|
|
Целью лабораторной работы является построение характеристики сети для вентилирования сельскохозяйственной продукции, определение по результатам испытания характеристик вентилятора, подбор вентилятора для работы в сети.
Ознакомиться с правилами техники безопасности при выполнении лабораторной работы.
 |
Характеристикой сети называют график, построенный по уравнению вида
Практикой рекомендовано для вентилирования использовать вентиляторы, создающие напор: для зерна - P0 = 1200...200 Па, для сена - P1 = 400...200 Па, для картофеля - P2 = 100...50 Па.
Сеть может быть простой и сложной. Характеристику сложной сети можно получить путем сложения характеристик отдельных участков и ответвлений.
Суммарная характеристика последовательно соединенных участков получается путем сложения ординат Pi функции P = f(V), а параллельно соединенных - путем сложения абсцисс Vi.
Можно построить суммарную характеристику последовательно и параллельно соединенных участков.
Аэродинамические свойства вентилятора определяются его количественными и качественными характеристиками. Последние используют при оценке качества воздушного потока на выходе из вентилятора, например, в зерноочистительных машинах и др.
Количественные характеристики могут быть размерными и безразмерными.
Количество воздуха, подаваемого вентилятором в сеть, называется производительностью вентилятора или его расходом воздуха. С изменением сопротивления сети производительность вентилятора, работающего с постоянным числом оборотов будет меняться.
Графики зависимости статического Pст, потребности мощности N на привод вентилятора и его коэффициента полезного действия 
b от количества подаваемого воздуха Vt представляют собой размерную характеристику вентилятора.
В отличие от размерной характеристики, выражающей зависимость размерных величин от расхода воздуха, безразмерная характеристика является зависимостью безразмерных коэффициентов или величин от коэффициента режима работы
который служит характеристикой сопротивления сети.
Размерные характеристики получают в результате лабораторных испытаний вентилятора, а безразмерные - на основании расчетов по предыдущим характеристикам.
Имея размерные характеристики ряда вентиляторов, можно подобрать вентилятор, удовлетворяющий поставленным условиям в отношении величин: P, Pст, Pb, N, , Vt.
Безразмерная характеристика действительна для определенной группы вентиляторов, геометрически подобранных испытывавшемуся. Располагая безразмерной характеристикой и аэродинамической схемой вентилятора-модели, можно определить расчетами по подобию основные размеры и число оборотов лопастного колеса нового вентилятора, который будет иметь заданные производительность и давление.
Безразмерная характеристика может быть рассчитана по методу ЦАГИ (Центральный аэродинамический институт им. Жуковского) или по методике В.П.Горячкина, в которой величины приведены к 1000 об/мин крылача вентилятора.
Для пересчета характеристик вентилятора используют формулы:
- плотность воздуха, = 1,22 кг/м3 при нормальном атмосферном давлении и 150 С;
- угловая скорость вращения вентилятора, С-1.
Величины Vt, Pст, Nb, , D и относятся к начальному режиму работы вентилятора, а с индексом i (Vi, Pi, i, Di, i) к измененному режиму работы.
Аэродинамическая схема вентилятора изображается в двух проекциях, все размеры которой устанавливаются в процентах от D.
|
Снятие характеристик вентилятора выполняют с помощью приборов для измерения давления воздушного потока (пневмометрической трубки и микроманометра). Частоту вращения вала вентилятора замеряют центробежным тахометром или электрическим тахогенератором магнитоиндукционного типа, состоящего из датчика и указателя. Потребляемая электродвигателем мощность замеряется прибором К-50.
В качестве измерительного инструмента используются штангенциркуль, линейка.
В соответствии с поставленной задачей на лабораторной установке может испытываться центробежный вентилятор или осевой вентилятор серии ВО. Основными элементами лабораторной установки являются: объекты исследования (центробежный или осевой вентилятор), дросселирующие заслонки, микроманометр, пневмометрическая трубка, воздушный канал, датчик тахогенератора и указатель тахогенератора, электрический вал "ЭВ", соединительный кабель, магнитный пускатель, кнопки пуска и остановки центробежного или осевого вентиляторов, прибор К-50 для измерения потребляемой электродвигателем вентилятора мощности.
|
4.1. На основании исходных данных (таблица 1) построить характеристику сети.
| Вариант | Объект вентилирования | Расход воздуха | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | ||
| 1 - 6 | зерно | P0 = 12000...200 Па, шаг 200 | ||||||||||||
| 7 - 10 | сено | P1 = 400...200 Па, шаг 50 | ||||||||||||
| 11 - 15 | картофель | P2 = 100...50 Па, шаг 10 | ||||||||||||
Практикой установлено, что при влажности, например, провяленной травы от 35 до 65% количество продуваемого воздуха должно быть от 2000 до 6500 м3/ч.
