Введение:
Одна из основных задач при пожаре - это безопасная эвакуация людей от источника пожара. В решении этой задачи важная роль принадлежит вентиляторам дымоудаления и приточным вентиляторам ТПК Промаэротехники. Созданию параметрического ряда предшествовала обработка и анализ проектных режимов с прогнозом на современный архитектурный дизайн и увеличение высоты зданий. Многообразие режимов, обеспечиваемых различными типоразмерами вентиляторов, в сочетании с постоянным ростом их потребного количества предопределило необходимость разработки единого ряда как упорядоченной совокупности вентиляторов различных серий с единой градацией диаметров рабочих колес.
Для получения аэродинамических и энергетических параметров, приведенных в данном КАТАЛОГЕ, характеризующих работу вентилятора в сети были использованы испытательные стенды. Стенды представляют собой устройство, в котором, изменяя режим работы вентилятора, т.е. изменяя расход воздуха и давление, создаваемое исследуемым вентилятором, измеряют статическое и полное давление вентилятора, его производительность (объёмный расход), потребляемую мощность, частоту вращения и плотность перемещаемого воздуха. На стенде имитировался вариант расположения вентилятора в сети со свободным входом и выходом (схема А ГОСТ 10921). Данные условия идеальны для работы вентилятора. Однако в сети вентилятор обычно размещается в стесненных условиях и имеет поворотные (колена, коробки, отводы, клапаны) или переходные элементы (клапаны, диффузоры, конфузоры) в непосредственной близости от входного и выходного отверстий. Наличие элементов, искажающих поле скоростей во входном отверстии вентилятора, приводит к нарушению закономерности обтекания лопаток рабочего колеса, т.е. к изменению аэродинамических характеристик вентилятора, как по давлению, так и по мощности. Причем ухудшение характеристик может быть настолько значительным, что вентиляторная установка (вентилятор вместе с элементом входа и выхода, непосредственно примыкающим к нему со стороны сети) не обеспечивает по производительности рабочую область аэродинамической характеристики вентилятора.
При проектировании систем дымоудаления и приточной противодымной вентиляции необходимо учитывать фактические условия работы вентиляторной установки. Далее даны рекомендации по возможной компоновке вентиляторов. Более точная оценка потерь при установке требует дополнительных расчетов.
Рекомендации:
Осевые вентиляторы легче и дешевле радиальных, так как компактны и имеют меньшую металлоёмкость. Монтаж осевых вентиляторов значительно проще, они могут быть смонтированы как вертикально, так и горизонтально.
Кроме того, у осевых вентиляторов есть еще ряд преимуществ, которые делают их применение предпочтительнее. Сюда относится, во-первых, возможность их глубокого регулирования. Если регулирование радиальных вентиляторов можно осуществлять только изменением частоты вращения рабочего колеса, либо входным направляющим аппаратом, то регулировать осевые вентиляторы можно, кроме этого, таким экономичным способом, как поворот лопаток рабочего колеса. При этом эффективность вентилятора практически не меняется.
Преимуществом осевых вентиляторов перед радиальными является и возможность реверсирования потока. Причем, осуществить это можно, не производя демонтаж вентилятора изменением направления вращения рабочего колеса.
Осевые вентиляторы обычно работают при большой частоте вращения, поэтому электродвигатели меньше по габаритам (соответственно цене) и они создают более высокочастотный шум чем радиальные, который легче поддаётся глушению.
1. Вход в вентилятор
Наилучшие условия входа потока в вентилятор обеспечиваются плавным коллектором, очерченным по лемнискате или дуге окружности, и коком, представляющим собой полусферу или поверхность, близкую к ней. Коллектор корпуса и кок перед втулкой рабочего колеса непосредственно относится к вентилятору. Однако они по компоновочным и конструктивно-технологическим соображениям могут выполняться различной формы или вовсе отсутствовать.
Сточки зрения технологии производства вентиляторов кок является достаточно сложной деталью и поэтому практически никогда не устанавливается на входе осевых вентиляторов общего применения.
Наиболее простыми в изготовлении являются упрощенные конические коллектора. При этом аэродинамическая характеристика и КПД вентилятора изменяются несущественно. Как показывает опыт, не следует делать Dкл>1,4Dк и Dкл<1,15Dк, где Dкл- входной диаметр коллектора.
