tlak před clonou [ Pa ]

OBSAH

SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ ... 1

1. ÚVOD DO TÉMATIKY VENTILÁTOR^Ů ... 3

1.1. ZÁKLADNÍ ROZDĚLENÍ VENTILÁTORŮ ... 4

1.2 ROZDĚLENÍ VENTILÁTORŮ ZHLEDISKA POČTU STUPŇŮ ... 5

1.3. ROZDĚLENÍ VENTILÁTORŮ ZHLEDISKA CELKOVÉHO TLAKU VENTILÁTORU ... 6

1.4. ROZDĚLENÍ VENTILÁTORŮ PODLE DRUHU POHONU ... 6

1.5. ROZDĚLENÍ PODLE ZPŮSOBU SPOJENÍ ROTORU ... 7

1.6. ROZDĚLENÍ PODLE OSY ROTORU VENTILÁTORU ... 7

1.7. AXIÁLNÍ VENTILÁTORY ... 7

1.7.1 AXIÁLNÍ PŘETLAKOVÝ VENTILÁTOR ... 8

1.7.2 AXIÁLNÍ ROVNOTLAKÝ VENTILÁTOR ... 8

1.8. RADIÁLNÍ VENTILÁTOR ... 9

1.9. VÍCESTUPŇOVÉ VENTILÁTORY ... 11

1.10. ROZDĚLENÍ PODLE VYUŽITÍ:... 11

1.11. DIAGONÁLNÍ VENTILÁTOR ... 11

1.12. DIAMETRÁLNÍ VENTILÁTOR ... 13

1.13. ROZVÁDĚCÍ ÚSTROJÍ ... 14

1.14. SACÍ KOMORA ... 14

1.15. REGULACE ŠKRCENÍM ... 15

2. POPIS VENTILÁTOROVÉ TRATĚ... 17

2.1. VENTILÁTOROVÁ TRAŤ RADIÁLNÍHO VENTILÁTORU ... 17

2.2. SACÍ ÚSTROJÍ ... 18

2.3. RADIÁLNÍ VENTILÁTOR ... 19

2.4. POTRUBÍ A THOMASŮV VÁLEC ... 19

2.5. CLONA A ŠKRTICÍ VENTIL ... 20

2.6. ASYNCHRONNÍ MOTOR ... 21

2.7. MĚŘICÍ PŘÍSTROJE ... 22

2.8. FREKVENČNÍ MĚNIČ SIEMENSMICROMASTER440 ... 22

2.9. TLAKOMĚRY HYDROSTATICKÉ ... 22

2.10. MĚŘENÍ POMOCÍ RYCHLOSTNÍHO PROFILU PITOTOVOU TRUBICÍ ... 23

2.11. TEPLOMĚR TYČINKOVÝ RTUŤOVÝ ... 24

2.12. BAROMETRICKÝ TLAK ... 24

2.13. RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU ... 24

3. POSTUP MĚŘENÍ NA RADIÁLNÍM VENTILÁTORU ... 25

4. MĚŘENÍ NA RADIÁLNÍM VENTILÁTORU ... 26

5. VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ NA RADIÁLNÍM VENTILÁTORU ... 30

5.1. CHARAKTERISTIKA VENTILÁTORU ... 30

5.2. ROZDÍL MEZI MIKROMANOMETREM A U-MANOMETREM PŘI OTÁČKÁCH 3000/MIN ... 31

6. ZÁVĚR K MĚŘENÍ CHARAKTERISTIKY RADIÁLNÍHO VENTILÁTORU ... 31

7. NÁVRH LABORATORNÍHO MĚŘENÍ NA ODSTŘEDIVÉM VENTILÁTORU ... 32

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY: ... 34

SEZNAM PŘÍLOH... 36

Seznam použitých symbolů

Značka Název Jednotky

_

tlak před clonou [ Pa ]

_

barometrický tlak [ Pa ]



_

údaj odečtený na příslušném kapalinovém tlakoměru [ m ]

y poměr sklonu kapalinového sloupce [ 1 ]



měrná hustota tlakové kapaliny při teplotě okolí [ kg*m

^-3

]

g

_n

tíhové zrychlení [ m*s

^-2

]

∆

_

rozdíl tlaků před a za clonou [ Pa ]



_∆

údaj odečtený na příslušném kapalinovém tlakoměru [ m ]

