В. В. Богачев теоретические основы


НазваниеВ. В. Богачев теоретические основы
страница5/8
Дата публикации13.06.2013
Размер0.79 Mb.
ТипУчебное пособие
userdocs.ru > Математика > Учебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8

5.3. Последовательное включение нагнетателей

Последо­вательное включение двух или большего числа нагнета­телей в большинстве случаев применяется тогда, когда давление, создаваемое одним нагнетателем, недостаточ­но для преодоления сопротивления сети. В отдельных случаях такое включение приходится применять потому, что окружные скорости рабочего колеса, соответствую­щие требуемым значениям давления, оказываются очень высокими и при определенных условиях, например при работе нагнетателя в системе пневмотранспорта, могут стать причиной быстрого разрушения лопаток и корпу­са вследствие соударения последних с грубыми кусками транспортируемого материала.

При последовательном включении одно и то же ко­личество жидкости последовательно перемещается все­ми нагнетателями, а давление, необходимое для преодо­ления сопротивления всей сети, равно сумме давлений, создаваемых каждым нагнетателем. Так как кинетиче­ская энергия, сообщенная потоку первым нагнетателем, не теряется на удар, то общее статическое давление больше суммы статических давлений отдельных нагнетателей.

Схема включений нагнетателей в последовательную работу и соответствующие им эпюры статического дав­ления показаны на рис. 5.6.

В схеме, показанной на рис. 5.6 а, два нагнетателя располагаются один за другим таким образом, что избы­точное статическое давление AD, создаваемое нагнетателем I, расходуется на участке АЕ, а избыточное статическое давление EF, создаваемое нагнетателем II, – на участке ЕВ.

В схеме, приведенной на рис. 5.6 б, нагнетатель II расположен непосредственно за нагнетателем I. Экс­плуатационным недостатком такой установки является Необходимость более тщательной герметизации соединений трубопроводов с тем, чтобы исключить утечки, веро­ятность которых выше, чем в предыдущем случае, по­скольку отдельные участки сети находятся под большим Избыточным давлением, чем в схеме на рис. 5.6 а.

При установке нагнетателей по схеме, изображенной на рис. 5.6 в, избыточное статическое давление, разви­ваемое нагнетателем I, расходуется не на всем участке AG, а лишь на участке АЕ. Поэтому нагнетателю II приходится создавать разрежение на стороне всасывания (для преодоления потерь на участке EG) и избы­точное статическое давление на стороне нагнетания (для преодоления потерь на участке GB).



Рисунок 5.6 – Эпюры статического давления при различных схемах включения вентиляторов в последовательную работу

На рис. 5.6 г показано распределение давлений в системе дутьевой вентилятор I – котел – дымосос II. Перепад FG характеризует разрежение в топке котла.

В схеме, показанной на рис. 5.6 д, нагнетатель I преодолевает сопротивление на участке ^ АЕ, создавая избыточное статическое давление AD. Нагнетатель II, расположенный в конце сети, преодолевает потери на участке ЕВ, создавая разрежение BF.

И, наконец, на рис. 5.6 е показана установка нагне­тателей в сети, когда потери давления преодолеваются путем создания разрежения на всасывающей стороне на­гнетателей.

Проанализируем работу в сетях последовательно включенных нагнетателей.
^ 5.4. Нагнетатели с одинаковой характери­стикой

Анализ работы нагнетателей не зависит от числа включенных машин, поэтому рассмотрим работу лишь двух нагнетателей. Для построения суммарной характеристики давления нагнетателей нужно при лю­бом значении подачи удвоить значение соответствую­щего ей давления (рис. 5.7).
^ 5.5. Нагнетатели с разными характеристи­ками. Рассмотрим работу двух последовательно включенных нагнетателей, имеющих разные характеристики. При построении суммарной характеристики приходится учитывать то обстоятельство, что характеристика одно­го из нагнетателей может заходить в IV квадрант (рис. 5.8). Построение суммарной характеристики дав­ления заключается в сложении значений давлений каж­дого нагнетателя при одинаковой подаче. Как видно из рисунка, последовательное включение нагнетателей це­лесообразно при режимах, когда рабочая точка распо­ложена левее точки А2 (сеть I), так как при этом дав­ление, создаваемое совместно работающими нагнетате­лями, больше того, которое смог бы создать каждый из нагнетателей при индивидуальной работе в той же сети.





