Законите за вентилатора -, наричани още закони за афинитета на вентилатора -, предоставят практичен начин за оценка на това как един промишлен вентилатор може да работи, когато скоростта на въртене, плътността на въздуха или размерът на геометрично подобен вентилатор се променят. Това ръководство обяснява формулите, стъпките за изчисление, техническите ограничения и рисковете, свързани с-захранването на двигателя, които купувачите трябва да проверят, преди да променят скоростта или честотата на вентилатора.
Получете поддръжка за избор на фен Прочетете ръководството за кривата на производителността на вентилатора
Три закона за вентилатори за промени в скоростта
За същия вентилатор, работещ с приблизително същата плътност на газа и в рамките на стабилен диапазон на производителност:
Важно:В тези уравнения мощността означава погълнатата мощност на вала на вентилатора в работната точка - не автоматично номиналната табела на двигателя. Ефективността на двигателя, загубите на задвижване и маржът на безопасност трябва да бъдат прегледани отделно.
Инженерно внимание:Законите за феновете са скрининг изчисления. Те не трябва да заместват тествана крива на ефективността на вентилатора, преглед на-мощността на двигателя, проверка на механичната-скорост или окончателно потвърждение от производителя.
Какво представляват законите за индустриалните вентилатори?
Законите за вентилатора са пропорционални отношения, използвани за прогнозиране на промените във въздушния поток, налягането и мощността, когато едно известно състояние на вентилатора се промени с друго подобно състояние. Те се използват широко за предварителни проверки, включващи скорост на вентилатора, работа с променлива-честота, плътност на въздуха и геометрично подобни размери на вентилатора.
Законите не заместват изпитана крива на вентилатора. Те оценяват как известна точка на ефективност или крива може да се промени. Действителната работна точка все още зависи от свързаната тръбна система, филтри, амортисьори, прахоуловител, входни условия и съпротивление на изпускане.
Поради това купувачите трябва да използват изчисленията по закон-на вентилатора като инженерен инструмент за проверка, след което да проверят резултата спрямо данните за производителността на производителя, капацитета на двигателя, ограничението на механичната скорост и действителните системни изисквания.
Ако за първи път преглеждате структурата на центробежен вентилатор, посоката на въздушния поток и основните компоненти, започнете сКакво е центробежен вентилатор?преди да приложите изчисленията по-закона на феновете.
Необходими условия преди прилагане на формулите
Оценките за -закона на вентилатора са най-полезни, когато сравнението остава физически подобно и вентилаторът остава в рамките на стабилен работен диапазон.
Символи, използвани в изчисленията по-закона на феновете
| Символ | Смисъл | Типични единици | Бележка за избор |
|---|---|---|---|
| Q | Обемен въздушен поток | m³/h, m³/s, CFM | Поддържайте единиците последователни между условие 1 и условие 2. |
| Δp | Повишаване на налягането на вентилатора | Pa, kPa, инча wg | Не смесвайте статично налягане и общо налягане в едно сравнение. |
| N | Скорост на въртене | об/мин | Използвайте действителните обороти на вентилатора, а не само номиналната скорост на синхронния двигател. |
| P | Погълната мощност на вала на вентилатора | kW, к.с | Сравнете с наличния капацитет на двигателя и задвижването след изчислението. |
| D | Характерен диаметър на работното колело | mm, m, in. | Законите за диаметъра изискват геометрично подобни конструкции на вентилатори. |
| ρ | Плътност на газа | kg/m³ | Влияе се от температура, надморска височина, налягане и газов състав. |
Долен индекс 1 показва известното работно състояние. Долен индекс 2 показва предложеното или изчислено условие.