∆

_

/

_

relativní rozdíl tlaků na cloně [1]

m poměr zúžení [ 1 ]

d vnitřní průměr dýzy [ m ]

D vnitřní průměr potrubí [ m ]

 expanzní součinitel [ 1 ]

úhrnný součinitel průtoku [ 1 ]

n otáčky ventilátoru [ ot/min ]



_

měrná hmotnost vlhkého vzduchu [kg*m

^-3

]

" parciální tlak par [N*m

^-2

]

 relativní vlhkost vzduchu [ 1 ]



_

absolutní teplota vzduchu před clonou [K]



_

měrná plynová konstanta suchého vzduchu [J*kg

^-1

* K

^-1

]



_

měrná plynová konstanta vodní páry [J*kg

^-1

* K

^-1

]



_

objemový průtok [m

³

*s

^-1

]



_

hmotnostní průtok [kg*s

^-1

]



_

příkon ventilátoru [W]



_

krouticí moment [N*m]



_

celková účinnost ventilátoru [%]



_

výkon pohonu ventilátoru (motoru) [W]

1. Úvod do tématiky ventilátorů

Ventilátory řadíme do skupiny strojů rotačních a lopatkových. Slouží nám k dopravě stlačovaného plynu. U ventilátorů můžeme říci, že stlačení je daleko menší než například u turbokompresorů, které patří do stejné skupiny jako ventilátory. Hlavní náplní práce ventilátoru je dopravování vzdušin. [1]

V průtočné části ventilátoru předává oběžné kolo dopravovanému mediu mechanickou energii, jehož zdrojem energie je pohon a ten bývá zajištěn elektromotorem. Elektromotor je uveden v popisu ventilátorové trati. Ventilátorem dopravované medium je stlačitelné.

Stlačení 1,03 media při průchodu ventilátorem se nazývá izochorická změna a větší stlačení média se označuje jako změna adiabatická. [1]

Hodnota celkového tlaku ventilátoru ∆

_

je charakterizována jeho velikostí, tj. rozměry oběžného kola d

2,

otáčkami n, měrnou hmotností 

_

a měrným průtokem media ventilátorem 

_

.

Mechanickou energii předanou pohybujícímu se vzduchu je možno si představit jako ekvivalent práce, kterou by vykonal píst o ploše S pohybující se ve válcovém potrubí proti stálému přetlaku ∆
při přemístění pístu podél potrubí o délce l za dobu . Odpovídající výkon je možno vyjádřit výrazem: [1]

 

^∆

[W] (1.1)

Upravením tohoto vztahu dostaneme vzorec pro vyjádření vzduchového výkonu ventilátoru P

v

, při zanedbání stlačitelnosti:



_

 

_

 ∆

_

[W] (1.2)



_

[m

³

*s

^-1

]…objemový průtok,

∆

_

[Pa]……rozdíl tlaků před a za clonou.

Protože s účinností ventilátoru jsou spojeny vnitřní ztráty ve ventilátoru, je přírůstek

energie jednotkového objemu vzdušiny po průchodu ventilátorem menší než energie

přivedená ventilátoru pro dopravu tohoto objemu vzdušiny (dále jen media). Poměr těchto

energii se nazývá celkovou účinnosti ventilátoru 

_

a charakterizuje aerodynamickou jakost

ventilátoru. Účinnosti ventilátoru media se stanoví ze vztahu:

[W]……výkon elektromotoru ventilátoru.

1.1. Základní rozdě

Při klasifikaci ventilátorů v jeho meridiánové rovině

- axiální - radiální - diagonální - diametrální

Axiální ventilátory kola přibližně rovnobě v meridiánové rovině přibližn

Axiální ventilátor (

(2), pláště (3) a elektromotoru (4). Potrubní provedení axiálních ventilátor přírubami (5). [8]

Obr. 1.1.1. Axiální ventilátor

Radiální ventilátory přibližně rovnoběžnou s oběžným kolem prochází p ventilátoru (Obr. 1.1.2) skříň (4) a elektromotor (5).

innosti ventilátoru při zanedbatelném vlivu stlačite e stanoví ze vztahu: [1]

……výkon elektromotoru ventilátoru.

