Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 1

Hasonló dokumentumok
Ventilátorok. Átáramlás iránya a forgástengelyhez képest: radiális axiális félaxiális keresztáramú. Jelölése: Nyomásviszony:

2. VENTILÁTOROK KIVÁLASZTÁSA

VENTILÁTOROK KIVÁLASZTÁSA. Szempontok

ÁRAMLÁS-ÉS HİTECHNIKAI MÉRÉSEK BMEGEÁTAG02 Dr. Vad János / oktatás / tantárgylista / BMEGEÁTAG02

4. RADIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK ÜZEMVITELE

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

Vegyipari géptan 3. Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

Ventilátor (Ve) [ ] 4 ahol Q: a térfogatáram [ m3. Nyomásszám:

MINIMUMTESZT. Az A ramla stechnikai ge pek (A GT) c. tanta rgy vizsgaminimum ke rde sei

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI. Termodinamika. Név: Azonosító: Helyszám: Munkaidő: 80 perc I. 50 II. 50 ÖSSZ.: 100. Javította: Képzési kódja:

1.5. VENTILÁTOR MÉRÉS

Gravi-szell huzatfokozó jelleggörbe mérése

Vegyipari géptan 2. Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

Propeller és axiális keverő működési elve

Különleges ventilátorok: ipari légtechnika. - Különleges üzemi körülmények Szennyezett anyag szállítása Hőterhelés Alacsony hőmérséklet

MMK Auditori vizsga felkészítő előadás Hő és Áramlástan 1.

1. feladat Összesen 21 pont

Örvényszivattyú A feladat

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Mérnöki alapok 10. előadás

ÖRVÉNYSZIVATTYÚ MÉRÉSE A berendezés

Mérnöki alapok 11. előadás

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI

M12 RADIÁLIS VENTILÁTOR VIZSGÁLATA

Szívókönyökök veszteségeinek és sebességprofiljainak vizsgálata CFD szimuláció segítségével

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

IMI INTERNATIONAL KFT

Propeller, szélturbina, axiális keverő működési elve

Mérnöki alapok 10. előadás

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

3. RADIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK

1. feladat Összesen 17 pont

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Hidrosztatikus hajtások, Szivattyúk és motorok BMEGEVGAG11

7. AXIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ FORGÓGÉPEK TERVEZÉSÉNEK ÉS OPTIMALIZÁLÁSÁNAK KORSZERŰ IRÁNYVONALAI

1. feladat Összesen 25 pont

Hidrosztatikus hajtások, Szivattyúk és motorok BMEGEVGAG11

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

7.GYAKORLAT (14. oktatási hét)

TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE. Mérési feladatok

Járművek és motorok hő- és áramlástani rendszerei

MSZ EN :2015. Tartalom. Oldal. Előszó...8. Bevezetés Alkalmazási terület Rendelkező hivatkozások...10

SZOCIÁLIS ÉS MUNKAÜGYI MINISZTÉRIUM. Szóbeli vizsgatevékenység

KS TÍPUSÚ IZOKINETIKUS MINTAVEVŐ SZONDA SZÉLCSATORNA VIZSGÁLATA

1. feladat Összesen 5 pont. 2. feladat Összesen 19 pont

Áramlástechnikai gépek

TCBBx2/TCBTx2. TCBBx2 / TCBTx2 ellentétesen forgó axiális csőventilátor

7.GYAKORLAT (14. oktatási hét)

4/27/2016. Áramlási zajok

1. Hidrosztatikus hajtásokról

Áramlástani gépek: Ventilátorok Dr. Marschall József 1. Ventilátorok 1.1.Bevezetés

Épületgépész technikus Épületgépészeti technikus

(HI) HIDRAULIKUS TÁPEGYSÉG

Mérnöki alapok 8. előadás

BMEGEÁTAT01-AKM1 ÁRAMLÁSTAN (DR.SUDA-J.M.) 2.FAKZH AELAB (90MIN) 18:45H

MUNKAANYAG. Prohászkáné Varga Erzsébet. Hogyan válasszunk ventilátort légtechnikai rendszerekhez? A követelménymodul megnevezése: Fluidumszállítás

Áramlástan feladatgyűjtemény. 4. gyakorlat Bernoulli-egyenlet

Áramlástechnikai mérések

Megnevezés. Térfogatáram

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

Centrifugális hátrahajló lapátozású járókerék A kosz lerakódásának megelőzésére. Dinamikusan kiegyensúlyozott.

