Многоступенчатые осевые насосы и вентиляторы

1.

Многоступенчатые
осевые насосы и
вентиляторы

2.

Давление, создаваемое одним колесом осевой
машины имеет свой предел.
В современных осевых машинах применяются
большие окружные скорости на концах лопаток – до 400
м/с, но даже и эти меры не обеспечивают получения
необходимого давления. В этом случае целесообразно
применять многоступенчатые машины.
Осевая многоступенчатая машина (вентилятор,
компрессор) имеет несколько колес, посаженных на
общий вал. Между рабочими колесами устанавливается
направляющий аппарат, назначение которого закручивать
поток, выходящий из одного рабочего колеса и придавать
ему направление, необходимое для эффективной
передачи энергии в следующей ступени.
Количество ступеней давления в обычных осевых
машинах достигает 20.

3.

Расчет осевых
насосов и
вентиляторов

4.

Определение
основных
размеров
осевых
насосов и вентиляторов производится на основе
уравнения Эйлера и уравнения неразрывности.
Для расчета должны быть заданы:
Н – напор [м];
Q – подача, [м3/с];
а также:
температура;
плотность среды.

5.

Относительный диаметр втулки:
Dв т
D
где
Dвт – диаметр втулки;
D – диаметр рабочего колеса машины.
В начале расчета принимаем относительный
диаметр втулки в пределах от 0,4 до 0,8.

6.

Диаметр рабочего колеса машины может быть
определен из уравнения неразрывности:
Q
Сa
R U
2
2
0,785 D 1
R
где
D n
60
Rφ – коэффициент принимаемый Rφ = 0,6 ÷1;
n – частота вращения вала, об/мин.

7.

1
D 2,9 3
1 2
3
Q
R n
Определяем диаметр втулки рабочего колеса:
Dвт D
Найдем длину лопасти рабочего колеса осевой
машины:
D Dвт
lл
2

8.

Параметры газа в ступени находят на среднем
квадратичном диаметре ступени, который равен:
Dср
D D
2
2
2
вт
При отсутствии на входе
аппаратов (направляющих аппаратов):
arctg Ca
U ср
где
С1а = С2а = Са.
закручивающих

9.

U1 U 2
U CР
2
Угол выхода потока из межлопастных каналов:
Ca
г arctg
U ср C 2U
где
где
g H
C 2U
г U ср
H – напор одной ступени осевой машины;
ηг – гидравлический КПД осевой машины.

10.

Лопастные углы на входе и выходе решетки:
β1Л = β1 + i
β2Л = β1Л + ∆βЛ
где
i – угол атаки.
∆βЛ – принимается по результатам
экспериментальных продувок решеток
рабочих лопастей.

11.

Количество рабочих лопастей осевых насосов
выбирают от 3 до 6, а вентиляторов до 40.
В
многоступенчатых
осевых
машинах,
как
правило, между двумя рядами рабочих (подвижных)
лопаток помещают ряд неподвижных лопаток для
направления потока.

12.

Регулирование подачи
осевых машин
производиться следующими способами:
1. Изменением
частоты
вращения
Эффективный способ.
может
вала.
2. Дросселированием.
Это
регулирование
неэкономично, так как при понижении подачи
мощность остается постоянной.
3. Поворотом рабочих лопастей.
4. Направляющим аппаратом на входе. Этими
способами регулирования достигается экономичное
использование энергии привода.

13.

Конструкции осевых
насосов и
вентиляторов

14.

Рис. 13.2 Лопастное колесо
насоса ОПВ-110
Рис. 13.1 Вертикальный
одноступенчатый
осевой насос

15.

Осевые насосы большой подачи выполняются с
вертикальным расположением вала см.рис. 13.1 .
К станине 1, опирающейся на раму из швеллеров
2, крепится корпус 3 с направляющим аппаратом 4. На
нижний конец вала посажена ступица 5 рабочего колеса.
Лобовая часть ступицы обработана в виде тела с малым
сопротивлением при обтекании. Задний обтекатель втулка 6. Ротор насоса, состоящий из вала 8, рабочего
колеса,
соединительной
муфты
подвешен
на
подшипнике, помещенном в корпусе 9. Следовательно,
вся осевая нагрузка передается на станину насоса. В
тумбе 10 смонтирован сальник.
В насосах небольших подач все детали, кроме
вала, выполняются из чугунного литья.

16.

В насосах большой подачи рабочее колесо
выполняется из стального литья. Лопасти могут
изготовляться отдельно от втулки и крепиться к ней
болтами. Насос приводится в движение вертикальным
электродвигателем.
Аналогично
центробежным
вентиляторам,
номер осевого вентилятора – это диаметр рабочего
колеса (выраженный в дециметрах).
Лопасти рабочих колес могут выполняться
поворотными (ОП) и неповоротными (О) (жестко
закреплены на втулке). Углы установки лопастей
15÷32°.
В конструкциях осевых вентиляторов устанавливаются
устройства (направляющий аппарат) повышающие КПД
вентилятора.