Коллектор (рисунок 1) выполняется в виде конической воронки, с уступами, роль которых играет входной фланец коллектора. Использование входного фланца на коллекторе позволяет избежать острой входной кромки и, соответственно развития отрывных течений на входе потока в вентилятор.
При практическом применении осевых вентиляторов рекомендуется применять типоразмеры упрощенных входных коллекторов, указанные в таблице 1.
Последовательная работа двух осевых вентиляторов схемы К (рисунок 2), состоящих только из рабочих колес, возможна при необходимости повышения давления установки и сохранения производительности одного вентилятора.
Расстояние между рабочими колесами может быть минимальным при условии размещения между ними электродвигателя и равным примерно одному калибру (диаметру рабочего колеса).
Если при регулировании производительности системы необходимо отключить один из двух вентиляторов, следует остановить первый из них по ходу воздуха.
3. Параллельная работа двух вентиляторов в камерах и агрегатах
При установке в камерах и агрегатах двух параллельных (рисунки с 3 по 4), рядом стоящих (на одной панели) осевых вентиляторов.
Устанавливать два параллельных осевых вентилятора в камерах и агрегатах нужно так, чтобы вблизи их входных или выходных отверстий не располагались элементы сопротивлений, нарушающие свободный вход и выход воздуха.
4. Воздуховоды и гибкие вставки
Перед входным сечением вентилятора устанавливать воздуховод с прямолинейной осью с площадью поперечного сечения (рисунок5), равной площади поперечного сечения корпуса осевого вентилятора. Длина L этого воздуховода должна быть не меньше, чем 4D (D - диаметр корпуса). Длина прямолинейного воздуховода за выходным сечением вентилятора может быть уменьшена до 2D. Установка воздуховода на выходе особенно необходима для вентиляторов без спрямляющего аппарата. Уменьшение длины примыкающих к вентилятору прямых участков воздуховодов приводит к нарушению нормальной работы вентилятора: снижению расхода и создаваемого давления. Наличие гибких вставок перед входным и за выходным сечениями вентилятора снижает вибрацию и шум.
5. Поворотные участки
В случае ограниченных габаритов устанавливать поворотные участки в виде отводов (составных колен), поворотных участков с большим радиусом закругления или с расположенной внутри системой лопаток (рисунок 6). Потери давления в этих элементах необходимо рассчитывать и прибавлять к потерям давления в сети.
Недопустимо встраивание осевого вентилятора непосредственно за изгибом воздуховода (рисунок 7), что приводит к нарушению нормальной работы колеса, значительному снижению производительности и создаваемого вентилятором давления и к увеличению возникающего шума.
6. Переходники
Для соединения вентилятора и воздуховода с различными поперечными сечениями использовать диффузор с малым углом раскрытия или конфузор с малым углом сужения (рисунок8). Величина этого угла не должна превышать 12°.
Недопустимо непосредственно перед входом в вентилятор располагать воздуховод меньшего сечения (рисунок 9), чем входное сечение вентилятора и использовать короткие участки длиной L<2D, а также устанавливать диффузоры или конфузоры с большими углами раскрытия или сужения.
7. Работа на нагнетание
При расположении сети на стороне нагнетания и свободном входе перед осевым вентилятором обязательно устанавливать входной коллектор (рисунок 10), который вместе с обтекаемым коком, обеспечивает плавное натекание потока на лопатки рабочего колеса или направляющего аппарата.
Недопустимо оставлять фланец при свободном входе потока в осевой вентилятор (рисунок 11), что приводит к существенному снижению расхода и создаваемого давления, которое может достигать 40 % и более.
8. Выход потока из вентилятора
Часть осевых вентиляторов при работе на соответствующих режимах имеют большую скорость потока на выходе (до 30 м/с). Так как потери давления в воздуховодах прямо пропорциональны динамическому давлению (или квадрату скорости потока), необходимо принимать меры по снижению скорости потока на выходе.
В общем случае для снижения скорости потока на выходе (и, соответственно, динамического давления) и восстановлении статического давления можно рекомендовать использование присоединенных к выходу вентилятора прямых кольцевых диффузоров (рисунок 12). Рекомендуется применять типоразмеры прямых кольцевых диффузоров, указанные в таблице 2.
9. Расположение в помещении
Для нормальной работы вентилятора в стесненном и загроможденном помещении соблюдать указанные минимально допустимые расстояния от входного и выходного сечений до близкорасположенных стен помещения, преград и крупногабаритного оборудования (рисунок 13).