Základní rozdělení ventilátorů

ifikaci ventilátorů je základním hlediskem směr průtoku media ob rovině. Podle toho je možno rozdělit ventilátory na:

Axiální ventilátory mají meridiánovou rychlost média na vstupu i výstupu ob rovnoběžnou s osou jeho rotace. Médium prochází ob

ě přibližně v axiálním směru. [8]

(Obr. 1.1.1) se skládá zpravidla z rotoru (1) s ob elektromotoru (4). Potrubní provedení axiálních ventilátor

Obr. 1.1.1. Axiální ventilátor [8]

Radiální ventilátory mají meridiánovou rychlost média na vstupu do ob žnou s osou jeho rotace a na výstupu přibližně kolmou k kolem prochází přibližně v radiálním směru. Hlavními so

jsou: oběžné kolo (1), sací hrdlo (2), výtlač (4) a elektromotor (5). [8]

i zanedbatelném vlivu stlačitelnosti dopravovaného

(1.3)

toku media oběžným kolem lit ventilátory na:

mají meridiánovou rychlost média na vstupu i výstupu oběžného osou jeho rotace. Médium prochází oběžným kolem

se skládá zpravidla z rotoru (1) s oběžnými lopatkami elektromotoru (4). Potrubní provedení axiálních ventilátorů bývá opatřeno

mají meridiánovou rychlost média na vstupu do oběžného kola

ě kolmou k ose. Médium

Hlavními součástmi radiálního

žné kolo (1), sací hrdlo (2), výtlačné hrdlo (3), spirální

Obr. 1.

Diagonální ventilátory přibližně rovnoběžnou s

obecně skloněnou k ose jeho rotace. Médium prochází ob rovině úhlopříčně vzhledem k

součásti jsou na (Obr. 1.1.3.

hrdlo (4) a elektromotor.

Diametrální ventilátory oběžného kola přibližně přibližně ve směru průmě

vnějším obvodu oběžného kola (1) v sacím hrdle (2). Vzduch prochází p kolem a opět vystupuje na vn

skříně (4). [8]

Obr. 1.1.3 Diagonální ventilátor

1.2 Rozdělení ventilátor

Podle počtu stupňů dělíme ventilátory na:

- jednostupňové - dvojstupňové - vícestupňové

Obr. 1.1.2 Radiální ventilátor [8]

ntilátory mají meridiánovou rychlost média na vstupu do ob žnou s osou jeho rotace a meridiánovou rychlost média na výstupu z

ose jeho rotace. Médium prochází oběžným kolem v vzhledem k axiálnímu a radiálnímu směru, tedy diagonáln br. 1.1.3.): oběžné kolo (1), skříň ventilátoru (2), sací hrdlo (3), výtla

. [8]

Diametrální ventilátory mají meridiánovou rychlost média na v ibližně kolmou k jeho ose rotace. Médium prochází ob

ůměru. Tedy diametrálně. Ventilátor (Obr. 1.1.4.) ěžného kola (1) v sacím hrdle (2). Vzduch prochází p t vystupuje na vnějším obvodu, odkud je dále vyfukován do výtla

3 Diagonální ventilátor [8] Obr. 1.1.4 Diametrální ventilátor

ventilátorů z hlediska počtu stupňů

ělíme ventilátory na:

mají meridiánovou rychlost média na vstupu do oběžného kola osou jeho rotace a meridiánovou rychlost média na výstupu z něho žným kolem v meridiánové ru, tedy diagonálně. Hlavní ventilátoru (2), sací hrdlo (3), výtlačné

mají meridiánovou rychlost média na vstupu i výstupu jeho ose rotace. Médium prochází oběžným kolem br. 1.1.4.) nasává vzduch na žného kola (1) v sacím hrdle (2). Vzduch prochází příčně oběžným jším obvodu, odkud je dále vyfukován do výtlačného hrdla (3)

4 Diametrální ventilátor [8]

Úplný stupeň axiálního ventilátoru se skládá z oběžného kola s rotorovými lopatkami a statorovými lopatkami, z nichž jedny jsou umístěny ve směru axiálního proudění média před médiem a druhé za oběžným kolem (rotorem). Někdy se používají axiální stupně pouze s jedním statorovým lopatkovým věncem a výjimečně bez statorových lopatek. [1]

Obdobně je tomu u radiálních ventilátorů. Na rozdíl od axiálních, mají však radiální vícestupňové ventilátory převáděcí kanály, kterými proudí médium z obvodu jednoho oběžného kola do vstupu následujícího kola. V převáděcích kanálech bývají někdy umístěny také statorové lopatky. [1]

Vícestupňový ventilátor je vlastně soustavou několika jednostupňových ventilátorů uspořádaných tak, že jimi vzdušina postupně protéká. Ventilátory s více než se dvěma stupni jsou výjimečné. [1]

1.3. Rozdělení ventilátorů z hlediska celkového tlaku ventilátoru

Rozdělení ventilátorů:

- nízkotlaké - středotlaké - vysokotlaké

Za nízkotlaké ventilátory jsou považovány ty s celkovým tlakem nižším než 1000 Pa.

