Bơm quạt máy nén chương 4 tính toán và chọn lựa quạt trong thực tế

Présentation PowerPoint Chương 4 TÍNH TOÁN CHỌN LỰA QUẠT TRONG THỰC TẾ 4 1 Tổng quan và phân loại quạt 4 2 Các thông số của quạt Lưu lượng, Cột áp, Công suất, Hiệu suất, Đường đặc tính, Điểm làm việc 4 3 Tổn thất áp suất của hệ thống – Lựa chọn quạt Người soạn TS Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 12021 p 1 4 1 Tổng quan và phân loại quạt Người soạn TS Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 12021 p 2  Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển chất khí từ nơi này sang nơi khác  Được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực khác n.

Chương 4 : TÍNH TOÁN & CHỌN LỰA QUẠT

TRONG THỰC TẾ

4.1 Tổng quan và phân loại quạt

4.2 Các thông số của quạt: Lưu lượng, Cột áp,

Công suất, Hiệu suất, Đường đặc tính, Điểm làm việc

4.3 Tổn thất áp suất của hệ thống – Lựa chọn quạt

4.1 Tổng quan và phân loại quạt

 Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển chất khí từ nơi này

sang nơi khác

 Được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như

thông gió nhà xưởng, chuồng trại, trong hệ thống điều hoà không khí, trong các hệ thống máy sấy, vv…

 Quạt thường chia thành 2 loại chính: quạt ly tâm (LT) và

quạt hướng trục (HT).

 Do chất khí hầu như nén rất ít trong hệ thống quạt –

đường ống  tính toán tương tự như BƠM!

Một số ứng dụng của quạt trong thực tế

Thông gió – giải nhiệt trong nhà xưởng

Hút khói, khí thải từ

lò hơi, lò nung…

Đối lưu không khí trong nhà kính

Thông gió tầng

hầm

Quạt tăng áp cầu thang thoát hiểm

Quạt hút khói cháy

khi hỏa hoạn

Hệ thống cấp gió lạnh và hút gió hồi trong ĐHKK

Quạt ly tâm: Centrifugal fan

Một số dạng rotor của quạt ly tâm

Các thông số kích thước hình học của quạt ly tâm

Tính chất quạt ly tâm:

 Ưu điểm: quạt ly tâm

– Hiệu suất cao – Có nhiều dạng cánh khác nhau đáp ứng tùy theo yêu cầu sử dụng

Quạt hướng trục: Axial fan

Các thông số kích thước hình học của quạt hướng trục

Tính chất quạt hướng trục:

 Ưu điểm: quạt hướng trục

– Lưu lượng lớn, – Nhỏ gọn dễ lắp đặt

 Nhược điểm:

– Độ ồn cao – Hiệu suất thấp hơn so với quạt LT cùng cỡ

4.2 Các thông số của quạt: Lưu lượng, Cột áp,

Công suất, Hiệu suất, Đường đặc tính,

Điểm làm việc

Các thông số cơ bản của Quạt:

N

N



h

Ví dụ 4.1 : Ý nghĩa hiệu suất quạt

Với quạt hiệu suất thấp sẽ tốn thêm chi phí năng lượng

1 Lưu lượng Q (m3/s)

2 Cột áp D p (Pa)

  Pa g

H

p  

D Với H (m) là độ cao mà quạt có thể

nâng chất khí lên được

H =

Trong đó h (m) là tổng tổn thất (m)

trong đường ống từ I đến II

Δp = Δp tĩnh + Δp động

Với: Δp tĩnh = (ps2 –ps1) Δp động = (v22 – v12) ρ/ 2

v - vận tốc khí tại 2 điểm đo, m2/s

 - Khối lượng riêng của khí, kg/m3 ; (không khí ở điều kiện

chuẩn là 1,28 kg/m3)

Δp : chênh áp của dòng khí ở trước và sau quạt

Ống dẫn không khí với lưu lượng L = 4000 m3/h đường kính trong của ống d = 500 mm, hãy xác định áp suất động của dòng khí trong ống nếu biết không khí trong ống có khối lượng riêng là 1,2 kg/m3

Giải :

s

m d

L

5 , 0

* 3600

4000

*

4 4

* 2 , 1 2

 Áp lực động (PV) đo bằng cách sử dụng ống pitot, là hiệu giữa áp

Điểm đo tổng

áp lực

Ví dụ 4.3 : (Áp dụng tính toán như bơm cánh dẫn)

Quạt ly tâm có:

Đáp số: 0,218 mH 2 O

Ví dụ 4.4 : (Áp dụng tính toán như bơm cánh dẫn)

Đường đặc tính quạt: thay đổi theo kiểu cánh

Types of blades used in centrifugal fans:

• Forward multi-blade (Cánh cong về trước)

• Backward (Cánh cong về sau)

• Straight (Cánh thẳng hướng tâm)

Đường đặc tính một số loại quạt:

• Centrifugal fans with forwarded blades are suited for application with

higher air flow volumes and pressures

• Axial propeller fans are more suited for applications with lower

Đặc tính quạt với cánh hướng về sau:

 High efficiency, low energy consumption , changing in pressure

have little influence on air volume

 Low noise emission, stable in parallel running.