Mérnöki alapok I. (BMEGEVGAKM2) Példatár

A hajtás nyomatékigénye. Vegyipari- és áramlástechnikai gépek. 3. előadás

ÖRVÉNYSZIVATTYÚ JELLEGGÖRBÉINEK MÉRÉSE

Á R A M L Á S T A N. Áramlás iránya. Jelmagyarázat: p = statikus nyomás a folyadékrészecske felületére ható nyomás, egyenlő a csőfalra ható nyomással

Tartalomjegyzék. Előszó... 8

Megnevezés. Térfogatáram

MSZ EN :2015. Tartalomjegyzék. Oldal. Előszó Alkalmazási terület Rendelkező hivatkozások...10

MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke

ENERGIA ÁTALAKÍTÓ. össznyomáson ugyanazt a mennyiséget értjük.)

Danfoss Hőcserélők és Gömbcsapok

Dr. Gausz Tamás Hargitai L. Csaba Dr. Simongáti Győző. Járművek hő és áramlástechnikai berendezései II.

A LÉGCSATORNÁVAL KAPCSOLATOS MÍTOSZOK ÉS A FIZIKA

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

HANGSZIGETELT VENTILÁTOROK. CVTT ékszíjmeghajtású hangszigetelt ventilátor

versenyképes választás

Áttekintés. gépek II. TALAMON Attila Assistant lecturer

HKVSZ Konferencia. Kompakt méretű ipari hőszivattyúk ammónia hűtőközeggel Előadó: Tasnádi Gábor

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Kazánok hatásfoka. Kazánok és Tüzelőberendezések

MŰSZAKI TERMODINAMIKA 1. ÖSSZEGZŐ TANULMÁNYI TELJESÍTMÉNYÉRTÉKELÉS

KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

Vizsgarészhez rendelt követelménymodul azonosítója, megnevezése: Épületgépészeti rendszerismeret

Járművek és motorok hő- és áramlástani rendszerei

Tájékoztató. Értékelés Összesen: 60 pont

Csatorna hangtompítók a gépészeti zajcsökkentésben

Gépész BSc Nappali MFEPA31R03. Dr. Szemes Péter Tamás 2. EA, 2012/2013/1


PONTSZÁM:S50p / p = 0. Név:. NEPTUN kód: ÜLŐHELY sorszám

(L) Lamellás szivattyú mérése

CBM Alacsony nyomású centrifugális ventilátorok CBM sorozat

KORSZERŐ ÁRAMLÁSMÉRÉS 1. - Dr. Vad János docens Általános áramlásmérési blokk: páratlan okt. h. kedd

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

AIRJET sugárventilátorok Axiálventilátorok Tetőventilátorok Füstgázelszívó axiálventilátorok Füstgázelszívó tetőventilátorok

MINIMUMTESZT A ramla s e s ho technikai ge pek (A HTG) c. tanta rgy za rthelyi dolgozat minimum ke rde sei

MUNKAANYAG. Szabó László. Áramlástani szivattyúk. A követelménymodul megnevezése:

Átírás:

