский И. В., Ха-
занова Г. И. Новый осевой вентилятор общего
назначения. — В сб.: Вентиляторы. Изд. Москов-
ского дома научно-технической пропаганды им.
Ф. Э. Дзержинского. М., 1968, с. 52—59.
2. Атлас вентиляторов и дефлекторов. Аэро-
динамические схемы и опытные характеристики.
Под ред. К. А. Ушакова. — Труды ЦАГИ, вып.
172 ОНТИ НКТП СССР, М., 1934. 205 с.
3. Бабак Г. А., Левин Е. М., Пак В. В Эле-
менты шахтных вентиляционных установок глав-
ного проветривания. М., «Недра», 1972, 264 с.
4. Бедим В. Г. Реверсивный спрямляющий ап-
парат осевого вентилятора. Авт свид. 171496.
«Бюллетень изобретений», 1965, №11.
5. Борисов Г. А. Локштанов Е А., Олъ-
штейн Л. Е. Вращающийся срыв в осевом ком-
прессоре. — В кн.; Промышленная аэродинамика,
вып. 24. М. Оборонгиз, 1962, с. 35—47.
6. Борьба с шумом. Под ред. Е. Я. Юдина.
Стройиздат, М., 1964. 701 с.
7. Брусиловский И. В., Егоров В. И. Некоторые
особенности вентиляторов встречного вращения. —
В кн.: Вентиляторы общепромышленного назна-
чения. Изд. Московского дома научно-технической
пропаганды им. Ф. Э. Дзержинского. М., 1965, с.
146—154
8. Брусиловский И. В., Сурнов Н. В. Осевой
вентилятор ЦАГИ типа К-23. — В кн.: Промы-
шленная аэродинамика, вып. 28. М., «Машино-
строение», 1966, с. 169—181.
9. Брусиловский И. В., Бедим В. Г., Пичков Ю. А.
Осевые вентиляторы со статическим к. п. д. уста-
новки, большим 0,8. — В кн.: Промышленная
аэродинамика, вып. 28. М., «Машиностроение»,
1966, с. 139—168.
10 Брусиловский И. В. Аэродинамический рас-
чет и экспериментальные исследования на моде-
лях вентиляторов для градирен. — В кн: Проек-
тирование, строительство и эксплуатация венти-
ляторных и башенных градирен. Изд. Москов-
ского дома научно-технической пропаганды им.
Ф. Э. Дзержинского. М., 1966, с. 62—76.
11. Брусиловский И. В. Осевой двухступенча-
тый реверсивный вентилятор. Авт. свид. № 189117
от 16 сентября 1966. «Бюллетень изобретений»,
1966, № 23.
12. Брусиловский И. В. Вентиляторы с ме-
ридиональным ускорением потока. — В кн.: Про-
мышленная аэродинамика, вып. 24. М., Оборон-
гиз, 1962, с. 74—81.‘
13. Брусиловский И. В., Хазанова Г. И. Осевой
вентилятор. Авт. свид. № 225371 от 12 июня
1 968 г. «Бюллетень изобретений», 1968, 27.
14. Брусиловский И. В. Аэродинамические осо-
бенности регулирования и реверсирования вен-
тилятора встречного вращения изменением уг-
ловой скорости одного из рабочих колес. —
В кн.: Горная механика. Изд. МГИ. М., 1970,
С. 140—152.
15. Брусиловский И. В., Левин Е. М., Захарчук
Г. И. Осевой вентилятор. Авт. свид. № 259314.
от 3 октября 1969 г. «Бюллетень изобретений»,
1969, № 2.
16. Брусиловский И. В., Карабанов Ю. П. Осе-
вой вентилятор Авт. свид. № 266995 от 13 ян-
варя 1970 г. «Бюллетень изобретений», 1970,
№ 12.
