Фрагмент № 7В Безразмерные характеристики вентиляторов

Индивидуальная характеристика вентилятора (Фрагмент № 6В) применима лишь к конкретному вентилятору. Геометрически подобные вентиляторы описываются безразмерной характеристикой,  которая называется типовой. Типовая  вентиляционная характеристика не зависит ни от частоты вращения, ни от диаметра рабочего колеса вентилятора, ни от температуры, ни от плотности воздушного потока. Типовая характеристика – это зависимость безразмерных величин,  КПД η , коэффициентов давления  ψ, мощности λ от коэффициента подачи (производительности) φ.

Все вышеперечисленные величины связаны следующими формулами:

где ρ – плотность воздуха, р – полное давление,  u – окружная скорость рабочего колеса; N – мощность вентилятора, F —  площадь, ометаемая рабочим колесом вентилятора (радиального или осевого), Q — подача вентилятора (о коэффициенте η  — подробно в  Фрагменте № 4В).

В свою очередь параметры U и F имеют следующие расчетные формулы:

где n – частота вращения и Dр – диаметр рабочего колеса вентилятора.

В качестве иллюстрации на рис. 1 показана безразмерная характеристика вентиляторов серии Ц4-76, построенная по результатам испытания модели с диаметром колеса Dр = 0,5 м  и частоте вращения лопаток n = 1200 об/мин.

Безразмерные характеристики вентиляционных аппаратов позволяют сравнивать вентиляторы различных видов по нагруженности лопастей и получать размерные вентиляционные характеристики обратным пересчетом для разных диаметров рабочих колес, частот вращения, а также температуры транспортируемых воздушных масс.

Вентиляционные аппараты работают в широком техническом диапазоне: подача от нескольких долей куб. метров до тысяч куб.  метров в секунду, мощность от единиц ватт до тысяч киловатт, полное рабочее давление от десятков до  тысяч Паскалей,  а диаметры рабочих колес — от десятка миллиметров до нескольких метров. Окружные скорости концов лопаток обычно не превышают полутора сотен метров в секунду. Несмотря на огромный диапазон линейки параметров, безразмерные параметры вентиляционных аппаратов всех типов и размеров укладываются в рабочую область, ограниченную  коэффициентом полного давления  ψ =0…8 и коэффициентом подачи φ=0…3 . Вентиляторы осевого типа являются самыми маломощными и обладают небольшим напором, но имеют самые большие полные КПД среди рассматриваемых видов вентиляторов. Вентиляторы радиального типа занимают среднюю позицию по КПД и давлению. Диаметральные вентиляционные аппараты  (см. Фрагмент № 2В, рис. 2) имеют наибольшие коэффициенты давления ψ, достигающие величин от 6 до 8, так как воздушному потоку сообщается энергия два раза, при входе в рабочее колесо и при выходе из него. Однако этот тип вентиляторов имеет самое незначительное  КПД.