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3. BEVEZETÉS.. Osztályozás, a tématerület korlátozása Munkaközeg: Gáz (Cseppfolyós közeg) (Többfázisú közeg) Teljesítmény bevitel / kivitel: Munkagépek. Teljesítmény-bevitel árán kisebb nyomású térből szívótér nagyobb nyomású térbe nyomótér szállítanak közeget. (Erőgépek) Működési elv: Euler-elv (áramlástechnikai elv): FORGÓGÉEK. Lapátokkal ellátott forgórész házban. A szívó- és nyomótér között szabad átjárhatóság. (Térfogat-kiszorítási, volumetrikus elv: a szívó- és nyomótér között munkatér. Elmozduló és álló falakkal határolt, nem átjárható. Dugattyús gépek.).. Áramlástechnikai forgó munkagépek osztályozása... Átáramlás iránya a forgástengelyhez képest: radiális axiális (félaxiális) (keresztáramú)... Nyomásnövekedés, nyomásviszony: p /p nyomásviszony A/ p /p <. (.) ventilátorok ρ állandó, T 0 tervezési, konstrukciós, alkalmazási szempontok IGAZOLÁS: izentropikus közelítés: p /p = (ρ /ρ ) χ (.)

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 Ebből p /p =. helyettesítéssel levegőre ρ /ρ =.07 adódik, amely még a fenti szempontok szerint általában elhanyagolható. A sűrűség viszonylagos állandósága kritériumot teremt a gépet jellemző sebességekre, pl. a gép lapátozásának kerületi sebességére, illetve a csatlakozó rendszerben kialakuló sebességekre is. Tekintsünk egy képzeletbeli áramvonalat pl. a szívócsonk S pontja és a gép járókerekének orrkúpja között, amelyen T torlópontot feltételezünk. Az iménti 7 % eltérésnél még szigorúbb kritériummal élve: ρ ρ 0. 05ρ (.) T S S Energiaegyenlet az S és T pontok között: + Fent felhasználtuk, hogy vs RMaS T S T χ + = S = c p c p Ma v v T T (.3) S S S = = (.4) as κ RTS Izentropikus állapotváltozás: ρ T TT = ρs TS κ ρt ρs = 0. 05ρS feltételezéssel és a levegő-jellemzők behelyettesítésével az (.3) és (.5) egyenletek kombinációja a következő kritériumot adja []: Ma S < 0.3 (.6) Ez a feltétel közel szobahőmérsékletű közeget feltételezve nem engedi meg 00 m/s-nál nagyobb áramlási sebességek kialakulását a gépben és a csatlakozó rendszerben. A gépet szemléletesen jellemzi a lapátcsúcs kerületi sebessége. A fentiek összefoglalása: VENTILÁTOROKRA ÁLTALÁBAN Közel atmoszférikus nyomást feltételezve a szívóoldalon p < 0. bar [] (.5) A lapátcsúcs kerületi sebessége < 00 m/s, amely összhangban áll a géppel kapcsolatos szilárdsági és zajkibocsátási kívánalmakkal is. B/. < p /p < 3 fúvók ρ állandó, T > 0, de még elegendő a természetes hűlés. C/ 3 < p /p kompresszorok ρ állandó, T >> 0, mesterséges hűtés szükséges. (Anyagszerkezettani és technológiai szempontok)

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 3.. Ábra. Ipari gázturbina [4].. Ábra. Repülőgép-hajtómű [4]

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 4.3. Ventilátorok munkafolyamata Q Ideális (veszteségmentes) esetre: m Q m v p = + gh + U + ρ = i ö i ö (.7) Ventilátorokra Q = 0, U= 0, és gh csak akkor játszik szerepet, ha a külső és a szállított közeg sűrűsége eltér (pl. forró füstgáz vagy hideg levegő szállítása). Így ventilátorokra általában v p v = m + = V ρ + p = V p ρ Ahol az Euler-turbinaegyenlet [3] szerint p öid ( v u v ) u öid (.8) = ρ (.9) Az ideális körülményektől való eltérések: A/ A résveszteségek miatt a járókeréken áthaladó VJ térfogatáram nagyobb, mint a hasznosuló V (egy része a járókeréken belül kering), viszont a többlet mozgatásához is teljesítményt kell bevezetni. Ezt a hatást az η V volumetrikus hatásfokkal vesszük figyelembe. = VJ p öid, VJ > V, η V = V / VJ (.0) B/ Az össznyomás-növekedés kisebb az ideálisnál a közegsúrlódási veszteségek miatt. Ezt a hatást az η h hidraulikai hatásfokkal vesszük figyelembe: η = p / p (.) h ö A fentiekkel öid p V ö h = VJ pöid = = (.) ηv ηh ηvηh C/ A bevezetett összes teljesítmény a mechanikai veszteségeket, pl. a szíjhajtás, csapágyazás veszteségeit is fedezi. Ezt a hatást az η m mechanikai hatásfokkal vesszük figyelembe: η m = / összes (.3) Így h h összes = = (.4) ηvηhη m ηö

