Аэродинамические характеристики вентилятора: как их «читать» и применять на практике?

Вкаталогах для вентиляторов часто приводят аэродинамические характеристики вентилятора в виде графика. В качестве примера рассмотрим такой график для центробежного вентилятора среднего давления ВЦ 14-46 №4

По горизонтальной оси графика приведено: Q – производительность (количество воздуха, перекачиваемое вентилятором в единицу времени), измеряется куб метрами в час.
По вертикальной оси: Pv – полное давление. Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним. Масштаб графиков — логарифмический.

Аеродинамическая характеристики вентилятора среднего давления ВЦ14-46 №4

Аеродинамическая характеристика вентилятора среденго давления  вц 14-46 номер 4 - интернет магазин "ПАРАД" 0412 413017

На графике:
Pv – полное давление, Па;
Q – производительность, тыс. м3/час;
– установочная мощность, кВт;
n – частота вращения рабочего колеса, об/мин;
η – КПД агрегата.

Реальные кривые полного давления вентилятора Pv(Q) при вращении его рабочего колеса (крыльчатки) при оборотах n=950 об/мин и n=1450 об/мин обозначены двумя жирными линиями. Здесь же приведена серия ниспадающих кривых, пересекающих кривые Pv(Q) (тонкие линии). Эти кривые иногда называют кривыми мощности (или кривыми равной мощности). На каждой такой кривой приведена мощность электродвигателя.

На самом деле, это кривые полного давления Pv’(Q), которое имел бы этот вентилятор, если бы он работал с переменной частотой вращения, но при постоянной мощности.
Слева от точки пересечения с реальной кривой Pv(Q) — с повышенной частотой вращения относительно номинала, а правее точки пересечения — с пониженной частотой.

Из всего выше сказанного следует понимать, что [highlight]в левой части, до пересечения мнимой кривой (тонкой линии) с реальной (жирной линии) электродвигатель вентилятора работает с запасом по мощности, а в правой части после пересечения – электродвигатель перегружен, и при длительной работе может выйти из строя[/highlight].

Например, если взять вентилятор ВЦ 14-46 №4,  укомплектовать его электродвигателем 4кВт 1500 об/мин и включить такой вентилятор с открытым входом – то в таком случае рабочая точка вентилятора сместиться в крайнее правое положение на кривой полного давления Pv(Q) для n=1450 об/мин (при этом Q > 10 тыс. куб м и Рv=1400 Па) ( точка А на графике). Но чтобы перекачать такое количество воздуха и с таким давлением нужна установочная мощность электродвигателя не менее 7,5 кВт, а лучше и 11 кВт (см. графики). Поэтому в таком режиме электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин будет работать с большой перегрузкой и наверняка очень скоро перегреется и выйдет из строя (если у него нет соответствующей защиты).

Что же делать, чтобы не перегрузить электродвигатель?

Надо закрывать (т.е. шиберовать) вход вентилятора. По идее, первый запуск вентилятора должен происходить при закрытом шибере на входе вентилятора (т.е. на «холостом» ходу). «Холостой» ход для вентилятора — это работа вентилятора при закрытом входе (рабочая точка на реальной кривой полного давления вентилятора смещена влево).

После пуска агрегата шибер открываются одновременно с измерением тока потребления электродвигателя (рабочая точка по кривой смещается вправо). Постепенно открытием шибера значение тока потребления электродвигателя доводится до номинального* и при этом шибер фиксируется (точка В на графике). Дальнейшее открытие шибера будет смещать рабочую точку вентилятора  вправо (к точке А),  а это в нашем случае будет  вводить электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин  в режим перегрузки.

* — Номинальный ток электродвигателя указан на шильдике электродвигателя.

При выборе вентилятора полезными могут оказаться закономерности, связанные с частотой вращения его рабочего колеса (крыльчатки):

  • Производительность пропорциональна частоте вращения: удвоение частоты вращения рабочего колеса вентилятора в два раза — увеличивает его производительность в два раза.
  • Давление пропорционально квадрату частоты вращения: удвоение частоты вращения — увеличивает давление в 4 раза.
  • Потребляемая мощность пропорциональна частоте вращения в третьей степени: удвоение частоты вращения — увеличивает потребляемую мощность в 8 раз.

Удачного выбора!
Александр Коваль

Купить вентиляторы можете в нашей компании. Поможем подобрать под нужные условия работы.
Наш телефон в Житомире (0412)418421, (067)1717147

7 комментариев

  1. Виталий

    Спасибо! Очень толково и здорово помогло в работе. Пока не прочёл — издевался над ВВД-шкой и частотным проводом.