Đặc tính quạt với cánh hướng về trước:

 Valley (có vùng lõm) * Áp suất động lớn

 Low efficiency, small dimensions , changing in pressure have

Đặc tính quạt hướng trục:

 Phạm vi điều chỉnh hẹp

 Công suất tăng khi giảm thiểu lưu lượng

Lưu ý công suất 2 loại quạt

Đặc tính quạt:

 Vùng ổn định &

 Vùng không ổn định  Vùng làm việc hợp lý

Ví dụ 4.5:

Điểm làm việc của hệ thống quạt

Các phương pháp điều chỉnh quạt

4.3 Tổn thất áp suất của hệ thống – Lựa chọn quạt

 Áp suất toàn phần của khí sau đó giảm dần cho đến khi ra

 Có 2 loại tổn thất áp suất trong ống:

1 Tổn thất áp suất do MA SÁT:

Trong đó ,

e  0.1 mm với ống tôn

Lưu ý : Nếu nhiệt độ dòng không khí trong ống khác 20oC

 phải tra Bảng để xác định HỆ SỐ HIỆU CHỈNH NHIỆT ĐỘ h

Xác định tổn thất áp suất do ma sát trên đoạn ống thẳng có tiết diệnhình tròn d = 200mm, lưu lượng không khí trong ống L = 900 m3/h,ống dài l = 10m (Ống bằng tôn, nhiệt độ không khí 20oC)

2 Tổn thất áp suất do SỨC CẢN CỤC BỘ :

Gây ra bởi sự VA CHẠM của không khí với các CHƯỚNG NGẠI

CỤC BỘ trên đoạn ống, ví dụ:

 Khi qua NGẢ BA, NGÃ TƯ, vv… , MIỆNG THỔI, MIỆNG HÚT,

vv…  đây là nhóm có lưu lượng thay đổi trước và sau vật

cản

 Khi qua NGÃ RẼ, NGOẶT, ỐNG THẮT NHỎ ĐỘT NGỘT, vv… ,

 đây là nhóm có lưu lượng không đổi trước và sau vật cản

Công thức tính Tổn thất áp suất do SỨC CẢN CỤC BỘ:

)

( 2

2

Pa p

 pđ (Pa) là áp suất động của dòng khí đi qua chướng ngại vật

Một số bảng tra HỆ SỐ SỨC CẢN CỤC BỘ  :

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI GIÓ

 Tiến hành sau khi đã xác định LƯU LƯỢNG KK đến

từng miệng thổi (hoặc miệng hút)

Vẽ sơ đồ hệ thống ống : ghi chiều dài, lưu lượng không khí tại từng nhánh ống

Xác định tuyến ống dẫn CHÍNH : thường là tuyến

xuất phát từ gốc đến nhánh xa nhất (dự kiến có

tổn thất áp suất lớn nhất)

 Đánh số thứ tự đoạn ống chính theo chiều từ

ngọn về gốc và tiến hành tính toán theo thứ tự này

Ví dụ: theo sơ đồ hệ thống phân phối gió, tuyến ống chính

được chọn là 1-2-3-4-5

Sau khi tính toán xong TỔNG TỔN THẤT ÁP

QUẠT

 Các bước tính toán cho tuyến ống chính:

1 Xác định lưu lượng, chiều dài từng đoạn ống

2 Đánh số thứ tự các đoạn của tuyến ống chính (theo chiều

từ ngọn (nơi có lưu lượng nhỏ nhất) về gốc

+ L (m3/s): lưu lượng không khí trên đoạn ống đang xét

+ v (m/s): vận tốc không khí trên đoạn ống đang xét

4 Xác định vận tốc KK thực tế trong ống

) /

( m s f

L v

te thuc

te thuc 

5 Xác định tổn thất áp suất do ma sát cho từng đoạn ống

6 Xác định các tổn thất áp suất cục bộ cho từng đoạn ống

)

( 2

2

Pa p

 pđ (Pa) là áp suất động của dòng khí đi qua chướng ngại vật

7 Xác định tổng tổn thất áp suất cho cả tuyến ống chính

)

(Pa

P P

P

Pht   D ms   D cb   D TBD

 Với là tổng tổn thất áp suất gây ra bởi sự lắp đặt các thiết bị trong hệ thống phân phối gió như: cửa lấy gió, bộ lọc bụi, thiết bị làm lạnh, vv…

 Các giá trị D PTB tra từ Bảng phụ lục các Tài liệu tham khảo

)

(Pa

PTB

D

8 Tính công suất QUẠT và động cơ điện kéo quạt

)

(W

P L

 là tổng tổn thất áp suất của toàn hệ thống

 Công suất động cơ điện kéo quạt:

)

(W

K

N N

tđ

quat

đc  

h

 là hệ số truyền động phụ thuộc vào cách nối quạt vào

động cơ điện Khi nối đồng trục = 0,95-0,98; khi nối đai

phẳng = 0,85-0,9; khi nối đai hình thang

= 0,9 – 0,95

 K là hệ số dự trữ công suất động cơ

Ví dụ 4.8:

-Hết Chương 4