17 Брусиловский И. В. О выборе параметров
осевых вентиляторов. — В сб.: Промышленная
аэродинамика, № 10, М., Оборонгиз, 1958, с. 5—35
18. Брусиловский И. В. Осевой вентилятор ЦАГИ
типа МН-06. — В сб.: Промышленная аэродинами-
ка, вып. 25. М., Оборонгиз, 1963, с. 5—18.
19. Брусиловский И. В. Колмаков И. И., Ми-
роненко И. И. Листовая лопатка осевого вентиля-
тора. Авт. свид. № 376595 от 15 января 1973 г.
«Бюллетень изобретений», 1973, № 17.
20. Брусиловский И. В., Егоров В. И. Влияние
осевого зазора между лопаточными венцами
осевого вентилятора на его характеристику. —
В сб : Вентиляторы общего и специального на-
значения. Изд. Московского дома научно-техни-
ческой пропаганды им. Ф. Э. Дзержинского. М.,
1973, с 43—48.
21. Брусиловский И. В. Регулирование осе-
вых вентиляторов направляющим аппаратом. —
В сб.: Промышленная аэродинамика, вып. 29,
М., «Машиностроение», 1973. с. 3—34.
22. Брусиловский И. В., Бушель А. Р. Осевые
вентиляторы с расширенной областью устойчивой
работы. — В сб.: Промышленная аэродинамика,
вып. 29. М., «Машиностроение», 1973, с. 88 —97.
23. Брусиловский И. В., Хазанова Г. И. Иссле-
дование аэродинамических схем осевых венти-
ляторов общего назначения с повышенным коэф-
фициентом статического давления. — В сб.: Про-
мышленная аэродинамика, вып. 29. М., «Машино-
строение», 1973, с. 98—112.
24. Брусиловский И. В., Клепаков И. В., Ле-
вин Е. М. Осевой вентилятор встречного враще-
ния. — В сб.: Промышленная аэродинамика,
вып. 29. М., «Машиностроение», 1973,
с. 112—122.
25. Брусиловский И. В. Осевой вентилятор
ЦАГИ типа К-42 с тонкими лопатками. — В сб.:
Промышленная аэродинамика, вып. 25. М., Обо-
ронгиз, 1963, с. 19—32.
193
26. Брусиловский И. В. Осевой реверсивный
вентилятор. Авт. свид. — № 203137 от 15 июля
1967 г. «Бюллетень изобретений», 1967, № 20.
27. Брусиловский И. В. Выбор густоты решетки
профилей и угла атаки в осевых вентиляторах. —
В сб.: Промышленная аэродинамика, вып. 32.
М., «Машиностроение», 1975, с. 93—116.
28. Брусиловский И. В. Определение предель-
ных расчетных параметров осевых вентиляторов.
В сб.: Промышленная аэродинамика, вып. 32
М., «Машиностроение», 1975, с. 123—146.
29. Брусиловский И. В. Влияние относительной
величины циркуляции аппаратов на характерис-
тики и размеры осевых вентиляторов. — В сб.:
Промышленная аэродинамика, вып. 21. М., Обо-
ронгиз, 1962, с. 53—75.
30. Брусиловский И. В. Влияние расчетных па-
раметров, аэродинамической схемы и профилиро-
вания лопаточных венцов на форму характерис-
тики осевой турбомашины.—В сб.: Промышленная
аэродинамика, вып. 28. М., «Машиностроение»,
1966, с. 60—85.
31. Брусиловский И. В., Хазанова Г. И. Осе-
вой вентилятор общего назначения К-109-19
с различным числом лопаток. — В сб.: Кондици-
онеры, калориферы, вентиляторы, вып. 1(6).
М., изд. ЦНИИТЭстроймаш 1971, с 62—67.
32. Бушель А. Р., Сурнов Н. В. Конструкции
центробежных и осевых вентиляторов. — Труды
ЦАГИ, вып. 380, М.,1938, с. 158.
33. Бушель А. Р. Осевые вентиляторы обще-
промышленного назначения ЦАГИ ЦЗ-04. —
В сб.: Промышленная аэродинамика, вып. 25.
