Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту Расчёт и проектирование бытового электровентилятора.rtf

Министерство образования и науки Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»Факультет электротехническийКафедра электромеханикиПояснительная запискак курсовому проектуРасчёт и проектирование бытового электровентилятораСтудент группы 3БС-1 О.В. КопыловаРуководитель проекта С.Н. Иванов2016Содержание1. Анализ известных технических конструкций2. Расчет центробежного вентилятора3. Расчет осевого вентилятора4. Выбор двигателя и коммутационной аппаратурыЗаключениеЛитература

1. Анализ известных технических конструкций

Развитие различных отраслей промышленности, расширение объёмов строительства, создание благоприятных условий для высокопроизводительного труда во многом зависят от эффективности работы систем тепло- и холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Общим для этих систем является наличие в них машин, предназначенных для перемещения рабочей среды. В системах общеобменной вентиляции и кондиционирования такой средой является воздух, в системах технологической вентиляции – смесь различных газов, в системах тепло- и водоснабжения - вода. Вентиляторами называются лопаточные машины, предназначенные для подачи газов из одной части пространства в другую. Механическая энергия, необходимая для перемещения газа, создается в вентиляторах при помощи вращающегося рабочего колеса, снабженного лопатками. Под воздействием лопаток повышается давление газа и его скорость. При работе вентилятора на вентиляционную сеть на стороне выхода из вентилятора (на стороне нагнетания) наблюдается повышение давления, на стороне входа в рабочее колесо (на стороне всасывания) - понижение давления. Вентиляторы подразделяют в зависимости от назначения на: вентиляторы для обдува; обдува и перемешивания воздуха; притока и вытяжки воздуха.

Принцип работы вентилятора прост: он не только создает потоки воздуха, но и меняет их силу и направление. Сила потока зависит от диаметра размаха лопастей и числа скоростей вращения пропеллера. Обычно «зона вращения» вентилятора составляет 90–180 градусов. Большинство вентиляторов при этом еще и двигаются, от чего возрастает амплитуда и радиус воздействия. Обычно у вентилятора две–три скорости вращения /8/. Вентиляторы классифицируются:

по месту установки: настольные ВН, настенные ВС, торшерные ВТ, автомобильные ВА, оконные ВО, кухонные ВК, универсальные ВУ, потолочные ВП, ручные ВР;
по принципу действия: осевые, центробежные, тангенциальные;
по количеству частот вращения: односкоростные, многоскоростные (со ступенчатым или плавным регулированием);
по изменению направления потока воздуха: без изменения направления, с неавтоматическим в вертикальной и вертикально-горизонтальной плоскости, с круговым изменением, реверсивные – с электрическим реверсом вращения крыльчатки, с механическим поворотом лопастей крыльчатки или с поворотом корпуса вентилятора вокруг собственной оси;
по назначению: для обдува, для обдува и проветривания воздуха, для вытяжки воздуха, для притока и вытяжки воздуха;
по степени защиты от влаги: брызгозащищённые, незащищённые;
признаки повышенной комфортности: наличие устройства поворота, возможность регулирования угла поворота, устройство для смотки шнура, таймер, дистанционное управлении.

Например, ВН 7-У4 означает, что вентилятор настольно-настенный, с производительностью 7 м³/мин, для умеренного климата, 4-й категории размещения (в помещениях).Спроектировать центробежный и осевой вентиляторы со следующими исходными данными:Марка вентилятора (осевого): ВН – 3;Номинальная мощность: = 21 Вт;Номинальная частота вращения: = 2550 об/мин;Производительность: Q = 7 м³/мин = 0,116 м³/с.Центробежным называется вентилятор, в котором вход воздуха происходит параллельно оси вращения, а выход – перпендикулярно к ней.

2. Расчет центробежного вентилятора

Центробежный вентилятор представляет собой лопаточное колесо в спиральном корпусе. Рабочее колесо центробежного вентилятора - это пустотелый цилиндр, в котором установлены лопатки, скрепленные по окружности дисками. В центре скрепляющих дисков находится ступица для насаживания колеса на вал. При вращении рабочего колеса воздух,

попадающий между лопатками, движется радиально от центра и при этом сжимается. Под действием центробежной силы воздух выдавливается в с пиральный корпус, а затем направляется в нагнетательное отверстие.

