Что такое рабочая точка вентилятора

Что такое рабочая точка вентилятора SHUFT?

Мы принимаем карты:

Внешний вид товара и комплектность может отличаться от фотографий на сайте. Фотографии товара на сайте являются ознакомительными, и в зависимости от свойств цветопередачи изображения на экране вашего устройства, могут иметь разные оттенки цвета.
Данный сайт использует cookie-файлы, собирает данные об IP-адресе и местоположении, сведения об источнике перехода на сайт в целях его функционирования и предоставления корректной информации по Вашим запросам. Продолжая использовать данный ресурс, Вы автоматически соглашаетесь с использованием данных технологий и обработкой вышеуказанных данных. Информация носит ознакомительный характер и не является публичной офертой. Наличие и актуальные цены вы можете уточнить по телефону +7 (495) 926-67-58 или в наших магазинах.

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

В каталогах для вентиляторов часто приводят аэродинамические характеристики вентилятора в виде графика.

Рассмотрим такой график для центробежного вентилятора среднего давления и покажем почему иногда нельзя включать такой вентилятор с открытым входом.

Аеродинамические характеристики вентилятора среднего давления

В нашем случае это вентилятор среднего давления ВЦ 14-46 №4 . Рассмотрим пример его аеродинамических характеристик, взятых из паспорта на вентилятор.

На графике красным цветом отмечены мои дорисовки для лучшего понимания материала, изложенного ниже.

На графике:
Pv – полное давление, Па;
Q – производительность, тыс. м3/час;
Nу – 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 выше сказанного следует понимать, что 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.

Пример характеристики вентилятора при комплектации электродвигателем

Рассмотрим такой пример. 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 (смотрите на графике). 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.

И что же делать?

Надо закрывать вход вентилятора. Лучше шибером. Шибер — специальная заслонка для перекрытия потока воздуха. Процедуру перекрытия потока иногда еще называют шиберованием. Итак, лучше, когда первый запуск вентилятора происходит при закрытом шибере на входе вентилятора (то есть 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.

Как изменяться характеристики вентилятора, если изменить частоту вращения крыльчатки

• Производительность вентилятора 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.

Об Авторе

Александр Коваль

Техническое образование и любознательность помогают докопаться до сути. Понятым делюсь с другими. Пишу статьи на блоги. Занимаюсь поставками электродвигателей, насосов, вентиляторов промышленным компаниям и организациям. На любой вопрос даю любой ответ. 🙂 Шутка. На вопрос стараюсь дать правильный ответ в меру понимания.

Похожие записи

Подбор вентилятора: самая простая методика

Как определять угол разворота дымососа и направление вращения крыльчатки

Как определять угол разворота улитки и направление вращения крыльчатки центробежного вентилятора

23 комментария

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

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.

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

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:

где: n — частота вращения рабочего колеса вентилятора, D — диаметр рабочего колеса, p — плотность рабочей среды, N — мощность вентилятора.

» Холостой ход для вентилятора — это работа вентилятора с закрытым входом, производительность вентилятора при этом минимальная, давление — максимальное (крайняя левая точка на характеристиках)» Почему давление при перекрытом входе будет максимальное? где эта крайняя левая точка на характеристиках?

Рабочая точка на аеродинамической характеристике будет для значения производительности близкой к 0, смотри:

На графиках такие режимы обычно не показывают, так как при таких режимах низкое КПД. Это не рабочие режимы.

Действительно, в таком режиме не для всех типов вентиляторов давление будет максимальное. Все зависит от конструкции вентилятора, которая влияет на его аеродинамическую характеристику.

Получается что у вентиляторов Вц 4-75 и ВРП при прикрытых входах давление будет максимальным, при постепенном открытии входа производительность этих вентиляторов будет расти а давление падать. ВЦ 14-46 и ВВД при открытии входа производительность и давление растет.

Да, получаеться, что так.

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?

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.

Большое спасибо за статью и разъяснение!

Александр, добрый день!
Хотелось бы до конца прояснить ситуацию с графиками.
«… 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.»
«Чтобы увеличить давление можно увеличить обороты рабочего колеса.»
Вопрос в следующем (для примера рассматриваю вентилятор ВР-4-75-3,15 0,37/1500): правильно ли я понял, что независимо от мощности двигателя, если частоту не повышать, то характеристика будет именно по кривой Pv(Q) для 1500 об/мин. Т.е. , например, расход 1800 куб.м/ч при давлении в 400 Па без изменения частоты не получить?

Да, так и будет. Смотри характеристики вентилятора ВЦ-4-75-3.15 :
По характеристикам видно, что без увеличения частоты вращения рабочего колеса этот вентилятор не даст давление 400 Па

Доброго дня! Якщо прикрити доступ повітря до радіального вентилятора, це збільшить навантаження на двигун, чи ні? Мені потрібно регулювати потік повітря для горна. Тобто дуйчик працюватиме 8 або більше годин. Дякую!

Доброго дня! Це зменьшить наватаження на двигун якщо прикрити доступ повітря до вентилятора. «Холостий ход» вентилятора — це закритий вхід вентилятора. «Робоча точка» вентилятора на аеродинамічній характеристиці буде в крайньому лівому положенні. З відкриттям входу «робоча точка» буде зміщуватись вправо по кривій характеристики вентилятора.