М., Оборонгиз, 1963, с. 33—51.
34. Бушель А. Р. Осевые вентиляторы обще-
промышленного назначения ЦАГИ УК-2М. —
В сб.: Промышленная аэродинамика, вып. 28.
М., «Машиностроение», 1966, с. 182—205.
35. Бушель А. Р. Исследование коротких ра-
диальных и комбинированных диффузоров. —
В сб : Промышленная аэродинамика, вып. 28.
М., «Машиностроение», 1966, с. 121—138.
36. Бычков А. Г. Осевые вентиляторы ЦАГИ
серии «У». — Труды ЦАГИ, вып. 362. М., 1938.
368 с.
37. Бычков А. Г. Осевые вентиляторы ЦАГИ
серии «В». — Труды ЦАГИ, вып. 463. М., 1940
205 с.
38. Бычков А. Г. О сравнении шахтных вен-
тиляторных установок разных типов по эконо-
мичности их работы. — В сб.: Промышленная
аэродинамика, вып. 17. М., Оборонгиз, 1960,
с. 126—135.
39. Вентиляторы осевые общего назначения.
ГОСТ 11442 — 74. М., изд. стандартов, 1974.
40. Вентиляторы радиальные (центробежные)
и осевые. Методы аэродинамических испытаний,
ГОСТ 10921 — 74. М., изд. стандартов, 1974.
41. Водяник Г. М., Крутиков В. С., Кара-
стан П. С. Разработка и исследование трехсту-
пенчатых вентиляторов встречного вращения для
проветривания длинных тупиковых выработок.
— В сб.: Совершенствование проветривания шахт.
Новочеркасск, изд. НПИ, 1972, с. 136—137.
194
42. Галимзянов Ф. Г. Вентиляторы. Атлас кон-
струкций. М., «Машиностроение», 1968. 167 с.
43. Гегин А. Д. О влиянии метода конструиро-
вания лопаток малого удлинения на характерис-
тики ступени осевого компрессора. Изд. АН СССР,
«Энергетика и транспорт», 1967, № 1, с. 130—138.
44. Гембаржевский М. Я. Работа ЦАГИ в об-
ласти развития вентиляторостроения — «Водо-
снабжение и санитарная техника», 1970, № 4,
с. 35—39.
45. Гиневский А. С., Морозов А. И. Влияние
радиальной и окружной неравномерности потока
на характеристики ступеней осевого компрессора.
— В кн.: Промышленная аэродинамика, вып. 24.
М., Оборонгиз, 1962, с. 63—73.
46. Дейч М. Е., Зарянкин А. Е. Газодинамика
диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин.
М., «Энергия», 1970. 384 с.
47. Дзидзигури А. А., Матикашвили Т. И. Не-
устойчивая работа вентиляторов и способы ее
предупреждения. АН СССР, АН Груз. ССР. М.,
«Наука», 1965. 78 с.
48. Дзидзигури А. А., Мачарашвили С. В. Ис-
следование некоторых вопросов аэродинамики
осевых двухступенчатых вентиляторов встречного
вращения. Труды института горной механики,
разработки месторождений полезных ископае-
мых и физики взрыва. АН Груз. ССР; т. IV
г. Тбилиси, 1964, с. 483—492.
49. Дзидзигури А. А. Характер работы паралле-
льно включенных вентиляторов при многозначном
режиме. Труды ИМГД АН [Груз. ССР, т. VI,
1954, с. 585—597.
50. Довжик С. А. Экспериментальное исследо-
вание двух одноступенчатых компрессоров в ши-
роком диапазоне чисел Рейнольдса. — В кн.:
Промышленная аэродинамика, вып. 20. М., Обо-
ронгиз, 1961, с. 57—73.
51. Довжик С. А. Исследование по аэроди-
намике осевого дозвукового компрессора.— Труды
ЦАГИ, вып. 1099. Изд. ЦАГИ, М, 1968,278 с.
