Регулирование осевых вентиляторов

Под регулированием мы понимаем изменение аэродинамических характери­стик вентилятора во время его работы. Регулирование характеристик вентилято­ра (в процессе работы) может осуществляться:

• дросселированием;

• изменением угла установки лопаток колеса или закрылков ВНА (в дальней­шем — лопаточным аппаратом);

• частотой вращения.

Изменение аэродинамических характеристик вентилятора в остановленном положении может осуществляться изменением:

• угла установки лопаток;

• числа лопаток колеса.

Изменение характеристик осевых вентиляторов путем изменения числа ло­паток используется очень редко и, как правило, только в вентиляторах специаль­ного исполнения. Вентилятор при этом рассчитывается на максимальное число лопаток. Втулка колеса имеет посадочные места для установки максимального количества лопаток, которое при необходимости может быть уменьшено в два раза. Аэродинамические характеристики вентилятора при уменьшении числа лопаток в два раза изменяются следующим образом: уменьшаются максималь­ное давление и потребляемая мощность, несколько снижаются максимальная производительность вентилятора и его максимальный полный КПД.

Более подробно рассмотрим регулирование осевых вентиляторов лопаточными аппаратами. Возможности регулирования осевых вентиляторов таким образом несколько шире, чем у радиальных вентиляторов. Это связано как конструктивными особенностями, так и с наличием большего числа лопаточных аппаратов. Регулирование осевых вентиляторов лопаточными аппаратами мо­жет осуществляться изменением:

• углов установки лопаток колеса ?_К;

• угла установки лопаток ВНА или закрылков ВНА;

• одновременно углов установки лопаток ВНА и колеса.

Изменение положения закрылков ВНА возможно как при остановленном, так и при работающем вентиляторе, поскольку конструктивно выполнить поворот­ные лопатки или закрылки несложно. Одновременный поворот закрылков ВНА происходит за счет поворота кольца, расположенного на внешней стороне корпу­са вентилятора, с которым кинематически соединены закрылки. Изменить же угол установки лопаток колеса во время вращения очень сложно, поэтому в общепромышленных вентиляторах углы установки меняются, как правило, при неработающем вентиляторе. Для этого вентиляторы малых типоразмеров долж­ны быть демонтированы из сети, т. к. для изменения угла установки необходим доступ к внутренней полости втулки. Вентиляторы больших типоразмеров и спе­циальные вентиляторы имеют люки для доступа к лопаткам, поэтому для пово­рота лопаток на заданный угол достаточно ослабить винты крепления. Регулиро­вание путем изменения положения угла установки лопаток СА не используется, т. к. влияние СА на аэродинамические характеристики вентилятора заключается только в уменьшении потерь в СА и потерь, связанных с закруткой потока.

При увеличении углов установки лопаток колеса, кроме отмеченного роста производительности и потребляемой мощности, также увеличивается разрыв ха­рактеристики и срывной режим вентилятора начинается при большей произво­дительности.

При изменении угла установки лопаток колеса изменяется и КПД вентилято­ра, т. к. в этом случае лопаточная система становится неоптимальной для соответ­ствующего режима. Например, при уменьшении угла установки ?_К относительно расчетного давление вентилятора уменьшается (если рассматривать режим при одной и той же производительности), при этом лопаточная система имеет большую густоту, а лопатки — больший прогиб, чем это необходимо, что и приводит к повы­шенным потерям. КПД вентилятора может быть несколько увеличен за счет уменьшения числа лопаток. При увеличении же угла установки картина обратная, т. е. густота и прогиб лопаточной системы недостаточны, что также приводит к уменьшению КПД вентилятора. В этом случае КПД вентилятора может быть не­сколько увеличен за счет увеличения числа лопаток колеса.

При регулировании вентилятора углами установки лопаток колеса полезным будет знать следующее (справедливо по крайней мере для вентиляторов, рассчи­танных на постоянную циркуляцию). На режимах, близких к режиму макси­мального полного КПД, поток за колесом:

• при уменьшении углов установки лопаток колеса отжимается к втулке;

• при увеличении углов установки лопаток колеса отжимается к периферии.

Отмеченные выше особенности поведения характеристик при регулировании углами установки лопаток колеса являются общими для всех осевых вентиляторов.

Регулирование закрылками ВНА основано на изменении угла входа потока в колесо, причем не только «вниз» — на уменьшение производительности, как в радиальном вентиляторе, но и в «вверх» — на увеличение производительности.

Для уменьшения производительности вентилятора лопатки ВНА должны под­кручивать поток на входе в колесо по направлению вращения.

Полный КПД вентилятора в силу отмеченных выше причин также меняется в широких пределах. Однако регулирование вентилятора “вверх” имеет предел, при котором дальнейшее увеличение подкрутки против вращения не приводит к заметному изменению характеристик.