Да приемем, че първоначалните стойности са измерени или взети от валидна крива на ефективността при същата плътност на газа.
| Параметър | Оригинален | Изчислено | Относителна промяна |
|---|---|---|---|
| Скорост | 1450 об/мин | 1160 об/мин | −20% |
| Въздушен поток | 20,000 m³/h | 16,000 m³/h | −20% |
| Общо налягане | 2000 Pa | 1,280 Pa | −36% |
| Погълната мощност на вала | 18,5 kW | 9,47 kW | −48.8% |
Инженерно заключение:Намаляването на скоростта може значително да намали абсорбираната мощност, но наличното налягане също пада по-бързо от въздушния поток. Системата може вече да не преодолява съпротивлението на филтъра, канала или процеса, дори когато изчисленият въздушен поток изглежда приемлив.
Защо увеличаването на скоростта създава риск-за мощността на двигателя
Сега увеличете същия вентилатор от 1450 rpm на 1600 rpm. Скоростното съотношение е приблизително 1,103.
Преди да увеличите скоростта на вентилатора, проверете кривата на погълната-мощност, експлоатационния запас на двигателя, максималната безопасна скорост на работното колело, напрежението на вала, номиналната стойност на лагера, ограничението на ремъка или съединителя, състоянието на вибрациите, шума и новата работна точка. Увеличаването на честотата или смяната на макари без този преглед може да претовари двигателя или да създаде механичен риск за безопасността.
50 Hz, 60 Hz и работа с променлива-честота
Електрическата честота влияе върху скоростта на двигателя, но действителните обороти на вентилатора също зависят от полюсите на двигателя, приплъзването, съотношението на задвижване и настройките на VFD. Прегледайте действителните RPM, вместо да използвате само честотата.
20% увеличение на скоростта не означава само 20% увеличение на мощността
Ако действителната скорост на вентилатора се повиши в същото съотношение 50 към 60:
Вентилатор, избран за работа на 50 Hz, не трябва да се приема, че е подходящ за работа на 60 Hz без преглед на мощността на двигателя, кривата на вентилатора и механичните ограничения на скоростта.
Намаляването на скоростта на VFD често е полезно, тъй като абсорбираната мощност може да спадне бързо. Следното обаче все още изисква преглед:
Как диаметърът на работното колело променя производителността на вентилатора
За семейство от геометрично подобни вентилатори, работещи с еднаква скорост и плътност, идеалните отношения на подобие могат да се използват за първоначално сравнение.
Когато съществуващо колело е подрязано в същата обвивка, ширината на изходящия отвор, геометрията на острието, входната хлабина и връзката на обвивката може да не се променят пропорционално. Ефективността и формата на кривата също могат да се променят. Използвайте повторно изчисление на производителя, ревизирани данни за ефективността или тестване за крайния резултат.
Висока температура, надморска височина и плътност на газа
При същата скорост на вентилатора и обемен поток, по-ниската плътност на газа обикновено намалява развитото налягане и абсорбираната мощност. Горещият газ е с по-малка плътност от въздуха с нормална-температура, докато надморската височина също променя плътността на въздуха.
За просто сравнение на плътността при непроменена скорост и геометрия на вентилатора:
Имате нужда от-температурен пример за корекция на плътността? Вижте как температурата на газа променя плътността на въздуха, налягането на вентилатора и абсорбираната мощност в нашето подробно инженерно ръководство.
Как температурата на газа влияе върху производителността на промишления вентилатор →За по-високи съотношения на налягане, свиваемостта на газа може да изисква по-сложно изчисление, а не най-простата корекция на плътността.
Законите за феновете изместват кривата на вентилаторите - Те не определят системата сами по себе си
Действителният въздушен поток се определя там, където се пресичат кривата на вентилатора и кривата на съпротивлението на системата. Изчисленото увеличение на въздушния поток от 20% не е гарантирано, ако свързаната система, положението на клапата, състоянието на филтъра или разположението на входа променят работната точка.
Показва ефективността на налягането-на въздушния поток на вентилатора при заявени скорост, диаметър и състояние на газа.
Представлява налягането, необходимо за придвижване на различни скорости на въздушния поток през канали, колена, филтри и оборудване.
