Диаметральные вентиляторы

Диаметральный вентилятор, схема которого приведена на рис. 141, состоит из колеса барабанного типа с загну­тыми вперед лопатками и корпуса, имеющего на входе патрубок и на выходе диффузор. Известны диаметраль­ные вентиляторы как с направляющим одно- и много­лопаточным аппаратом, расположенным внутри рабо­чего колеса, так и без него.

Оптимальной компоновочной особенностью таких вентиляторов является возможность выполнения их ко­лес с относительной шириной, значительно превышаю­щей ширину колес радиальных вентиляторов. Приме­нение таких колес позволяет значительно увеличить подачу.

В вентиляторах без направляющего аппарата рабо­чее колесо может быть выполнено в виде двух дисков, к которым приклепаны (или приварены) лопатки из листовой стали. При этом подшипники, в которых на­ходится вал, размещены с обеих сторон корпуса, вслед­ствие чего обеспечивается высокая жесткость всей кон­струкции. Это особенно важно при колесах большой ширины.

При наличии направляющего аппарата рабочее ко­лесо напоминает конструкцию рабочего колеса радиаль­ного вентилятора низкого давления с односторонним всасыванием: лопатки одним концом крепятся к диску, установленному на валу, другим — к кольцу. Направ­ляющий аппарат, состоящий из одной или нескольких лопаток, закрепляется на боковой стенке корпуса, про­тивоположной диску рабочего колеса.

Основной отличительной особенностью диаметраль­ных вентиляторов являются большие значения коэффи­циента полного давления, которые достигают 3 и более. Причиной этого, как уже отмечалось, является дву­кратное (диаметральное) прохождение потока через одну и ту же решетку вращающегося колеса. Высокие значения коэффициентов давления и подачи по сравне­нию с их значениями для вентиляторов других типов позволяют диаметральным вентиляторам иметь мень­шие габариты и скорости вращения рабочего колеса. Вместе с тем весьма сложный характер течения потока внутри корпуса, приводящий к большой неравномер­ности поля скоростей, обусловливает значительные по­тери энергии. В связи с этим максимальные значения полного КПД диаметральных вентиляторов находятся в пределах 0,55—0,61. Эффект от применения направ­ляющих аппаратов достигается главным образом за счет повышения энергоемкости вентилятора. (Под энергоемкостью в данном случае следует понимать полезно затраченную мощность вентилятора). Это происходит в результате стабилизации и ограничения вихревой зоны в заданном месте внутри корпуса, а также вследствие повышения эффективности работы «центробежной» части рабочего колеса.

С помощью направляющих аппаратов разных типов, установленных внутри рабочего колеса, а также путем изменения формы корпуса или взаимного расположения элементов корпуса и НА можно добиться изменения аэродинамической характеристики диаметрального вентилятора.

Диаметральные вентиляторы без внутреннего на­правляющего аппарата (ВНА) в последнее время находят более широкое применение, чем вентиляторы с ВНА. Это можно объяснить их большей простотой в конструктивном и технологическом отношениях. Сле­дует, однако, учитывать, что вентиляторы без ВНА имеют ограниченные возможности получения высоких коэффициентов давления и в широком диапазоне изменения коэффициента подачи.

Серийно диаметральные вентиляторы в настоящее время не выпускаются. Разработанный А. Г. Коровкиным и др. в ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского ряд аэроди­намических схем диаметральных вентиляторов находит применение либо только в бытовой отопительно-вентиляционной технике и в малогабаритных установках кон­диционирования воздуха, либо в специальных техноло­гических устройствах или машинах. Так, в замкнутых проточных контурах, в которых давление перемещаемо­го газа ниже атмосферного, применяется вентилятор типа Д22-36 с так называемым профильным вихреоб-разователем, расположенным в корпусе с внешней сто­роны колеса (рис. 142). Этот вентилятор без ВНА имеет относительно малое число лопаток z =24, кор­пус с поворотом потока в нем на 90—180° и при отно­сительно небольших размерах корпуса достаточно вы­сокий коэффициент давления =4,4 на режиме =0,52. Некоторые модификации этого вентилятора имеют более высокие значения КПД— = 0,58÷0,63 при несколько меньшем значении коэффициента дав­ления = 3,4.

Маркировка диаметральных вентиляторов соответст­вует маркировке, установленной ГОСТом для лопастных машин. Буква Д означает диаметральный, число при Д — увеличенное в 5 раз значение коэффициента давления при работе в режиме , а последнее чис­ло — быстроходность.

Диаметральные вентиляторы обычно работают в пе­ременных условиях, поэтому необходимо регулировать режимы их работы. Это осуществляется различными способами. Например, регулирование можно проводить путем поворота направляющего аппарата. Это обеспе­чивает получение у одного и того же вентиляционного агрегата больших коэффициентов давления в широком диапазоне значений коэффициента подачи.

С помощью входного многолопаточного направляю­щего аппарата, выполненного в виде жалюзи или ре­шеток, можно осуществлять регулирование путем дросселирования. Однако при этом способе снижение номи­нальной подачи, например, на 10% приводит к сниже­нию КПД на 19%.

В качестве регулирующего органа может использо­ваться направляющая поворотная лопатка, устанавли­ваемая в выходном патрубке корпуса. При этом доби­ваются изменения в достаточно широком диапазоне поля скоростей на выходе из вентилятора, но суммар­ные аэродинамические характеристики вентилятора в этом случае изменяются незначительно.

Наконец, следует отметить такой эффективный спо­соб регулирования, как размещение на входе в венти­лятор специального экрана, перемещение которого, на­пример, на расстояние до 0,25Z) от лопаток колеса в зо­не языка обеспечивает уменьшение давления и подачи на 30—40% от их номинальных значений.