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 5 Ventilátorokra általában igaz, hogy η m, η V (nincs nagy nyomáskülönbség; ez szivattyúkra már nem igaz), és így η ö η h..4. Radiális ventilátorok alapvető konstrukciója Szívókúp.3. Ábra. Radiális ventilátor elvi vázlata [].4. Ábra. Radiális ventilátor [5].5. Ábra. Radiális csőventilátor [5].6. Ábra. Radiális csőventilátor metszete [5].7. Ábra. Radiális ventilátor [5].8. Ábra. Tetőtéri egység [5]

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 6 v v = ρ + p ρ + p (.5) p ö Ahol v = V /A, v = V /A (.6) Statikus nyomásnövekedés: v v pst = p ρ p + = pö ρ (.7) Jellegzetes geometriai adat: a járókerék-lapátozás D belső és D külső átmérője..5. Axiális ventilátorok alapvető konstrukciója Terelőlapátozás Légrés Csatorna Orrkúp Járókerék-lapátozás Agy (koszorú).9. Ábra. Axiális ventilátor elvi vázlata [].0. Ábra. Axiális csőventilátor [6] Jellegzetes geometriai adat: a járókerék-lapátozás D belső (agy-) és D külső átmérője... Ábra. Axiális csőventilátor [5].. Ábra. Fali axiálventilátor [5]

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 7 RADIÁLIS ÉS AXIÁLIS FORGÓGÉEK KÖZTI ALAVETŐ KÜLÖNBSÉGEK: Az (.9) Euler-turbinaegyenletből feltűnik, hogy a konstrukcióból adódóan az axiálgépnél r r, u u. Ezért az axiálgépek általában kisebb össznyomásnövekedést hoznak létre, mint a radiálgépek. Rögzített légtechnikai teljesítmény esetén ez azt is jelenti, hogy az axiálgépek általában nagyobb térfogatáramot létesítenek, mint a radiálgépek. Az axiálgépben a közel irányeltérítése mérsékelt a radiálgépéhez képest, miáltal az axiálgépek áramlási veszteségei általában mérsékeltek és hidraulikai hatásfokuk jobb, mint a radiálgépeké. Axiálgépben az átáramlás iránya idomul a csatlakozó légvezeték-rendszerhez. Ezért nemcsak a gépen belül, de a csatlakozó légtechnikai rendszerben is mérsékeltek az iránytörésből adódó veszteségek. (l. ezzel szemben radiális csőventilátor: meg kell oldani a közeg veszteségekkel járó visszatérítését a csőtengely irányába.).6. Ventilátor-elrendezések: technológia- és geometriafüggő!.6.. Csőből szabadba (elszívó, pl. élelmiszeripari pára- és szagelszívás) v p 0 v p 0 p.3. ábra. Csőből-szabadba elrendezések [5] v v v v p ö = ρ p + 0 ρ + ( p0 p ) = p + ρ ρ (.8) (= p axiálventilátorokra, mert a csatornakeresztmetszet állandósága miatt v = v ) v v pst = pö ρ = p ρ (.9)

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 8.6.. Szabadból csőbe (befúvó, pl. kazán-aláfúvó; túlnyomást biztosító: tisztatér-tech.) v p 0 p 0 p.4. ábra. Szabadból-csőbe elrendezések [5] A belépő oldali veszteségek elhanyagolásával: v v p ö = ρ + ( p0 + p ) p0 = p + ρ (.0) p st = p (.).6.3. Csőből csőbe (csőventilátor: előtte és utána is kiszolgáló elemek: pl. előtte kalorifer, utána motoros zsalu).5. ábra. Csőből-csőbe elrendezések [5] v v = ρ + p ρ + p (.) p ö v p st = p ρ + p (.3)

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 9.6.4. Szabadból szabadba (pl. alagútszellőzés) p 0 p 0 v.6. ábra. Szabadból-szabadba elrendezések [5] v v p ö = ρ p + 0 p0 = ρ (.4) v pst = pö ρ = 0 (.5) Módosulata: ha a oldalon nem egyezik meg a statikus nyomás, pl. belső térben depressziót okozva szabadba fúj, vagy belső térben túlnyomást okozva szabadból szív. Ekkor a fenti egyenletek módosulnak annak megfelelően, hogy a szívott- vagy a nyomott oldali kifejezésekbe kerül-e p 0 tól eltérő statikus nyomásérték..7. Jelleggörbe: példa.7. Ábra. HELIOS HQ 7/4 axiálventilátor jelleggörbéje [6]

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 0.8. Ábra. Segédlet az.7. ábrához [6].8. Dimenziótlan számcsoportok, összehasonlítás Felhasználói igények: p ö, ( p st ), V, összes (motorválasztás) A gép sajátosságai: D (járókerék küldő átmérője), n A közeg sajátosságai: ρ, ν Különféle gépek összehasonlíthatósága érdekében: ( u t = D π n ) Össznyomásszám: Statikus nyomásszám: Mennyiségi szám: p ö Ψ ö = (.6) ρ u t p st Ψ st = (.7) ρ u t = A u v Φ (.8) jell Ahol A jell =D π/4 (de pl. axiálgépek kutatás-fejlesztése: gyűrűkeresztmetszet) t

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 Teljesítménytényező: Reynolds-szám: pö η összes ö λ = = = ρ ρ ut Ajellut ut Ajellut V ΨöΦ η ö (.9) u t l Re = (egy lehetséges definíció) (.30) ν.9. Ábra. Dimenziótlan jellemző görbék [].0. Ábra. Axiálventilátor hidraulikai hatásfokának Reynolds-szám függése [7] l. axiálgépeknél célszerű az (.30) Reynolds-számot a 300.000 ún. kritikus Reynolds-szám ( 00.000) fölötti értéken tartani... Ábra. Különféle ventilátortípusok összehasonlítása []

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 JELÖLÉSJEGYZÉK a [m/s] hangsebesség c p [J/(kgK)] izobár fajhő (= 005 J/(kgK) levegőre) D [m] átmérő g [N/kg] gravitációs erőtér térerőssége h [m] szint, magasság i ö [J/kg] összentalpia l [m] lapáthúrhossz Ma [-] Mach-szám n [/s] fordulatszám m [kg/s] tömegáram [W] bevezetett tengelyteljesítmény h [W] hasznos áramlástechnikai teljesítmény összes [W] bevezetett összes teljesítmény p [a] statikus nyomás p ö [a] össznyomás p ö [a] össznyomás-növekedés p st [a] statikus nyomásnövekedés Q [W] hűtéssel elvont hőteljesítmény V [m 3 /s] térfogatáram R [J/(kgK)] specifikus gázállandó (= 87 J/(kgK) levegőre) r [m] sugár T [K] hőmérséklet U [J/kg] fajlagos belső energia u [m/s] kerületi sebesség u t [m/s] járókerék kerületi sebessége = v [m/s] abszolút sebesség a nyomó- és szívóoldal jellemzőinek különbsége ν [m /s] kinematikai viszkozitás ρ [kg/m 3 ] sűrűség χ [-] izentropikus kitevő (=.40 levegőre) η V [-] volumetrikus hatásfok η h [-] hidraulikai hatásfok η m [-] mechanikai hatásfok η ö [-] összhatásfok ALULJELÖLÉSEK: 0 légkörre jellemző szívóoldal; járókerékre belépő közeg nyomóoldal; járókerékből kilépő közeg id ideális (veszteségmentes)