Středotlaké ventilátory mají tlak v rozmezí od 1000 - 3500 Pa, vysokotlaké ventilátory nad 3500 Pa.

1.4. Rozdělení ventilátorů podle druhu pohonu

Základní rozdělení podle způsobu pohonu:

- elektromotorem (nejčastěji asynchronní motor)

- pneumatickým pohonem (turbinou na stlačený vzduch)

- jinými stroji (např. spalovací motor nebo plynovou turbínou)

- ručním způsobem

1.5. Rozdělení podle způsobu spojení rotoru

Rozeznáváme tyto typy spojení:

- napřímo - na spojku

- převodovým ústrojím

U provedení napřímo je oběžné kolo přímo nasazeno na čep pohonu. Varianta na spojku je oběžné kolo nasazeno na čep samostatné hřídele, která je s pohonem spojena pomocí pružné spojky. Prostřednictvím převodového ústrojí je oběžné kolo nasazeno na čep samostatné hřídele, která je spojena prostřednictvím převodového ústrojí. Nejčastějším provedením bývá řešení s klínovými řemeny.

1.6. Rozdělení podle osy rotoru ventilátoru

Podle polohy osy rotoru ventilátoru k vodorovné rovině rozlišujeme ventilátory na:

- horizontální (osa rotoru leží přibližně ve vodorovné rovině) - vertikální (osa rotoru je přibližně svislá)

Ventilátory se převážně vyrábějí v provedení horizontálním a u tohoto typu se neuvádí označení. [1]

1.7. Axiální ventilátory

Axiální ventilátory se dělí na:

- přetlakové (statický tlak je za oběžným kolem vyšší než před ním) - rovnotlaké (statický tlak je před a za oběžným kolem stejný)

Obr. 1.7. Axiální ventilátor [10]

U některých typů axiálních ventilátorů lze změnit smysl otáčení oběžného kola, nebo

také změnit polohy lopatek při zachování původního smyslu otáčení oběžného kola a tím

dosáhnout opačného směru proudění ve směru osy. Takové ventilátory nazýváme

reverzními. [1]

1.7.1 Axiální přetlakový ventilátor

Oběžné kolo axiálního přetlakového ventilátoru s pevnými oběžnými lopatkami se používá tam, kde nejsou požadavky na aerodynamické parametry ventilátoru, nebo kde lze provést změnu parametrů změnou otáček. Tato kola se používají pro malé výkony nebo kde je možno měnit otáčky, buďto plynule nebo stupňovitě. [1]

Náboj oběžných kol má válcový nebo sférický tvar. Provedení náboje oběžného kola je možno litím, svařováním z plechu nebo válcováním plechu. Oběžná kola menších rozměrů se odlévají vcelku. U větších oběžných kol, kde technologie slévání již nestačí, se používá technologie sváření z ocelového plechu a válcových profilů. [1]

Oběžná kola axiálního přetlakového ventilátoru s nastavitelnými lopatkami za klidu jsou velmi rozšířená. Konstrukční řešení je poměrně jednoduché. Můžeme dosáhnout velkých aerodynamických parametrů díky přestavění lopatek za klidu. Toto řešení se používá třeba v letním a zimním provozu. Nejčastější provedení oběžného kola má tvar válcovitý. Používá se pro malé výkony a jsou méně náročné na výrobu. Způsoby připojení lopatky na náboj jsou dva. Pomocí přírubového spoje nebo zalitým závitovým čepem. [1]

Oběžné kolo axiálního přetlakového ventilátoru s centrálním natáčením oběžných lopatek za klidu se používá v provozech, kde je požadována snadná regulace nastavení lopatek na ventilátoru. Náboj oběžných kol je podobný jako u předcházejícího typu kol.