Здравствуйте, Александр!
Подскажите пожалуста, какая модель ценробежного вентилятора(2 шт) мне бы оптимально подошла для DIY системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией, учтиывая, что необходимое кол-во воздуха требуется от 150 до 250м.куб, при этом, воздух на приток и вытяжку прогоняется сквозь собственный фильтр и пару последовательно размещенных медных пластинчатых теплообменника с проходным время-сечением 0,044м.кв. каждый(скорости воздуха 0.7-1.3 м\сек)? Фильтры расположены до вентиляторов,сами воздуховоды сечением 150мм гладкие и короткие, минимум поворотов. Предполагаю, что производительность должна быть около 500м.куб, правда, знать бы какое давление он создает, чтобы продавить фильтр\теплообменник.
Спасибо.

Здравствуйте, Алексей! Вы предлагаете мне решить проектную задачу? А что тогда будут делать люди, специально обученные проектированию вентиляционных систем? Я не проектировщик. Предполагаю что решать эту задачу надо следующим путем: производительность вентилятора известна (от 150 до 250 куб), неизвестно давление. Вентилятор должен преодолеть сопротивление труб, фильтра и теплообменника + давать комфортное давление воздуха на приток. Остаеться «малость» — узнать сопротивление этих элементов.

Все верно, Александр, Вы повторили ход моей мысли… Будем штудировать мат.часть . Спасибо за оперативный ответ.

Добрый день Александр, на Вашем примере:я правильно понимаю, что если на такой вентилятор поставить двигатель 7,5кВт, то в точке В (путем закрытия шибера на входе до 6,5тыс.м3) при 1440 об/мин, такой электродвигатель будет потреблять согласно графика 4кВт? Спасибо.

Здравия, Дмитирий! По сути вы поняли правильно — в точке В вентилятору для перемещения воздуха достаточно 4 квт и поэтому если мотор на вентиляторе 7,5 кВт, то в этой точке он будет работать «в полсилы».

Спасибо за оперативный ответ! Думаем ставить частотный преобразователь на вентилятор или нет. Вентилятор используется для создания разрежения по заданию. Сэкономит это электроэнергию или нет)

Александр можно еще вопрос?: Про зависимость потребляемой мощности электродвигателя от оборотов:
1500об/мин = 30кВт номинал
3000об/мин = 240кВт при увеличении оборотов в два раза
750 об/мин = 3,75кВт ? при снижение оборотов в два раза , правильно я посчитал потребляемую мощность ?

Пример расчета рабочей точки вентилятора

Для того чтобы правильно выбрать вентилятор для шахты или подземного рудника, достаточно рассчитать его рабочую точку: оптимальное соотношение подаваемого объема воздуха и величины давления (сопротивление вентиляционной системы, которое необходимо преодолеть для подачи требуемого объема воздуха).

Постараемся решить такую задачу в зависимости от типа и качества применяемых вентиляционных рукавов. Рассмотрим и сравним результаты расчетов при использовании рукавов Ventiflex и рукавов из винилискожи (ТГВШ). Технические характеристики вентрукавов Ventiflex можно посмотреть здесь.

Задача:

Какой объем воздуха должен подать вентилятор при какой величине депрессии, чтобы получить исходные значения на конце вентиляционной трубы.

Q_т = 8,5 м3/с – требуемое количество воздуха на конце трубы

L = 400м – длина трубопровода

D = 800мм – диаметр воздуховода

1. Коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе выбирается из таблицы коэффициентов утечек:

Расход воздуха для проветривания (требуемая производительность ВМП) определяется по формуле:

2. Выбор вентилятора производится по расчётным значениям его производительностиQ_вмп, м 3 /с и депрессии h_в, необходимой для преодоления сопротивления трубопровода.

Депрессия вентилятора определяется по формуле:

где ρ – плотность воздуха,

υ – скорость движения воздуха,

R – сопротивление трубопровода, кμ

Ψ – коэффициент, учитывающий влияние утечек на сопротивление трубопровода, определяется по графику в зависимости от коэффициента доставки η – величины обратно пропорциональной k_ут трубопровода;

По таблице коэффициентов принимаем R = 2,19 kμ, Ψ = 0,957

Необходимая мощность электродвигателя вентилятора составит: , Вт, где η – КПД вентилятора; N = = 21950 Вт = 21,95 кВт

Таким образом, для подачи воздуха потребуется вентилятор мощностью не менее 22 кВт, с подачей 8,88 м 3 /с и полным давлением 1975 Па

Аналогичные вычисления для вентиляционного рукава из винилскожи (ТГВШ), со значением коэффициентов утечек k_ут = 1,32 и R = 4,2 kμ Ventiflex составили

Q_вмп = 11,22 м 3 /с

N = 64,9 кВт

Сравнительная таблица результатов расчетов рукавов Ventiflex и рукавов из винилискожи для различной длины воздуховодов:

таблица 2

Вывод:

Таким образом, сравнительный расчет рабочих точек для вентиляторов при использовании вентиляционных рукавов Ventiflex и рукавов, произведенных из винилскожи (ТГВШ), показал, что в первом случае

• упрощается подбор вентилятора
• вентилятор требуется гораздо меньшей мощности, что снижает эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Обобщенные технические характеристики линейки вентрукавов от ООО «КолаВент» можно посмотреть здесь.