    Ответить
    • Александр Коваль

      Пожалуйста! Для этого и написали статью. Чтобы избежать ошибок при выборе и эксплуатации вентиляторов. В нашем опыте по продаже оборудования очень часто возникают специфические ситуации — и мы всегда стараемся разобраться в сути и причинах их возникновения. И потом поделиться об этом на блоге.

      Ответить
  2. Анатолий

    Поясните пожалуйста пару моментов
    1. «Поэтому в таком режиме электродвигатель 4 кВт 1500 об/мин будет работать с большой перегрузкой». Имеется в виду, что вентилятор подключен к сети с нагрузкой 1400 Па, а не при холостом ходу?
    2. Можно ли по диаграмме определять частоту вращения (в случае регулировки). Например, тот же 4 кВт при 8,5 куб.м. в ч даст давление в 1000 Па, но при этом необходимо уменьшить частоту до 1250 об/мин

    Ответить
    • Александр Коваль

      1. Получается, что так. Холостой ход для вентилятора — это работа вентилятора с закрытым входом, производительность вентилятора при этом минимальная, давление — максимальное (крайняя левая точка на характеристиках). Если открывать вход вентилятора — рабочая точка будет смещаться по «жирной» кривой вправо. Если «нагрузка сети» будет ниже 1400 Па — согласно своим возможностям вентилятор будет прокачивать такое количество воздуха, для прокачки которого уже нужна мощность больше 4,5 кВт.
      2. Если числовое значение — по графику приблизительно. Чтобы точно — надо по формулам: при изменении частоты вращения рабочего колеса, плотности перекачиваемой среды или диаметра рабочего колеса характеристики вентилятора пересчитываются по следующим формулам:
      Формулы пересчета характеристик вентилятора
      где — n — частота вращения вентилятора, D — диаметр рабочего колеса, p — плотность рабочей среды, N — мощность вентилятора.

      Ответить
  3. Павел

    Александр, добрый день.
    1. Если смотреть характеристики вентиляторов низкого давления ВЦ 4-75-5, то кривые полного давления и мощности не пересекаются, и кривая мощности если изначально выше кривой давления, то таковой и остается на любых нагрузках в вентиляционной сети. Означает ли это, что электромотор вентилятора невозможно перегрузить?
    2. Я установил два вентилятора ВЦ 4-75-5 0,75/1000 для организации приточно-вытяжной вентиляции в покрасочной камере. Пока в системе были только фильтры, производительность вентиляции была приемлемой, а когда в приточную часть был добавлен водяной нагреватель ВОК400, производительность системы существенно уменьшилась. По какому пути мне следует двигаться, чтобы вернуть производительность — установить на имеющийся вентилятор более мощный двигатель с повышенными оборотами или перейти на вентилятор среднего давления в приточной части?

    Ответить
    • Александр Коваль

      Здравствуй, Павел!
      Отвечаю на твои вопросы:
      1. — Да, верно, если кривая мощности изначально выше кривой давления по всей «длине» напорной характеристики — электромотор вентилятора невозможно перегрузить. Для твоего вентилятора достаточно мощности и 0,55 кВт 1000 об
      2. — Вентилятору не хватает «силы» чтобы «продавить» вашу систему — рабочая точка вентилятора сместилась по кривой влево (см. напорную характеристику вентилятора ВЦ 4-75 №5). Чтобы увеличить давление можно увеличить обороты рабочего колеса. Но всегда надо помнить пропорцию: увеличение оборотов рабочего колеса в 2 раза увеличивает производительность в 2 раза (линейно) и давление в 4 раза (квадратично). И поэтому пропорционально надо увеличивать мощность электродвигателя (грубо: в 2*4=8 раз!). И посему тебе при увеличении оборотов вентилятора с 1000 до 1500 надо ставить электродвигатель 1,5 кВт 1500 об. Не менее, иначе есть риск перегрузки мотора (см. напорные характеристики вентиляторв ВЦ 4-75 №5). Большой плюс для тебя в том что подсоединительные размеры электромоторов 0,75/1000 и 1,5/1500 совпадают (диаметр вала 22 мм, 80 габарит) — а это значит ято не надо переделывать рабочее колесо вентилятора. Возможно для тебя самый экономичный путь для увеличения «давления вентилятора»- это заменить мотор. Если сможете поменять его на вентиляторе.

      Ответить
      • Павел

        Большое спасибо за статью и разъяснение!

        Ответить

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лого electrostal.com.ua

Pin It on Pinterest

Share This