Рисунок 5.7 – Определение режима работы двух последовательно включенных одинаковых венти­ляторов

Рисунок 5.8 – Определение режима работы двух последовательно включенных вентиляторов, име­ющих разные характеристики

В том случае, если характеристика сети проходит через точку ^ A2 (сеть II), включение в совместную рабо­ту нагнетателя с характеристикой 2 бесполезно, так как увеличения давления по сравнению с тем, которое создает при индивидуальной работе в этой сети нагнетатель с характеристикой I, не происходит.

Наконец, работа в режимах, когда рабочая точка на­ходится правее точки ^ A2 (например, точка А3 в сети III), характеризуется снижением общего давления по сравнению с тем, которое создает при индивидуальной работе в той же сети нагнетатель с характеристикой I. В этих условиях включение в совместную работу на­гнетателя с характеристикой 2 не только бесполезно, но даже вредно.

В реальных условиях при необходимости совместно­го включения нагнетателей целесообразнее использовать нагнетатели с одинаковой характеристикой. Число пос­ледовательно включенных вентиляторов может быть лю­бым и определяется значением необходимого давления. Число последовательно включенных насосов лимитирует­ся прочностью корпусов и надежностью работы конце­вых уплотнений.
Контрольные вопросы

1. Как строится совместная характеристика двух одинаковых нагнетателей при их последовательном соединении?

2. Как строится совместная характеристика двух одинаковых нагнетателей при их параллельном соединении?

3. В каких квадрантах возможна работа нагнетателя?

4. Охарактеризовать особенности построения совместной характеристики при параллельном соединении двух различных нагнетателей?

5. Охарактеризовать особенности построения совместной характеристики при последовательном соединении двух различных нагнетателей?

ЛЕКЦИЯ 6

^ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ НАГНЕТАТЕЛЕЙ В СЕТЯХ
В реальных условиях нередки случаи, когда фактическая характеристика сети не совпадает с расчет­ной. Помимо этого режим работы нагнетателя может меняться при изменении физических свойств перемещае­мой среды, технологического процесса и других факто­ров.
^ 6.1. Неточность расчета потерь давления в сети

В практике проектирования довольно часто со­противления отдельных элементов сети принимают за­вышенными, поэтому завышенным оказывается и общее сопротивление сети. Иногда запас по давлению на неуч­тенные потери вводят сознательно. И в том, и в другом случае сеть рассчитана с запасом по давлению (точка А на рис. 6.1).

Фактические потери давления в сети будут меньше, поэтому характеристика сети в действительности будет более пологой по сравнению с расчетной, и фактиче­ский режим работы будет определяться точкой Б. При этом фактическая подача нагнетателя оказывается боль­ше расчетной LБ>LA, а давление – меньше расчетного (Рба). В большинстве случаев потребляемая мощ­ность возрастает, что приводит к перегреву обмоток электродвигателя.

Занижение потерь давления в сети является, как правило, результатом ошибки расчета. Значение недоучета потерь давления определяется отрезком АВ (рис. 6.2). Так как фактическая характеристика сети проходит бо­лее круто по сравнению с расчетной, то подача нагне­тателя, определяемая фактическим режимом работы (точка Б), будет меньше расчетной (Lb<La), а давле­ние – больше расчетного (Рба). Мощность, потреб­ляемая нагнетателем, уменьшается (Ne<Na), следова­тельно, перегрузки электродвигателя не произойдет. Не­достаток заключается в том, что нагнетатель не обес­печивает требуемую подачу.





Рисунок 6.1 – Определение режима работы вентилятора, подобран­ного с запасом по давлению

Рисунок 6.2 – Определение режима работы вентилятора в сети, рассчитанной с недоучетом потерь 1 – ошибка расчета


^ 6.2. Отключение и дросселирование сети

В

Рисунок 6.3 – Определение режима работы вентилятора при от­ключении и дросселировании сети: I – до отключения; II – при от­ключении с установкой заглушки; III – при отключении без установ­ки заглушки
условиях эксплуатации разветвленных (сложных) се­тей нередко возникает необходимость отключения части сети. Причинами этого могут стать реконструкция зда­ния, изменение технологического процесса производства и т. п. Однако при этом отключенный участок сети часто оставляют открытым. Поскольку потери давления в этом случае уменьшаются, то характеристика сети станет бо­лее пологой, и режим работы нагнетателя из точки А переместится по характеристике давления вправо в точ­ку Б (рис. 6.3). Следствием этого являются увеличение потребляемой мощности (помимо роста подачи) и перегрев обмоток электродвигателя.