Рисунок 1.1 – Эскиз центробежного вентилятора с типами лопаток
Лопатки центробежного вентилятора могут быть загнуты вперед или назад. Количество лопаток зависит от типа и назначения вентилятора. Существуют вентиляторы с правым и левым направлением вращения рабочего колеса.

Преимущества вентиляторов с загнутыми назад лопатками:

– экономится примерно 20% электроэнергии

– допускают перегрузки по расходу воздуха

Преимущества вентиляторов с загнутыми вперед лопатками:

– меньший диаметр рабочего колеса (по сравнению с загнутыми назад лопатками)

– меньшая частота вращения сниженный шум /8/.

3. Расчет осевого вентилятора

Осевой вентилятор представляет собой, расположенное в цилиндрическом кожухе корпусе осевое лопаточное колесо (лопасти прикреплены к втулке под некоторым углом к плоскости вращения), при вращении которого за счёт механического воздействия лопаток, газ (воздух) перемещается в осевом направлении от входного патрубка к выходному.Рисунок 1.2 – Эскиз осевого вентилятораПреимущества:– большой КПД по сравнению с другими типами;– легко регулировать расход воздуха (поворотом лопастей);– компактные размеры.Применение: для подачи больших объемов воздуха при небольшом аэродинамическом сопротивлении системы /9/.Условное обозначение вентиляторов состоит из четырех знаков (групп знаков). Первый из них - буква «В» (вентилятор), второй - заглавные буквы, обозначающие исполнение по месту установки, третий – цифры, характеризующие производительность (в м3/мин), четвертый - климатическое исполнение и категории размещения.1. Диаметр вентилятора внутренний D₁, м: ,где Q = 0,116 м³/с – производительность вентилятора;

м/с – окружная скорость воздуха на входе в рабочее колесо /1/.

,

D₁= 0,08 м, так как D₁≈ D_вх.

2. Наружный диаметр рабочего колеса D₂, м
,
.

Выбираем радиальные лопатки, количество лопаток z = 18, так как они имеет хорошие аэродинамические показатели, как с длинными, так и с короткими лопатками. Выбранному типу лопаток соответствует относительная длина l= 0,176 м. /1/

3. Оптимальная длина лопатки L, м
,
.

4. Выбираем коэффициент λ из графика (рис.2.1) по значению относительной длины l= 0,176 м.:

λ = 1,04.

конструкция вентилятор центробежный осевой

Рисунок 2.1 – Коэффициент λ для вентиляторов с радиальными лопатками
5. Коэффициент производительности q:
,
.

6. Давление Р_р ,Па:
,
где – КПД двигателя, – КПД крыльчатки, предварительно выбраны /1/, Р_н – номинальная мощность, Вт.

.

7. Расчётный коэффициент давления
,

гдеn_н= 2550 об/мин – номинальная частота вращения.

.

По характеристике давления вентилятора с 18 радиальными лопатками, при h_р = 0,174 получаем q₁ = 0,175.

Рисунок 2.2 – Расчетные характеристики центробежных вентиляторов8. Расчётная ширина лопаток В_р , м , .Из ряда рекомендуемых размеров лопаток (40, 60, 80, 100, 120, 160, 200 мм) выбирается ширина лопаток В_р= 200 мм.

9. Расчетный коэффициент производительности q_р

q_р = ,q_р= .

Проведя на рисунке 2.2 через точку с координатами q_р = 0,17 и h_р = 0,174 отрезок параболы до пересечения ее с характеристикой давления вентилятора с радиальными лопатками, получим значение коэффициента давления вентилятора h = 0,19 и коэффициента производительности q = 0,171.

10. Развиваемое вентилятором давление Р, Па:

Р = ,Р = .11. Производительность вентилятора Q , м³/с , .12. Согласно рисунка 2.3, при , КПД вентилятора η_р = Действительный КПД вентилятора η_вд: ,Рисунок 2.3 – Расчетный КПД вентиляторов