УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОБУЖДЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИИ СУШИЛЬНОГО АГЕНТА
Для побуждения циркуляции воздуха или газа в сушильных устройствах применяют воздуходувные машины, называемые вентиляторами. По конструктивным особенностям различают вентиляторы осевые и центробежные. Из последних выделяют так называемые Роторные вентиляторы.
Общий вид осевого вентилятора показан на рис. 43. Он представляет собой диск 2 со втулкой, на котором закреплены плоские или профильные лопасти 1: Диск с лопастями (колесо вентилятора) вращается внутри цилиндрического кожуха, называемого обечайкой 3.
Центробежный вентилятор (рис. 44) состоит из кожуха 1 спиральной формы, укрепленного на станине 6. Внутри кожуха вращается ротор 5 (показан отдельно справа).
Роторный вентилятор (рис. 45) спирального кожуха не имеет. Вместо него устраивают экранирующие щиты, как описано ниже.
Разница в работе осевого и центробежного вентиляторов видна из схемы рис. 46 и 47.
Осевой вентилятор перемещает воздух прямолинейно вдоль оси вращения, а центробежный и роторный засасывают воздух вдоль оси вращения ротора, перемещая его по радиусу, и выбрасывают под действием центробежной силы через выхлопное отверстие под прямым углом к направлению всасывания.
Работа вентиляторов характеризуется показателями давления, производительности, коэффициента полезного действия и мощности.
Совокупность этих показателей определяет аэродинамическую характеристику вентилятора.
Давление, развиваемое вентилятором, измеряется либо в миллиметрах водяного столба, либо в килограммах на квадратный метр (КГ]м2).
Различают давление статическое, динамическое н полное.
Статическое давление зависит от сопротивления движения потока воздуха: от трения о стенки воздуховода, от наличия местных сопротивлений (например, выступы, повороты),, и обозначается ^ст-
Динамическое давление зависит от скорости потока и плотности воздуха, обозначается HmH.
Полное давление равно арифметической, сумме статического и Динамического:
/''пол = " /?ст Лдин.
Производительность вентилятора выражается объемом воздуха, перемещаемого в единицу времени (в час или в секунду) и обозначается Q Mzj4 или Q МЧсек.
Производительность вентилятора зависит от его размеров, числа
Рис. 43. Осевой венти - 'лятор:
Рис. 44. Центробежный вентилятор: |
Рис. 45. Роторный вентилятор: / — ступица, 2 —диск, 3 — лопасти, 4 — щит-обечайка. 5 —вал |
Корпус (кожух), 2— приводной шкив, 3 — выхлопное отверсгие 4 — всасывающее отверстие, 5 — ротор, 6 — станина |
.1 — лопасть, 2 — диск со втулкой, 3 — обечайка
Рис. 46. Движение воздуха через осевой вентилятор |
Рис. 47. Движение воздуха через центробежный вентилятор |
Оборотов и величины полного сопротивления, которое ему необходимо преодолевать.
Расчетная производительность вентилятора определяется в зависимости от перечисленных выше величин по особым таблицам или графикам, которые называются характеристиками вентилятора и П0мещаются в справочниках и каталогах.
Мощность N, расходуемая вентилятором, зависит от его производительности Q, развиваемого полного давления Ha0Л, коэффициента полезного действия вентилятора т]в, коэффициента полезного действия передачи от электродвигателя т]п и постоянного переводного коэффициента, равного 102.
Таким образом,
N= Q'Ko" кет.
Способы определения фактической производительности вентилятора и развиваемого им давления изложены ниже в гл. VII.
А — серии У, б — серии В, в — реверсивной серии, Г — серии К-06 |
Осевые вентиляторы. На рис. 48 представлены четыре основные серии вентиляторов ЦАГИ, применяемые в лесосушильных установках.
Вентиляторы каждой серии характеризуются формой поперечного сечения лопасти и относительной величиной диаметра втулки — Диска, на котором крепятся лопасти вентиляторного колеса. Чем Дольше диаметр втулки по отношению к диаметру всего колеса,^тем
выше развиваемое полное давление. В пределах каждой серии вен. тиляторы отличаются диаметром колеса и углом поворота лопаток к плоскости вращения (угол а).
Размер осевого вентилятора соответствует его номеру, который ■обозначается числом дециметров в диаметре вентиляторного колеса. Колесо диаметром 10D0 Мм, или 10 дц, будет иметь номер 10, а диаметром 1200 мм соответственно номер 12 й т. д.
Вентиляторы серии У и реверсивные служат для прямого побуждения циркуляции воздуха в сушильных камерах, где развиваемое полное давление не превышает 25—30 кГ/м2. Реверсивные вентиляторы при изменении направления вращения колеса позволяют организовывать движение воздуха в прямом и обратном направлениях или, как говорят, реверсировать поток воздуха.
Вентиляторы серии В — это высоконапорные машины. Они развивают давление до 100 кГ/м2 и применяются для эжекционного побуждения воздушных потоков.
Вентиляторы К-06 с кручеными лопастями предназначаются для тех же целей, что и вентиляторы В. Они обладают высокими к. п. д. по сравнению с вентиляторами серии В, следовательно, расходуют меньшую мощность при той же производительности.
Центробежные вентиляторы. Центробежные вентиляторы выпускаются низкого, среднего и высокого давления. В сушильных установках применяют центробежные вентиляторы низкого и среднего давления (до 150 кГ/м2). Из различных серий предпочтительнее вентиляторы серии Ц-9-57 (СТД-57) и Ц-4-70, отличающиеся хорошим качеством изготовления и более высоким к. п. д.