Иным будет режим работы, если отключение произ­водится с использованием дросселирования (установка заглушки на отключенном участке). Так как сопротивление сети при этом увеличивается, то характеристи­ка сети станет круче, и рабочая точка переместится по характеристике нагнетателя влево (точка В). Затраты мощности снижаются (NB<NA), и перегрузки электро­двигателя не произойдет.

^ 6.3. Негерметичность сети

Негерметичными мо­гут быть только вентиляционные сети. Неплотности сое­динений отдельных звеньев воздуховодов влекут за со­бой подсосы на всасывающей и утечки на нагнетатель­ной ветвях сети. И то, и другое снижает сопротивление сети и ее характеристика становится более пологой. Если принять линейное изменение скорости (между се­чениями О – О и п – п) в негерметичном воздуховоде (рис. 6.4), то



где m – коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличива­ются потери в воздуховоде при постоянной начальной скорости с0 и различном значении утечек.

Т

Рисунок 6.4 – Определение режима работы вентилятора в негерметичной сети
ак как рабочая точка при наличии подсосов и уте­чек смещается по характеристике нагнетателя вправо (точка Б на рис. 6.4), то растут затраты мощности, что приводит к перегрузке электродвигателя.

Плотность перемещаемой среды меняется либо при изменении температуры среды, либо при перемеще­нии механических примесей. Это изменение следует учи­тывать только в вентиляционных системах, поскольку для жидкости изменение плотности, вызываемое ука­занными причинами, незначительно.
^ 6.4. Изменение температуры

Для воздуха выра­жение, устанавливающее зависимость между плотностью среды и ее температурой, имеет вид:

рt = 353/(273+t).

Из предыдущего известно, что изменение давления и мощности нагнетателя прямо пропорцио­нально изменению плотности перемещаемой среды. Кро­ме того, изменение потерь давления в сети тоже прямо пропорционально изменению плотности среды. Из этого следует, что практически рабочая точка системы при из­менении плотности перемещаемой среды будет переме­щаться по ординате, соответствующей определенному значению подачи нагнетателя.

Пояснить сказанное можно, анализируя влияние на работу вентилятора расположения воздухонагревателя в приточной системе вентиляции. Рассмотрим две систе­мы, отличающиеся тем, что в одной воздухоподогрева­тель 2 установлен за вентилятором I (рис. 6.5 а), а в другой – перед ним (рис. 6.5 б).

О

Рисунок 6.5 – Определение режи­ма работы вентилятора в се­ти в зависимости от месторас­положения воздухоподогрева­теля
чевидно, что положение рабочей точки в случае, если в воздухоподогреватель не подан теплоноситель, для обеих систем будет одним и тем же (точка А). При подаче теплоносителя в воздухоподогреватель по схеме, изображенной на рис. 6.5 а, вентилятор по-преж­нему будет подавать холодный воздух, а в сети за воз­духоподогревателем будет перемещаться нагретый воз­дух, плотность которого ρ2 меньше плотности ненагре­того воздуха ρ1ь следовательно, характеристика сети станет более пологой. Рабочая точка перей­дет по характеристике вентилятора вправо (точка Аа). Такому положению соответствуют увеличе­ние подачи вентилятора (La>LA) и повышенный расход мощности; при этом давление, создаваемое вентилятором, несколько снижается.

При подаче теплоносителя в воздухонагреватель по схеме, изображенной на рис. 6.5 б, вентилятор будет перемещать нагретый воздух, следовательно, положение характеристик давления и мощности изменится. Объемная подача венти­лятора остается прежней (Lб = Lа), так как рабочая точка переместилась из положения А в положение Аб по вертикали. Затраты мощности при этом снижаются (Nб<Na), уменьшается и давление.

Если сравнить две приточные системы, подающие одинаковое количество нагретого воздуха в обслуживае­мые помещения, то схема, приведенная на рис. 6.5 а, окажется предпочтительней, поскольку в этом случае можно либо установить вентилятор меньшего размера, сохранив прежней частоту вращения рабочего колеса, либо снизить частоту вращения колеса установленного вентилятора.

Следует заметить, что такой вывод можно сделать сразу лишь для вентиляторов, у которых характеристи­ка мощности не имеет перегиба в точке максимума. В противном случае для окончательного вывода необхо­димо, используя метод наложения характеристик, вы­полнить анализ работы вентилятора в сети.
^ 6.5. Перемещение механических примесей

Эксперимен­ты, проведенные М. П. Калинушкиным на вентиляторах, подающих смеси газа (воздуха) с механическими приме­сями (при небольших массовых концентрациях) мелкой пыли, переносимой потоком во взве­шенном состоянии, показали, что характеристики давле­ний вентиляторов остаются такими же, как и при рабо­те на чистом воздухе.

