Конструкция вентиляторов вполне самодостаточна и позволяет устройству работать в заранее намеченном режиме. Однако, в ряде случаев необходима предварительная подготовка потока, облегчающая организацию газовоздушной струи и снижающая турбулентность на входе. Как правило, устройства, обеспечивающие подготовку потока, являются пассивными отражателями, закручивающими струю в нужном направлении и придающими ей первоначальное направление.
Что такое осевой направляющий аппарат
Одним из устройств, осуществляющих первоначальную подготовку потока, является осевой направляющий аппарат. Такие приспособления обычно устанавливают на дымососах, имеющих достаточно большой номер — от 6,3.
Конструкция
Конструкция осевого направляющего аппарата представляет собой переходную муфту в виде конфузора (усеченного конуса с плавно уменьшающимся к входному отверстию вентилятора диаметром), внутри которого установлены поворотные лопатки. Изменение угла поворота позволяет регулировать поток, придавать ему первоначальное направление. Диаметр конфузора ограничивает параметры струи, исключая появление завихрений и обеспечивает предварительную подкрутку потока. Вследствие этого лопатки вентилятора получают организованный объем, создающий гораздо меньшее сопротивление, отчего КПД вентилятора заметно увеличивается.
Поворот лопаток производится одновременно, по отдельности они свое положение не меняют. Всего бывает от 5 до 12 лопаток, хотя некоторые конструкции упрощенного типа состоят всего из 2 лопаток. В данном случае имеет место лишь ориентирование воздушной струи для исключения турбулентности на входе.
Какие функции выполняет
На первый взгляд, особой пользы в таком устройстве не должно быть. Тем не менее, для потоков с высокой температурой, неоднородным составом газовоздушной смеси, разными тепловыми участками струи, использование осевого направляющего аппарата позволяет выровнять и стабилизировать поток. Основная роль в этом отводится направляющим лопаткам. В зависимости от угла наклона, они способны изменять энергию потока в ту или иную сторону, осуществляя регулировку струи в довольно широких пределах. В связке с конфузором, уплотняющим поток и увеличивающим его энергию, лопатки делают струю предрасположенной к закручиванию в направлении вращения рабочего колеса вентилятора. Это обеспечивает отсутствие турбулентности и завихрений при контакте потока с рабочим колесом, более плавный и мягкий переход потока в другую плоскость.
На больших диаметрах потока появляется значительна нестабильность воздушной струи, образуются завихрения, особенно на участках вдоль стенок воздуховодов. Прямая подача такого потока создает благоприятные условия для образования газовоздушных турбулентных узлов вокруг лопаток рабочего колеса. При высоких температурах и химически активных составах перемещаемой смеси, такая аэродинамика способна в короткий срок вывести из строя лопатки рабочего колеса.
Направляющий аппарат при помощи своих лопаток разворачивает струю в нужном направлении. При этом, угол наклона лопаток имеет определенные границы, превышение которых либо лишает его работу смысла, либо перекрывает пропускное сечение конфузора, т. е. направляющий аппарат начинает работать как дроссель или шибер.
Современные разработки показывают, что наиболее эффективны лопатки с дугообразной поверхностью. В отличие от обычных, плоских лопастей, они способны более плавно направлять поток и не образуют межлопаточных завихрений, имеющих отрицательное влияние на аэродинамику воздушного потока. Изменение угла поворота производится специальным механическим устройством с электроприводом, но такое приспособления применяется только на ответственных вентиляторах с большими диаметрами рабочих колес.
Диаметр окружности, перекрываемой лопатками направляющего аппарата, на 10-20 % превышает диаметр входного отверстия вентилятора. Разница этих величин определяет угол раскрытия конфузора, плавно сопрягающего присоединительные узлы входа и выхода направляющего аппарата.
Недостатки осевых направляющих аппаратов
Осевые направляющие аппараты являются относительно простыми и эффективными устройствами, стабильными в работе. При этом, они имеют сложную систему регулирования угла наклона лопаток, нуждающуюся в наличии привода, аппаратуры контроля за положением плоскостей и блока управления. Эти элементы значительно усложняют обслуживание и функционирование устройства, повышают его стоимость, требуют специального обслуживания, ремонта и постоянного наблюдения.
Такие недостатки приводят к тому, что регулируемые направляющие аппараты монтируются только на сложных и ответственных участках воздушных магистралей. В остальных случаях используются нерегулируемые направляющие аппараты, лопатки которых настраиваются при монтаже раз и навсегда. Для большинства узлов такое положение вполне приемлемо и позволяет вентилятору выполнять свои функции в нужном режиме.
Загрузка...