Пресечната точка на кривата на вентилатора и кривата на системата е действителната работна точка, която трябва да удовлетворява процеса.
Как да прочетете крива на производителността на вентилатора Статично налягане срещу общо налягане
Често срещани грешки при изчисление-закона на феновете
Къде се използват законите на феновете в реални проекти
Едни и същи формули могат да поддържат различни решения, но всяко приложение има допълнителни ограничения за процес и безопасност.
Необходима информация преди преизчисляване на производителността на вентилатора
| Необходима информация | Защо е необходимо | Пример |
|---|---|---|
| Съществуващ модел и крива на вентилатора | Осигурява проверената начална точка. | Модел, диаметър на работното колело, крива |
| Текущ въздушен поток и налягане | Определя текущата работна точка. | 20 000 m³/h при 2 000 Pa |
| Текущи и предложени RPM | Определя съотношението на скоростта. | 1450 rpm до 1160 rpm |
| Данни за двигателя и задвижването | Проверява границите на претоварване и предаване. | kW, напрежение, честота, колан или съединител |
| Температура и плътност на газа | Коригира налягането и мощността за реални газови условия. | 20 градуса въздух или 180 градуса димни газове |
| Целева дежурна точка | Потвърждава дали преизчисленият вентилатор отговаря на процеса. | Необходим въздушен поток, налягане и време за работа |
Инженерни основи за избор на вентилатор
Често задавани въпроси относно законите за феновете
Кои са трите основни закона за феновете?
За същия вентилатор и подобни газови условия, въздушният поток се променя директно със скоростта, налягането се променя със скоростта на квадрат, а абсорбираната мощност на вала се променя с кубическа скорост.
Удвояването на скоростта на вентилатора удвоява ли въздушния поток?
Идеалната оценка на въздушния поток се удвоява, но налягането се повишава приблизително четири пъти, а абсорбираната мощност приблизително осем пъти. На практика механичните ограничения и капацитетът на двигателя обикновено предотвратяват такава промяна.
Може ли VFD да увеличи въздушния поток на индустриалния вентилатор?
VFD може да увеличи скоростта на вентилатора само когато моторът, колелото на вентилатора, валът, лагерите и задвижването са подходящи за по-високи обороти и произтичащата от това абсорбирана мощност. Съпротивлението на системата също трябва да се провери.
Може ли 50 Hz вентилатор да работи директно на 60 Hz?
Не трябва да се приема за подходящо. Ако действителната скорост се повиши с около 20%, идеалната оценка на абсорбираната-мощност се покачва с около 72,8%. Моторът, кривата на производителност и ограничението на механичната скорост трябва да бъдат прегледани.
Законите за вентилаторите важат ли за центробежни и аксиални вентилатори?
Принципите на подобие се използват и за двата типа вентилатори, при условие че сравнението остава физически подобно и вентилаторът работи в стабилен диапазон на производителност.
Точни ли са законите за вентилатора след подрязване на работно колело?
Те могат да предоставят първоначална оценка, но подрязването на съществуващо колело в същия корпус не винаги е геометрично подобно. Крайната ефективност трябва да бъде преизчислена или проверена с данни на производителя.
Защо въздушният поток на обекта се различава от изчислението-по закон на вентилатора?
Действителната работна точка зависи от съпротивлението на системата, изтичането на канала, препятствията на входа, състоянието на филтъра, посоката на въртене, хлабините и механичното състояние. Законите за феновете не заместват диагностиката на сайта.
Изпратете съществуващия модел на вентилатора, крива, въздушен поток, налягане, RPM, данни за двигателя, температура на газа и целева работна точка. QIYUE FAN ще прегледа предварителното изчисление и подходящата посока на конфигурация.
Изпращане на оперативни данни Контакт чрез WhatsApp Преглед на продуктовия каталог
QIYUE FAN CO., LTD. · Производител на промишлени вентилатори · Имейл: sales@qiyuefan.com · WhatsApp: +86 156 5330 5981