52. Дымососы и вентиляторы. Каталог-спра-
вочник. М., НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1974,
192 с.
53. Ершов В. Н. Неустойчивые режимы турбо-
машин. М., «Машиностроение», 1966. 178 с.
54. Иделъчик И. Е. Справочник по гидравли-
ческим сопротивлениям. М., «Машиностроение»,
1975. 559 с.
55. Иделъчик И. Е. Аэродинамика промышлен-
ных аппаратов. М., «Энергия», 1964, 287 с.
56. Казакевич В. В. Автоколебания (помпаж)
в вентиляторах и компрессорах. М., Машгиз,
1959. 189 с.
57. Керстен И. О. Аэродинамические испытания
осевого двухступенчатого шахтного вентилятора
ЦАГИ К-06. — В кн.: Промышленная аэроди-
намика, вып. 6. БНИ ЦАГИ, 1955, с. 55 — 80,
58. Керстен И. О. Аэродинамические испытания
шахтных вентиляторов. М., «Недра», 1964. 163 с.
59. Колесников А. В. Влияние зазора между
колесом и кожухом на характеристику осевого
вентилятора. — В кн.: Промышленная аэроди-
намика, вып. 17. М., Оборонгиз, 1960, с. 20—32
60. Колмаков И. И., Мироненко И. И., Василь-
ев В. А. Новые аэродинамические схемы осевых
вентиляторов общего назначения с тонкими ло-
патками. Труды ВНИИкондвентмаша. — В кн.:
Кондиционеростроение, выл. 2. Харьков, 1973,
с. 83—94.
61. Крутиков В. С. Исследование аэродинамиче-
ской схемы трехступенчатого вентилятора встреч-
ного вращения. Дисс. на соиск. уч. степ. канд.
техн. наук. Новочеркасск, 1970, с. 135.
62. Пак В. В., Иванов С. К., Верещагин В. П.
Шахтные вентиляционные установки местного
проветривания. М., «Недра», 1974. 237 с.
63. Соколов Ю. Н., Соколова И. Ю. Дутьевой
вентилятор встречного вращения для котлов
малой мощности. — Теплоэнергетика, 1974, № 6,
с. 40—43.
64. Сурнов Н. В. Входные устройства осевых
вентиляторов. — В кн.: Промышленная аэроди-
намика, вып. № 9. М., Оборонгиз, 1957, с. 28—34.
65. Тихомиров В. А. Малошумные вентиляторы
для малых холодильных агрегатов. — «Холодиль-
ная техника», 1964, № 6
66. Ушаков К. А., Бушель А. Р. Устранение
неустойчивости работы осевых вентиляторов
с помощью сепараторов. — В кн.: Промышленная
аэродинамика, вып. 24. М., Оборонгиз, 1962,
с. 9—34.
67. Ушаков К. А., Брусиловский И. В., Бу-
шель А. Р. Аэродинамика осевых вентиляторов и
элементы их конструкций. М., Госгортехиздат,
1960, 419 с.
68. Ушаков К. А., Бушель А. Р. Малошумные
осевые вентиляторы ЦАГИ. В кн.: Промышленная
аэродинамика, вып. 29 М., «Машиностроение»,
1973, с. 74—87.
69. Ушаков К. А., Бушель А. Р. Шахтные вен-
тиляторные установки с осевыми вентиляторами.
М., Углетехиздат, 1958. 90 с.
70. Юдин Е. Я. Схемы реверсирования шахтных
осевых вентиляторов и их оценка. — В кн.:
Промышленная аэродинамика, вып. 3. Изд. БНТ
ЦАГИ. М., 1947, с. 47—55.
71. Юдин Е. Я. Осевые вентиляторы ЦАГИ
типа МЦ. М., Стройиздат, 1949. 72 с.
72. Юдин Е. Я. Осевые вентиляторы ЦАГИ
К-06 (аэродинамические схемы и характеристики).