Средняя плотность смеси равна:



Плотность газа, не содержащего механических примесей, равна:



Тогда отношение плотностей составит:



Отношение мощностей вентиляторов, перемещающих смесь и чистый воздух, равно:



Следовательно, мощность вентилятора, перемещаю­щего смесь, составит:



Если перемещаемая смесь содержит твердые части­цы значительного размера и массы, то происходит вы­падение этих частиц из потока.

Исследования, проведенные М. П. Калинушкиным, позволили ему установить следующие эмпирические за­висимости для определения потерь давления и мощно­сти, необходимой для перемещения примесей в системе пневмотранспорта:



Коэффициенты пропорциональности Кp и Кμ опреде­лены на основе экспериментальных данных.

О

Рисунок 6.6 – Определение режима работы вентилятора в сети в зависимости от месторасполо­жения пылеуловителя: 1 – пылеприемная воронка: 2 – вентилятор; 3 – пылеуловитель
чевидно, при перемещении механических примесей в результате увеличения потерь характеристика сети становится более крутой по срав­нению с характеристикой сети, в которой перемещается чистый воздух, и рабочая точка должна сдвинуться по характеристике вентилятора влево.

Сравним работу одного и того же вентилятора в си­стемах пневмотранспорта, отличающихся одна от дру­гой лишь местом расположения уловителя твердых час­тиц (рис. 6.6). При работе на чистом воздухе никакого различия в режиме работы вентилятора, включенного по схемам, изображенным на рис. 6.6 а, б, не будет (точка А).

При перемещении механических примесей в системе, выполненной по схеме, показанной на рис. 6.6 а, все примеси проходят через вентилятор. Характеристика мощности займет новое положение – (N – L)CM. Режим работы вентилятора переместится в точку Б с парамет­рами Рба, Lb<La и Nb>Na.

При перемещении механических примесей в системе, выполненной по схеме, изображенной на рис. 6.6 б, все примеси будут задерживаться в уловителе твердых час­тиц, следовательно, вентилятор по-прежнему будет пере­мещать чистый воздух и положение характеристики мощности вентилятора (N – L)r не изменится. Но так как сопротивление сети увеличивалось и режим работы вентилятора переместился в точку Б, то параметры ра­боты для этого режима будут РБА, LБ<LА и N'Б<NA.

Если заранее нельзя установить продолжительность работы вентилятора на том или ином режиме, то под­бор электродвигателя к вентилятору следует выполнять по максимальному расходу мощности.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

В. В. Богачев теоретические основы icon7 теоретические предпосылки и основы науки «деловое общение» Решающую...
Решающую роль в становлении науки «деловое общение» сыграло развитие философско-этического и психологического знания, в рамках которого...
В. В. Богачев теоретические основы iconМетодические рекомендации для выполнения курсовых работ по дисциплине...
Методические рекомендации по написанию курсовых работ по дисциплине «Теоретические основы финансового менеджмента» для студентов...
В. В. Богачев теоретические основы icon15. Теоретические и практические основы организационного развития...
Тема 15. Теоретические и практические основы организационного развития предприятий в зарубежном и отечественном менеджменте1
В. В. Богачев теоретические основы iconНаучно-теоретические основы и методологические подходы по реализации...
Предмет дисциплины: научно-теоретические основы и методологические подходы по реализации внешнеэкономических стратегий отечественных...
В. В. Богачев теоретические основы iconМетодические указания к выполнению расчетов переходных процессов...
Методические указания к выполнению расчетов переходных процессов в линейных электрических цепях по дисциплинам "Теоретические основы...
В. В. Богачев теоретические основы iconТеоретические основы логопсихологии § Понятия, цели, задачи логопсихология

В. В. Богачев теоретические основы iconТеоретические основы метрологии. Основные понятия, связанные с объектами измерения

В. В. Богачев теоретические основы iconПлан: Введение и краткий исторический обзор. Предмет, задачи, система...
Васильев А. Н., Яблоков Н. П. Предмет, система и теоретические основы криминалистики. М.,1984
В. В. Богачев теоретические основы iconЛитература Приложение 1
Теоретические основы изучения логического запоминания у детей подросткового возраста
В. В. Богачев теоретические основы iconТема Теоретические основы, терминология и методы охраны природы (2...
Темы семинарских занятий по курсу «Основы рационального природопользования и охраны природы»
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница