3. RADIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK



Hasonló dokumentumok
4. RADIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK ÜZEMVITELE

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

Propeller és axiális keverő működési elve

Propeller, szélturbina, axiális keverő működési elve

Szívókönyökök veszteségeinek és sebességprofiljainak vizsgálata CFD szimuláció segítségével

VENTILÁTOROK KIVÁLASZTÁSA. Szempontok

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

Áramlástan kidolgozott 2016

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

2. VENTILÁTOROK KIVÁLASZTÁSA

Örvényszivattyú A feladat

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

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 1

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

Axiális átömlésű ventilátor lapátnyilazás és reverzálhatóság

DICHTOMATIK. Beépítési tér és konstrukciós javaslatok. Statikus tömítés

ÁRAMVONALAS TEST, TOMPA TEST

A forgójeladók mechanikai kialakítása

Folyadékok és gázok áramlása

A keverés fogalma és csoportosítása

Nagynyomású fogaskerékszivattyú KS2

Centrifugális nagykonyhai ventilátor

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

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Tájékoztató. Értékelés Összesen: 60 pont

SCM motor. Típus

Frissítve: Csavarás. 1. példa: Az 5 gyakorlat 1. példájához hasonló feladat.

Ábragyűjtemény levelező hallgatók számára

9. VENTILÁTOROK ÜZEMELTETÉSE 2.

1.2 Folyadékok tulajdonságai, Newton-féle viszkozitási törvény

H01 TEHERAUTÓ ÉS BUSZMODELL SZÉLCSATORNA VIZSGÁLATA

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

Folyadékok és gázok áramlása

1.5. VENTILÁTOR MÉRÉS

Áramlástechnikai mérések

SCM motor. Típus

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

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

Robotika. Relatív helymeghatározás Odometria

Rövidített szabadalmi leírás. Szélkerék pneumatikus erőátvitelű szélgéphez

(Az 1. példa adatai Uray-Szabó: Elektrotechnika c. (Nemzeti Tankönyvkiadó) könyvéből vannak.)

Áramlástan feladatgyűjtemény. 6. gyakorlat Bernoulli-egyenlet instacionárius esetben

M12 RADIÁLIS VENTILÁTOR VIZSGÁLATA

Háromfázisú aszinkron motorok

ROBBANÁSBIZTOS ATEX TANÚSÍTOTT RADIÁLIS VENTILÁTOR

SOLDIER PUMP A VEGYIPAR, A PETROLKÉMIAI IPAR, AZ ENERGETIKA, A KÕOLAJBÁNYÁSZAT ÉS FELDOLGOZÁS SZÁMÁRA, VALAMINT EGYÉB IPARI TERÜLETEKRE.

7. AXIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ FORGÓGÉPEK TERVEZÉSÉNEK ÉS OPTIMALIZÁLÁSÁNAK KORSZERŰ IRÁNYVONALAI

Szivattyú-csővezeték rendszer rezgésfelügyelete. Dr. Hegedűs Ferenc

2.GYAKORLAT (4. oktatási hét) PÉLDA

Áramlástan feladatgyűjtemény. 4. gyakorlat Bernoulli-egyenlet

Az ExpertALERT szakértői rendszer által beazonosítható hibák felsorolása

ÖRVÉNYSZIVATTYÚ MÉRÉSE A berendezés

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény (A feladatok megoldásai a dokumentum végén találhatók)

1. feladat Összesen 21 pont

4/27/2016. Áramlási zajok

GÁZTURBINA FORGÓLAPÁT-KOSZORÚ ÉS A TURBINÁHOZ KÖZÖTTI RADIÁLIS RÉS HATÁ5A A TUR3INAF0K0ZAT HATÁSFOKÁRA

2. mérés Áramlási veszteségek mérése

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Hőszivattyúk - kompresszor technológiák Január 25. Lurdy Ház

Megnevezés. Térfogatáram

SZÁLLÍTÓ REPÜLŐGÉPEK GÁZTURBINÁS HAJTÓMŰVEI NYOMÁSVISZONYA NÖVELÉSÉNEK TERMIKUS PROBLÉMÁI

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Megnevezés. Térfogatáram

OPTIKA. Vékony lencsék, gömbtükrök. Dr. Seres István

Térfogatáram mérési módszerek 1.: Mérőperem - Sebességeloszlás (Pr)

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

TCDH-EXD. TCDH EXD sorozat

Villamos gépek tantárgy tételei

Henger körüli áramlás Henger körüli áramlás. Henger körüli áramlás. ρ 2. R z. R z. = 2c. c A. = 4c. c p. = c cos. y/r 1.5.

HANGSZIGETELT VENTILÁTOROK. CVTT ékszíjmeghajtású hangszigetelt ventilátor

ERŐVEL ZÁRÓ KÖTÉSEK (Vázlat)

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Egy nyíllövéses feladat

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

A LÉGCSATORNÁVAL KAPCSOLATOS MÍTOSZOK ÉS A FIZIKA

CXRT. CXTR centrifugális ventilátorok, F minősítéssel F

06A Furatok megmunkálása

Szabályozó áramlásmérővel

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

ahol m-schmid vagy geometriai tényező. A terhelőerő növekedésével a csúszó síkban fellép az un. kritikus csúsztató feszültség τ

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

Megnevezés. Térfogatáram

Egyenes mert nincs se kezdő se végpontja

F. F, <I> F,, F, <I> F,, F, <J> F F, <I> F,,

1. feladat. CAD alapjai c. tárgyból nappali tagozatú ipari formatervező szakos mérnök hallgatóknak

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

Tengelykapcsoló. 2018/2019 tavasz

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

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

Szabványos és nem szabványos beépített oltórendszerek, elméletgyakorlat

Dobozolt centrifugális ventilátor

Axiális átömlésű ventilátor lapátnyilazás és reverzálhatóság

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

OPTIKA. Ma sok mindenre fény derül! /Geometriai optika alapjai/ Dr. Seres István

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

-1- TITEK RUGALMAS TENGELYKAPCSOLÓK Miskolc, Kiss Ernő u telefon (46) fax (46)

Egyoldalról szívó centrifugális ventilátor típus MB

Átírás:

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 1 3. RADIÁLIS ÁTÖMLÉSŰ VENTILÁTOROK 3.1. Szerkezeti elemek B b b 1 D 1 D Szívókúp 3.1. ábra. Jellegzetes elemek és méretek [] nyomán Beszívó kúp: A járókerékbe érkező áramlás egyenletesítésére. Konfúzoros áramlás, a leválási zónák lefúvatása. Járókerék-lapátok: Lapátok pl. hegesztve vagy szegecselve az oldallapokhoz. Széles forgórészek esetén a lapátok elcsavarodásának ill. kihajlásának elkerülésére merevítés, pl. a kilépő élek összekötése gyűrűvel. Legtöbb esetben lemezlapát, különleges esetekben profilos lapátozások. 3.. ábra. Radiális ventilátor lapáttípusai []

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 A járókerék és beszívó kúp közötti rés: Általában nincs tömítve. Oka: kis nyomáskülönbségek, mérsékelt volumetrikus veszteség. (A tengely és a csigaház hátsó fala közötti rés: általában ez sincs tömítve. Tömítések különleges alkalmazásokban: mérgező gázokat szállító ventilátor: a szivattyúknál szokásos tömítések (tömszelence vagy ajakos tömítőgyűrű). Nagyobb átmérők: labirinttömítés.) Axiális rés (tompa illesztés) 3.3. ábra. A legegyszerűbb megoldás: a járókerék és szívókúp tompa illeszkedése. Szívókúp: lekerekítés után tengelyirányú érintővel végződik. Problémák: a rés nem körszimmetrikus. 1/ Az élek nem esnek a tengelyre merőleges síkba, így a rés tengelyirányú mérete a szívókúp meghatározott pontjában periodikusan változik. / A kör alakú élek eltérnek a pontos körtől, az átmérők különböznek, a körök excentrikusak (3.3. ábra: r méret). Ha a járókerék-előlap sajtolással készül, célszerű a hibák csökkentésére a szívókúp lekerekítését ugyanazzal a sajtolószerszámmal elkészíteni (3.3. ábra második része). Volumetrikus hatásfok romlása ellen: nagy p ö (nagy külső átmérő): keskenyebb rés. Pl. D = 500 mm a mm. D = 000 mm a 5 mm. A rés szélesedésével a hatásfok csökken. 3.3. ábra. Tompán illesztett álló- és forgórész [] Radiális rés 3.4. ábra. Kedvező hatása: a radiális résben kialakuló (volumetrikus veszteségnek megfelelő) beáramlás nagy impulzusú légsugara frissíti a befordulásnál jelentkező, vastagodásra ill. leválásra hajlamos határréteget. (A leválás elkerülésének haszna nagyobb, mint a volumetrikus veszteség kára.) Azért is előnyös, mert nagy hőmérsékletű közeg szállításánál a tengely axiális irányú hőtágulása nem változtatja meg a rés szabad keresztmetszetét. Elkészítése a tompa illesztésnél nagyobb pontosságot igényel. 3.4. ábra. A radiális rés és kedvező hatása [] nyomán

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 3 Axiális + radiális rés 3.5. ábra. Olyan nagy teljesítményű gépeknél, melyeknél az axiális elmozdulás (hőtágulás) jelentéktelen, a beömlési lekerekítés részben vagy egészben a szívókúpon lehet. A beáramló levegősugár határréteget frissítő hatása itt is jelentkezik. Szélsőséges változata: előrehajló lapátozású ventilátornál a befordulás teljes mértékben a szívókúpon (álló felületen) történik. 3.5. ábra. Axiális + radiális réskialakítások [] Elő- és hátlap: Sok esetben kúpos előlap: b 1 1.5 b, a növekvő sugár miatti lassulás ellensúlyozására. Gyártási egyszerűsítés: párhuzamos elő- és hátlap: b 1 = b. Csigaház: Méretezési elméleti háttere []: Kontinuitás: a csigaházban haladó közeg meridiánsebessége a sugárral fordítottan arányos, mivel a csigaházak csaknem kivétel nélkül párhuzamos oldalfalúak. Súrlódásmentes közeget feltételezve a perdület állandó (potenciálos áramlás), azaz az érintő irányú sebességkomponens is a sugárral fordítottan arányos. Fentiekből adódik, hogy az áramvonalak logaritmikus spirális alakúak. A csigaház kontúrjának az áramvonalak alakjához kell illeszkednie. A kiterjedt vizsgálatok szerint bár a csigaház kedvező alakjának fő trendje valóban spirális, az optimális alak eltér a logaritmikus spirálistól. Kedvezőnek bizonyult a 3.6. ábrán bemutatott konstrukció. Itt még figyelembe veendő, hogy általában 4 a / B 1. 1.8. A csigaház külön figyelmet érdemlő része az ún. nyelv, amely a járókerék és a csigaház közötti legkisebb méretnél jelentkezik. Az itt jelentkező leválás elkerülésére a nyelven lekerekítést alkalmaznak.

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 4 Bizonyos konstrukciókban a nyelvet beviszik a kilépő keresztmetszetbe (3.7. ábra). Ezáltal a nyelven szándékolt leválást idéznek elő. A leválási zóna diffúzorhatást eredményez a kilépő csonkban, amely kedvez a veszteségek csökkentésében. Azonban a zajkeltés fokozott. Általában a nyelv és a járókerék közötti rés csökkenésével a hatásfok javítható, azonban az egymásrahatás-zaj így jelentősen fokozódik. 3.6. ábra. Javasolt csigaház-konstrukció [] 3.7. ábra. A nyelv bevitele a kilépő keresztmetszetbe 3.. A járókerék-lapátozás jellegzetességei A járókerékben kialakuló áramlás sajátosságai: Abszolút (álló) rendszerből figyelve az áramlás instacionárius, relatív (együttforgó) rendszerből figyelve stacionárius. Ideális (súrlódásmentes) esetben az abszolút áramlás örvénymentes (Thomson-tétel), a relatív áramlás örvényes.

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 5 Végtelen sok, végtelen vékony lapátot feltételezve az áramvonalak párhuzamosak a lapátok vonalával. Véges lapátszám esetén az áramvonalak alakja eltér a lapátok alakjától. Ez azonban a lapátműködés szükségszerű következménye. Csak akkor lesz a lapát két oldalán nyomáskülönbség, ha a lapátok középvonala ívelt az átlagos (zavartalan) áramvonalhoz képest, mint ahogy a repülőgépszárny középvonala is ívelt a relatív légáramlás egyenes áramvonalaihoz képest (3.8. ábra). A belépő sebesség perdületmentesnek tekinthető (előperdítő hiányában). A meridiánsebességet (radiális sebesség) a kontinuitás szabja meg: q V = D 1 π b 1 v 1r = D π b v r (3.1) 3.8. ábra. Radiális ventilátor lapátjának íveltsége [] 3.3. A lapátozás típusai Eltérítési szög w u v u v m w β u v u v m v D / v v m1 =v 1 D 1 / ω β 1 v m1=v 1 3.9. ábra. Sebességi háromszögek hátrahajló lapátozásnál

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 6 Eltérítési szög w v u v u v m w u u v m v D / β =90 v v m1 =v 1 D 1 / ω β: áramlási szög β 1 v m1=v 1 3.10. ábra. Sebességi háromszögek radiális lapátozásnál Eltérítési szög w u v u v v m D / w β u v u v v m v m1 =v 1 D 1 / ω β: áramlási szög β 1 v m1=v 1 3.11. ábra. Sebességi háromszögek előrehajló lapátozásnál Hogyan dönthető el szemrevételezéssel, milyen lapátozásról van szó? A házba benézve a kilépő élek alapján rögtön eldönthető, ha radiális lapátozásról van szó. A forgásiránytól függően a lapátozás lehet hátrahajló vagy előrehajló! Háromfázisú motort rendellenesség, bekötési hiba folytán két fázissal táplálva forgásirányváltás lép fel a tervezetthez képest. Ettől még az előrehajló lapátozású gép a normálisnak

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 7 megfelelő irányba fog szállítani, de az elvártnál kisebb össznyomás-növekedést és térfogatáramot produkál. További információt a lapátozásról normális forgásirány mellett geometriai ismérvek szolgáltatnak: EH lapátozás: kisebb húrhossz EH lapátozás: jelentősen nagyobb lapátszám EH: az elő- és hátlap mindig párhuzamos EH: mindig körív-lemezlapát. Optimalizálható, de gyártástechnológiai egyszerűsítés. Megnevezés Hátrahajló lapátozású járókerék Átmérőviszony D / D 1 1.3 1.8 1.1 1.3 Lapátszám N 6-1 5-48 Lapátszélesség b 1 / b 1.0 1.5 1.0 Előrehajló lapátozású járókerék 3.4. Lapátműködés Végtelen vékony lapát feltételezése. Domború és homorú lapátoldalak: 3.1 ábra. w h w d v d v h u 1 3.1. ábra. v = w + u (3.a) rot v = rot w + rot u = rot w + ω (3.b) Bernoulli-egyenletek a belépés előtti 1 pont valamint a domború és homorú lapátoldali pontok közötti áramvonalon: ρ p1 + w1 + ρu 1 = p d ρ + w d + ρu d (3.3a)