— В кн.: Промышленная аэродинамика, вып. 6.
изд. БНИ ЦАГИ. М., 1955, с. 31—54.
73. Юдин Е. Я. Глушение шума вентиляци-
онных установок М , Госстройиздат, 1958. 157 с.
74. Becht W. Aerodynamik und Anwend-
barkeit gegenlaufiger Axialventilatoren. Heiz.—
Luft. — Haustechnik. Bd. II, № 3. 1960.
75. Stephenson J. M. Efficiency anb Drag of
Axial — Flow Compressor stage. Aircraft Engi-
neering, June, 1953.
76. Авиационная акустика. Под ред.
А. Г. Мунина и В. Е. Квитки. М., Машиностро-
ение, 1973. 448 с
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
D — внешний диаметр рабочего колеса
вентилятора, м
Dy = (p'J'/Q4*) D = 0,56 ф^ф1/2 —
габаритность вентилятора
F = nD2/^ — площадь колеса вен-
тилятора, м2
/’вых — площадь выхода потока из венти-
лятора с присоединенными эле-
ментами, м2
FOm — 3iD2/4 (1 — d2) — ометаемая пло-
щадь, м2
N — мощность, потребляемая на валу
рабочего колеса вентилятора, Вт
(кгс- м/с)
Q — производительность вентиля-
тора, м3/с
R = D/2 — внешний радиус рабочего
колеса вентилятора, м
а — скорость звука в газе
b — хорда профиля — прямая, соеди-
няющая точки пересечения сред-
ней линии профиля с его конту-
ром, м
b = b/R — относительная хорда
Ь' — длина дуги средней линии про-
филя, м
с — максимальная толщина профи-
ля, м
с — с/Ь — относительная максималь-
ная толщина профиля
с — абсолютная скорость потока в
вентиляторе, м/с
са, си — скорость потока соответственно
осевая и тангенциальная, м/с
(са)вых = <2/-^вых— средняя осевая ско-
рость выхода потока, м/с
са — Q/Fqm — средняя осевая скорость
_ потока в вентиляторе
d = d/D — относительный диаметр
втулки
К — фСр/ф (ф/фср)2 — коэффициент за-
паса по сопротивлению сети в дан-
ной точке <р, ф до режима срыва
фср, фср или режима макси-
мального давления на характе-
ристике
I — (D-—d)/2 — длина лопатки, м
п — частота вращения рабочего коле-
са вентилятора, об/мин
Пу — п = 138 ф1/2/ф8/4 —
быстроходность вентилятора
pv — полное давление вентилятора, Па
(кгс/м2)
p’v —полное давление вентилятора с
присоединенными элементами, Па
(кгс/м2)
Pdv — динамическое давление вентиля-
тора, Па (кгс/м2)
— динамическое давление вентиля-
тора с присоединенными элемен-
тами, Па (кгс/м2)
рс — сопротивление сети, Па (кгс/м2)
psv — статическое давление вентилято-
ра, Па (кгс/м2)
p'sv — статическое давление вентилято-
ра с присоединенными элемен-
тами, Па (кгс/м2)
г — текущий радиус лопаточного вен-
ца, м
г = r/R — относительный радиус
густ — установочный радиус лопаток, и
''уст — fyc-r/R — относительный устано-
вочный радиус
s — радиальный зазор между корпу-
сом вентилятора и рабочим коле-
сом, м
s = s/l — относительная величина
радиального зазора
t = 2w/z — шаг решетки профилей, и
и = — окружная скорость
вентилятора, м/с
w — относительная скорость потока
в вентиляторе, м/с
х — координата профиля, отсчитыва-
емая по его средней линии (или
по хорде) от носика, м
х = xjb, x]b' — относительная коор-
дината
у — координата профиля, отсчитыва-
емая от средней линии в напра-
влении, нормальном к ней, м
у — у]с — относительная координата
z — число лопаток рабочего колеса
аппарата
Z = a/pdv — коэффициент потерь
т] — Qpv/N= фф/Л — полный к. п. д.