В пределах каждой серии центробежные вентиляторы разных размеров, так же как и осевые, обозначаются номерами. Номер центробежного вентилятора—это число целых дециметров в диаметре роторного колеса.
Центробежные вентиляторы различаются формой исполнения. Если смотреть на вентилятор со стороны привода, то машины, у которых ротор вращается по часовой стрелке, будут правого вращения, а против часовой стрелки — левого вращения. Кожух вентилятора может быть устроен так, что его выхлопное отверстие обращено или вправо, или влево, или вверх, или вниз.
Роторные вентиляторы. Устройство роторного вентилятора показано на рис. 45. Вентилятор состоит из диска 2 с приклепанными к нему радиальными листовыми лопастями 3 и щита-обечайки 4. К центру диска приварена ступица 1, насаживаемая на вал 5, который приводится в движение от электродвигателя через шкив.
Установка вентиляторов. На рис. 49 показана установка осевого вентилятора ЦАГИ серии У-12 в сушильной камере непрерывного действия. Вал вентилятора 2 соединен с электродвигателем посредством промежуточного вала 5 и двух эластичных муфт 7 МУВП - Промежуточный вал вращается в двух радиально-сферических подшипниках с затяжной втулкой. Подшипник 6 в корпусе является Упорным и снабжен упорным кольцом, в то время как подшипник 3 на противоположном конце вала может перемещаться внутри корпуса для компенсации температурного удлинения вала.
Это устройство показано в более крупном масштабе на рис. 50. g наружном подшипнике 3 видно упорное кольцо 2, а внутрикамер-
Рис. 49. Установка осевого вентилятора в сушильной камере непрерывного действия: |
/ — пресс-масленка к подшипникам, 2 —вентилятор серии У, 3 — подшипник, воспринимающий температурную деформацию вала, 4 — щит для регулирования расхода циркулирующего воздуха, 5 — промежуточный вал. 6— упорный шарикоподшипник, 7 — соединительная муфта МУВП, 8 — электродвигатель
Рис. 50. Подшипники вентиляторного вала: Я — внешний подшипник, б — внутренний с люфтами: I — половина соединительной муф ты, 2 — упорное кольцо, 3 — шарикоподшипник, 4 — вентиляторный вал, 5 — место подачи смазки, 6 — люфты по обе стороны наружного кольца подшипника, 7 — радиально-сфери - ческий шарикоподшипник, 8 — корпус внутреннего подшипника |
Вый подшипник 7 установлен в корпусе 8 с оставлением люфтов 6 С обеих сторон.
Примеры монтажа осевых вентиляторов в камерах периодического действия можно видеть на рис. 15, 16, 17 и 20. Требования к Установке подшипников здесь те же самые, что и в описанном выше СлУЧае. Сушильщик должен хорошо' знать эти требования, чтобы
Обеспечить безаварийную работу вентиляторной установки в процессе сушки.
Центробежный вентилятор представляет собой готовый механизм и монтаж его при установке относительно прост. Требуется только устроить фундаментную опору под вентилятор с электродвигателем и подсоединить воздуховоды. Необходимо обеспечить полную герметичность фланцевых соединений в воздуховодах.
При расположении вентилятора вне сушильной камеры (см. рис. 21 и 32) является обязательной тщательная и надежная теплоизоляция кожуха вентилятора и внешней поверхности воздуховодов, иначе внутренняя поверхность стенок будет всегда мокрой от конденсата, и это поведет к быстрому разрушению листового металла от коррозии. Поэтому представляется целесообразным помещать кожух вентилятора и воздуховоды внутри камеры с выведением приводной части и электродвигателя наружу, в коридор управления.
Роторные вентиляторы устанавливают только в камерах
Рис. 51. Схема действия эжектора: А — с круглым каналом, б — с прямоугольным каналом; / — воздуховод, 2 —насадки, 3 — смесительный канал |
Лу в сушильном пространстве у стены камеры, а приводная-часть подшипники в масляной ванне — располагаются в стенном проеме и межкамерном коридоре управления.
Эжекционные установки работают по схеме, показанной на рис. 51, а, б.
Вентилятор (на рисунке не показан) нагнетает воздух через воздуховод 1 в коническую насадку-сопло 2 откуда струя воздуха с большой скоростью поступает в смесительный канал 3, где и расширяется. Действуя подобно поршню, но непрерывно, она перемеЩает поток в канале 3 и создает на его входном участке разреже - ние, которое способствует подсосу сюда воздуха из окружающего цространства. Этот воздух смешивается с воздухом, поступающим из сопла.
Эжекционные установки в сушильных камерах выполняют обычно с несколькими параллельными соплами (рис. 51, б). В последнее время применяют'сопла с выходными отверстиями прямоугольной формы. Если вентилятор подал объем Qb а за счет подсоса поступил объем Q2, То через смесительный канал 3 проходит объем воздуха:
Q3=Qi +Соотношение Q3: Q, называется коэффициентом эжекции. В лесо - хушильных камерах этот коэффициент равен 3—4.
Конструктивное преимущество сушилок, оборудованных эжекци - онными установками, состоит в том, что через вентилятор проходит,:лишь 25—30% общего количества циркулирующего в камере воздуха. Но этот небольшой объем обеспечивает высокое скоростное давление в сопле и усиливает циркуляцию в камере в 3—4 раза.
Расход электрической энергии в эжекционных сушилках оказывается более высоким, чем в сушилках с прямым побуждением той же емкости.