Аеродинамічні характеристики вентилятора: як їх “читати” і застосовувати на практиці?

В каталогах для вентиляторів часто приводять аеродинамічні характеристики вентилятора у вигляді графіків.
Розглянемо такий графік характеристики вентилятора середнього тиску ВЦ 14-46 №4

Аеродинамічні характеристики вентилятора середнього тиску ВЦ14-46 №4

По горизонтальній осі графіку характеристики вентилятора наведено:
Q – продуктивність вентилятора (кількість повітря, що перекачується вентилятором за одиницю часу), Продуктивність вентилятора вимірюється кубічними метрами за годину.

По вертикальній осі:
Pv – повний тиск вентилятора. Повний тиск вентилятора дорівнює різниці повних тисків потоку за вентилятором і перед ним.

Масштаб графіків – логарифмічний.

На графіку:
Pv – повний тиск, Па;
Q – продуктивність, тис. м3/година;
– встановлена потужність, кВт;
n – частота обертання робочого колеса, об/хв;
η – ККД агрегату.

Реальні криві повного тиску вентилятора Pv(Q) при обертанні його робочого колеса (крильчатки) при обертах n=950 об/хв і n=1450 об/хв позначені двома жирними лініями.

Також на графіку тут же наведена серія спадаючих кривих, що перетинають криві Pv(Q) (тонкі лінії). Ці криві іноді називають кривими потужності (або кривими рівної потужності). На кожній такій кривій наведено потужність електродвигуна.

Насправді це криві повного тиску Pv'(Q), який мав би цей вентилятор, якби він працював зі змінною частотою обертання, але при постійній підведеної потужності.

Зліва від точки перетину з реальною кривою Pv(Q) – з підвищеною частотою обертання щодо номіналу, а правіше точки перетину – зі зниженою частотою.

З усього вище сказаного слід розуміти, що в лівій частині, до перетину уявної кривої (тонкої лінії) з реальною характеристикою (жирної лінії) електродвигун вентилятора працює із запасом по потужності, а в правій частині після їх перетину – електродвигун перевантажений, і під час тривалої роботи може вийти з ладу.

Наприклад, якщо взяти вентилятор ВЦ 14-46 №4,  укомплектувати його електродвигуном < a href=”/product/electrodvigateli/el-dvig-380/4-kvt-1500-ob-min-elektrodvigatel-air100l4-trehfaznyiy” target=”_blank” rel=”noopener”>4кВт 1500 об/хв і включити такий вентилятор з відкритим входом – то в такому разі робоча точка вентилятора зміститься в крайнє праве положення на кривій повного тиску Pv(Q) для n=1450 об/хв (при цьому Q 10 тис. куб м і Рv= 1400 Па) (точкаА на графіку).

Але щоб перекачати таку кількість повітря і з таким тиском потрібна потужність електродвигуна не менше 7,5 кВт, а краще і 11 кВт (див. графіки). Тому в такому режимі електродвигун 4 кВт 1500 об/хв працюватиме з великим перевантаженням і, напевно, дуже швидко перегріється і вийде з ладу (якщо у нього немає відповідного захисту: хоча б відповідного магнітного пускача ).

Що ж робити, щоб не перевантажити електродвигун вентилятора в нашому прикладі?

Щоб не перевантажити електродвигун вентилятора – треба змістити його робочу точку вліво на характеристиці. Для цього треба прикривати (шиберувати) вхід вентилятора.

За ідеєю, перший запуск вентилятора ВЦ 14-46-4 з мотором 4 кВт 1500 про бажано відбуватися при закритому шибері на вході вентилятора (на “холостому” ходу).

Шибер (заслінка) – висувна система, запірний елемент якої виконаний у виді пластини і яка змінює перетин воздуховоду. Шибер застосовують для регулювання потоку повітря через вентилятор.

“Холостий” хід для вентилятора – це робота вентилятора при закритому вході (робоча точка на реальній кривій повного тиску вентилятора зміщена вліво).

Після пуску агрегату шибер відкривати одночасно з вимірюванням струму споживання електродвигуна. При цьому робоча точка вентилятора по кривій зміщується праворуч. Поступово відкриттям шибера значення струму споживання електродвигуна доводиться до номінального струму і при цьому шибер фіксується (точка В на графіку).

Номінальний струм електродвигуна вказаний на шильдику електродвигуна: це струм електродвигуна при повному навантаженні.

Подальше відкриття шибера зміщуватиме робочу точку вентилятора вправо (до точки A), а це в нашому випадку буде вводити електродвигун 4 кВт 1500 об/хв в режим перевантаження.

Корисні закономірності для характеристики вентилятора

При виборі вентилятора корисними можуть бути законом пов’язані з частотою обертання його робочого колеса (крильчатки):

  • Продуктивність пропорційна частоті обертання: подвоєння частоти обертання робочого колеса вентилятора вдвічі — збільшує його продуктивність вдвічі.
  • Тиск пропорційний квадрату частоти обертання: подвоєння частоти обертання — збільшує тиск у 4 рази.
  • Споживана потужність пропорційна частоті обертання третього ступеня: подвоєння частоти обертання — збільшує споживану потужність у 8 разів.

Вдалого вибору!
Олександр Коваль

Придбати вентилятори можете у нашій компанії. Допоможемо підібрати під необхідні умови роботи.
Наш телефон в Україні: (067)1717147

7 коментарів

  1. Виталий

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

    Відповісти
    • 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.

      Відповісти
  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

    Відповісти
    • 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.

      Відповісти
  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?

    Відповісти
    • 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.

      Відповісти
      • Павел

        Большое спасибо за статью и разъяснение!

        Відповісти

Відповісти Виталий Скасувати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Share via
Call Now Button
Send this to a friend