вентилятора
т]' ~ Qp'JN — фф'Д ~~ полный к. п. д.
вентилятора с присоединенными
элементами
4s — QPsv/N — ффзА — статический
к. п. д. вентилятора
196
i]s = Qpsv/N — фф5/Х — статический
к. и. д. вентилятора с присоеди-
ненными элементами
0 — угол установки лопатки — угол
между плоскостью вращения вен-
тилятора и касательной к нижней
поверхности профиля на устано-
вочном радиусе, градус
0 г — геометрический угол установки
профиля в решетке — угол меж-
ду плоскостью вращения венти-
лятора и хордой профиля, гра-
дус.
Д0 — 0—0ИСх — разность между неко-
торым углом установки лопатки©
и ее исходным углом установки
0 исх (при регулировании поворо-
том лопаток), градус
Д0' — 0 г—0 — разность на установоч-
ном радиусе густ между геометри-
ческом углом установки про-
филя 0Г, который используется
при конструировании лопатки,
и углом установки лопатки 0,
указанным на характеристике,
градус.
Д0Г = 0г—(0г)уст— разность между гео-
метрическими углами установки
профиля на некотором радиусе г
и на установочном радиусе густ,
градус.
N
К = pFu^/2 — коэффициент мощно-
сти
р — плотность воздуха, кг/м3
(кгс- с2/м4)
р — радиус кривизны средней линии
профиля, м
р = р/7? — относительный радиус
кривизны средней линии профиля
т = b/t — густота решетки профилей
ф = QjFu — коэффициент произво-
дительности
<ра — са/и—коэффициент средней осевой
скорости потока в вентиляторе, м/с
ф = — коэФФиЧиент полного да-
вления вентилятора
ф' = — коэффициент полного да-
вления вентилятора с присоеди-
ненными элементами
ф8 = — коэффициент статическо-
го давления вентилятора
ф' = '^^12— коэффициент статического
давления вентилятора с при-
соединенными элементами
со — потери давления в присоединен-
ных к вентилятору элементах
(во входном патрубке, диффузоре
и т. п.), Па (кгс/м2)
v — кинематический коэффициент
вязкости газа
Индексы
К; ВНА; НА; СА — соответственно рабо-
чее колесо, . входной
направляющий аппа-
рат, промежуточный
направляющий аппа-
рат, спрямляющий ап-
парат
рв; пр — соответственно ревер-
сирование потока и
прямое течение
уст — относится к устано-
вочному радиусу
var — величина изменяемая
I, II — соответственно пер-
вое и второе рабочие
колеса вентилятора
встречного вращения
О, 1, 2, 3 — сечение соответст-
венно перед входным
направляющим аппа-
ратом, перед рабочим
колесом, за рабочим
колесом, за спрямля-
ющим аппаратом
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................ 3
ЧАСТЬ 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
Глава 1
Типы аэродинамических схем. Подбор
вентилятора ............................. 5
§ 1. Схемы осевого вентилятора и их
особенности ..................... 5
§ 2. Характеристики сети, вентилятора
и вентилятора с присоединенными элемен-
тами ................................. 10
§ 3. Способы подбора и пересчет харак-
теристик вентилятора ................... 17
Глава 2
Регулирование вентилятора............... 26
§ 4. Регулирование поворотом лопаток
рабочего колеса ........................ 26
§ 5. Регулирование поворотом лопаток
направляющего аппарата.................. 29
§ 6. Регулирование изменением часто-
ты вращения ............................ 30
§ 7. Реверсирование потока............. 31
Глава 3
Построение профилей и геометрических
контуров лопаток .......... 34