Для вентилирования зерна расход воздуха можно принимать от (5...30) х 103 м3/ч, а для картофеля - (5...550) х 103 м3/ч.
Согласно варианта выбрать вентилируемый продукт, приняв потери давления в сети, равные напору, создаваемому вентилятором.
Определить коэффициент Кc:
Рассчитать потери давления для каждого расхода воздуха, записав результаты в таблицу 2.
| Vt, м3/ч | |
| L, Па |
Построить график зависимости L = f(Vt).
4.2. Экспериментальная часть.
На лабораторной установке определить значение показателей Pg, P, Nb, n. Здесь n - частота вращения вентилятора, об/мин.
Для этого необходимо:
Изменение режима работы вентилятора достигается созданием сопротивления выходу воздуха из трубопровода за счет установки заслонок с различным проходным сечением.
При полностью открытом выходном канале можно считать Pст = 0, Pg = мах, Vt = мах и К = 1, а при полностью закрытом выходном канале - Pg = 0, Vt = 0, К = 0. Чтобы получить еще режимы с промежуточными значениями К в выходной канал устанавливаются сменные заслонки.
Перед работой основание микроманометра устанавливается по уровню. Когда оба ниппеля пневмометрической трубки шлангами соединены с ниппелями микроманометра, то он показывает величину динамического давления. Для измерения полного давления нужно снять шланг с ниппеля "минус" пневматической трубки.
Показания микроманометра, частоты вращения и потребляемой мощности записать в таблицу 3.
| Площадь выходного отверстия Fi, м | Частота вращения n, об/мин | Показатели ваттметра w, кВт | N точек, m | Полное давление Pic, мм.рт.ст. | Динамическое давление (Pg)ic, мм.рт.ст. | Статическое давление (Pст)ic, мм.рт.ст. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| F0 | 1 | |||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| F1 | 1 | |||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| ... | ||||||
Значение коэффициентов:
 ваттм =
микр =
дв =
пер =
сп =
Диаметр лопастного колеса, м D = | ||||||
Рассчитать характеристики вентилятора, результаты записать в таблицу 4.
Построить размерную и безразмерную характеристики вентилятора на основании таблицы 4.
| Размерные параметры | Площадь выходного отверстия | |||
|---|---|---|---|---|
| F0 | F1 | ... | ... | |
| Средняя частота вращения, об/мин
n | ||||
| Среднее полное давление, Па
Pср = 9.81 м сп( Pic/m)
| ||||
| Среднее динамическое давление, Па
(Pg)ср = 9.81 м сп(Pg сп/m)
| ||||
| Среднее статистическое давление, Па
(Pст)ср = Pср - (Pg)ср | ||||
Средняя скорость воздушного потока, м/с
| ||||
| Объемный расход воздуха, м3/с
Vt = Fi Vср | ||||
| Мощность потока, кВт
Nп = Vt Pср | ||||
| Потребляемая мощность, кВт
Nb = W b g п
| ||||
| КПД вентилятора
b = Nп / Nb
| ||||
| Угловая частота вращения, с-1
= 3.14 n / 30
| ||||
| Безразмерные параметры | ||||
| Приведенный расход воздуха, м3/с
Vt' = Vt / n | ||||
| Приведенное полное давление, Па
Pср' = 106 Pср / n2 | ||||
| Приведенное динамическое давление, Па
Pg' = 106 (Pg)ср / n2 | ||||
| Приведенное статистическое давление, Па
Pст' = 106 (Pст)ср / n2 | ||||
| Приведенная потребляемая мощность, кВт
Nb' = 109 Nb / n3 | ||||
| КПД
b
| ||||
Коэффициент режима работы вентилятора
| ||||
4.3. По известной характеристике вентилятора (таблица 4) с параметрами наружного диаметра лопастного колеса D, частотой вращения и плотностью воздуха построить характеристику геометрически подобного вентилятора, используя таблицу 5.
| Обозначение | Вариант | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| b = const
| |||||||||||||||
| i, c-1
| 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | 100 | 125 | 150 | 175 |
| Di, м | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 0,3 | 0,5 |
| i, кг/м3
| 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,4 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 |
Результаты пересчета характеристик вентилятора записать в таблицу 6.
| Обозначение | Значение | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vi, м3/ч | ||||||||
| Pi, Па | ||||||||
| Ni, кВт | ||||||||
На основании полученных значений (таблица 6) построить характеристику геометрически подобного вентилятора (Pi, Ni) = f(Vi).
4.4. На график характеристики сети наложить характеристики испытуемого и геометрически подобного вентиляторов.
Определить производительность и напор этих вентиляторов при работе их в данной сети.
4.5. Расчет характеристик сети и вентилятора может быть выполнена на ПЭВМ с использованием программы "SEVEN", написанной на языке "Турбо-Бейсик" в диалоговом режиме с пользователем.
|
Отчет должен содержать:
|
|
|