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 8 ρ p1 + w1 + ρu 1 = p h ρ + w h + ρu h (3.3b) Itt kihasználtuk a Thomson-tételt, miszerint ha nyugvó légtérből szív a gép, az abszolút áramlás a súrlódás elhanyagolása esetén a lapátcsatornában is potenciálos (örvénymentes) marad: rot v = 0 = rot w + ω rot w = ω (3.4a) Ezáltal w rot v = w ω = g (3.4b) Coriolis És így a vonatkozó vonalintegrálok kiejtik egymást. A (3.3) egyenleteket kivonva egymásból és figyelembe véve, hogy az U d és U h centrifugális erőtér-potenciálok a megegyező sugár miatt kiejtik egymást, átrendezés után a következőt kapjuk: ( w w ) ρ pd ph = h d (3.5) A lapát működéséből adódóan a domború (nyomott) oldalon a nyomás nagyobb, mint a homorú (szívott oldalon): p d > ph, amelyből következik, hogy w h > wd. Vagyis a lapát sebességugrást hoz létre szingularitásként viselkedik, és ez a sebességugrás megjelenik az abszolút sebességtérben is. Következésképpen a lapát körüli cirkuláció Γ = vds l (3.6) zérustól különböző kell hogy legyen. Az Euler-turbinaegyenlet értelmében az ideális össznyomás-növekedés [3]: p öid ( v u v ) = ρ (1.9) 1u1 A lapátcirkuláció és az ideális össznyomás-növekedés között szoros kapcsolat áll fenn. Γ l 3.13. ábra. Járjuk körbe a lapátokat és a külső kerületet a 3.13 ábra szerinti zárt görbével. A felületelemvektorok irányítását és a görbe ábra szerinti körüljárását a jobbkéz-szabály rendeli össze. A Stokes-tétel értelmében

Dr. Vad János: Ipari légtechnika BMEGEÁTMOD3 9 w ds = rotwda (3.7) Azaz ( r π ) w u rπ NΓl = ω NA l (3.8) Vegyük figyelembe, hogy wu = u vu, és hanyagoljuk el a lapátok vastagságát a külső kör területéhez képest. Így a (3.8) egyenletből u r π + v u r π NΓl = ωr π (3.9a) Adódik, de a bal oldal első tagja és a jobb oldal kiejti egymást, így v u rπ = NΓ l (3.9b) Szorozva mindkét oldalt ρω/π-vel: ρω pöid = ρu vu = NΓ l (3.10) π Vagyis ahhoz, hogy a lapátozás össznyomás-növekedést hozzon létre, a lapátok körül cirkulációnak kell megvalósulnia. 3.5. A lapáttervezés fejlődésének lépései A/ Alaptervezés: feltételből kiindulva: A kontinuitásnak teljesülnie kell, ez megszabja a meridiánsebességeket előírt térfogatáram, átmérők és járókerék-szélesség esetén Az Euler-turbinaegyenlet és feltételezett hidraulikai hatásfok alapján választott fordulatszám és átmérők esetén számítható, hogy az előírt össznyomás-növekedés milyen tangenciális sebességek mellett valósul meg Fentiekből a be- és kilépő sebességi háromszögek szerkeszthetőek, és a be- és kilépő relatív sebességekkel párhuzamosan előírható a lapátok be- és kilépő élének érintője B/ Az alaptervezés közelítő jellege és a véges lapátszám miatt tapasztalati korrekciókat alkalmaztak C/ A lapátokat szingularitásokként felfogva, kísérletekkel alátámasztva optimalizálható a cirkuláció a lapát húrja mentén is, előírt Γl és maximális hatásfok érdekében ( szingularitások módszere ). A korábbiakhoz képest kb. 10 % hatásfok-javulás volt elérhető. D/ A súrlódás hatásának figyelembe vétele határréteg-modellekkel E/ Jelenlegi gyakorlat: CFD alapú tervezés