§ 8. Использование типовых чертежей 34
§ 9. Специальные случаи построения
лопаток ................................ 40
ЧАСТЬ 2. СХЕМЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕНТИЛЯТОРОВ
Глава 4
Одноступенчатые и многоступенчатые
вентиляторы обычных схем ...... 45
§ 10. Аэродинамическая схема ОВ-5 45
§ 11. Аэродинамическая схема ОВ-12 . 55
§ 12. Аэродинамическая схема ОВ-15 и ее
модификации ............................ 56
§ 13. Аэродинамическая схема ОВ-23 и
•ее модификации........................ 63
§ 14. Аэродинамическая схема ОВ-29 и ее
модификации .......................... 63
§ 15. Аэродинамическая схема ОВ-35 . . 74
§ 16. Аэродинамическая схема ОВ-42 и ее
модификации ............................ 7_
§ 17. Аэродинамическая схема ОВ-62 и ее
модификации у..................... 84
§ 18. Аэродинамическая схема ОВ-74 97
§ 19. Аэродинамическая схема ОВ-76 и ее
модификации ............................ 98
§ 20. Аэродинамическая схема ОВ-7бл 101
§ 21. Аэродинамическая схема ОВ-78 106
§ 22. Аэродинамическая схема ОВ-84 . 106
§ 23. Аэродинамическая схема ОВ-ЮО 116
§ 24. Аэродинамическая схема ОВ-101 117
§ 25. Аэродинамическая схема ОВ-109 119
§ 26. Аэродинамическая схема ОВ-111 122
§ 27. Аэродинамическая схема ОВ-115 . 126
§ 28. Аэродинамическая схема ОВ-120 130
§ 29. Аэродинамическая схема ОВ-121 130
§ 30. Аэродинамическая схема ОВ-143 132
Глава 5
Вентиляторы встречного вращения ... 135
§ 31. Аэродинамическая схема ОВВ-79-80 136
§ 32. Аэродинамическая схема
ОВВ-76Л-91 ...................... 138
§ 33. Аэродинамическая схема
ОВВ-84-84в ...................... 142
Глава 6
Вентиляторы с меридиональным ускоре-
нием потока....................... 143
§ 34. Аэродинамическая схема ОВ-51 144
§ 35. Аэродинамическая схема ОВ-70 . 148
§ 36. Аэродинамическая схема ОВ-71 . 15 0
Глава 7
Реверсивные вентиляторы............... 159
§ 37. Аэродинамическая схема ОВ-ЮЗ
и ее модификации...................... 159
§ 38. Аэродинамическая схема
ОВВ-ЮЗ-Ю8 ............................ 169
§ 39. Аэродинамическая схема ОВР-1 172
§ 40. Аэродинамическая схема ОВР-2 . 173
Глава 8
Вентиляторы малошумные ............... 176
§ 41. Аэродинамическая схема ОВ-95 и ее
модификации ........................ 176
§ 42. Аэродинамическая схема ОВ-114
и ее модификации...................... 180
Список литературы .................... 193
Принятые обозначения.................. 195
ИБ № 2490'
Иосиф Вениаминович Брусиловский
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ
СХЕМЫ
И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОСЕВЫХ
ВЕНТИЛЯТОРОВ
ЦАГИ
Редактор издательства С. А. Моисеева
Переплет художника М. И. Гозенпут
Художественный редактор О. Н. Зайцева
Технические редакторы В. В. Соколова,
О. Ю. Трепенок
Корректор С. С. Борисова
Сдано в набор 19.12.77. Подписано в пе-
чать 21 08.78. Т-14296. Формат 70 х 1001/1в.
Бумага № 1. Гарнитура обыкн. Печать высо-
кая. Печ. л. 12,5. Усл. п. л. 15,12. Уч.-изд.
л. 16,49. Тираж 3700 экз. Заказ 698/3412-12.
Цена 1 р 3 0 к.
Издательство «Недра», 103633, Москва, К-12,
Третьяковский проезд, 1/19.
Ленинградская типография № 6 Союзполиграф-
прома при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств, поли-
графии и книжной торговли.
196006, Ленинград, Московский пр., 91,