Používají se lopatky s přírubou nebo čepem. [1]

Axiální přetlakový ventilátor s centrálním natáčením oběžných lopatek za chodu má oběžná kola konstrukčně i výrobně náročná. Používané systémy natáčení lopatek za chodu vyhovují více menším ventilátorům, které nepracují s vysokými obvodovými rychlostmi a kde lze použít lopatky z lehkých kovů nebo plastických hmot. Za těchto předpokladů jsou momenty odstředivé síly oběžné lopatky k její ose natáčení malé a v důsledku toho následné namáhání ložisek ventilátoru minimální. Pro ventilátory velkých rozměrů nelze použít oběžné lopatky vyrobené z lehkých slitin kovů nebo plastických hmot. [1]

1.7.2 Axiální rovnotlaký ventilátor

Náboj oběžného kola rovnotlakého axiálního ventilátoru má charakteristický tvar

náboje, který je určen gradientem tlaku, respektive gradientem meridiánové rychlosti

v meridiánové rovině. Tuhost náboje zajišťují výztuhy. Výroba náboje je technologicky náročná. Náboje o velikosti do 2 800 mm se vyrábějí lisováním z ocelového plechu.

Nevýhodou je vysoká pořizovací cena strojů pro výrobu. Další nevýhodou je dosahovaná nepřesnost a také vznik deformací při výrobě. Oběžné lopatky dvou axiálních ventilátorů se vyrábějí většinou z plechu. Tvar profilu lopatky je „kruhový oblouk“. Je ovšem možno použít i lopatku s profilem s proměnnou tloušťkou. Toto řešení je finančně náročné na výrobu. Lopatky se přivařují k náboji. Natáčení oběžných lopatek se nepoužívá, protože je levnější předřadit před ventilátor regulační ústrojí. [1]

1.8. Radiální ventilátor

Radiální ventilátory mohou být jednostranně nebo oboustranně sací. Podle toho vzdušina vstupuje do oběžného kola ve směru rotace z jedné nebo obou stran. [1]

Oběžná kola radiálních ventilátorů dělíme z hlediska konstrukčního provedení:

- podle tvaru lopatek - profilové

- s konstantní tloušťkou

Obr. 1.8.1. Nízkotlaký ventilátor [11]

- podle maximálního celkového tlaku - nízkotlaké

- středotlaké

vysokotlaké

- podle způsobu připojení

Obr. 1.8.2. Středotlaký ventilátor [11]

- napřímo (Oběžné kolo je na čepu motoru)

- na hřídeli ventilátoru (buď to přes spojku, přes řemenové ústrojí a převodovou skříň)

- podle smyslu otáčení ventilátoru - levotočivá

- pravotočivá

Obr. 1.8.3. Vysokotlaký ventilátor [11]

- podle směru lopatek

- dopředu zahnuté lopatky - radiáln

- dozadu zahnuté lopatky Podle výstupního úhlu lopatek ob

1. Oběžné kolo s lopat

2. Oběžné kolo s lopatkami kon

3. Oběžné kolo s lopatkami zahnutými dozadu, výstupní úhel

Obr. 1.8 Oběžná kola se zahnutými lopatkami.

Lopatky profilové se používají

dozadu. Výroba profilových lopatek je velmi nákladná, a proto se používají pro velké příkony a s vysokým roč

plechu a náběžné části. Profilové lopatky malých rozm slitin nebo plastických hmot.

Lopatky s konstantní tlouš používají u všech typů

tloušťkou je méně nákladná než u profilových lopatek. Lopatky s vyrábějí lisováním nejčast

Spojení lopatek s ob

větších ventilátorů. Další spojení ob způsobem, což je zajiště

způsob svařením a nýtovaného spoje.

ředu zahnuté lopatky adiálně zahnuté lopatky

ozadu zahnuté lopatky

Podle výstupního úhlu lopatek oběžného kola rozeznáváme tři typy:

lopatkami zahnutými dopředu, výstupní úhel lopatkami končícími radiálně, výstupní úhel lopatkami zahnutými dozadu, výstupní úhel

žná kola se zahnutými lopatkami. [1]

Lopatky profilové se používají častěji u větších oběžných kol, kde jsou lopatky zahnuté dozadu. Výroba profilových lopatek je velmi nákladná, a proto se používají pro velké íkony a s vysokým ročním využitím. Lopatky se skládají ze stěn a výztuh z ocelového

části. Profilové lopatky malých rozměrů se vyrábí litím z slitin nebo plastických hmot. [1]

konstantní tloušťkou jsou nejvíce používaným typem lopatek. Tyto lopatky s používají u všech typů oběžných kol dříve uvedených. Výroba lopatek s

nákladná než u profilových lopatek. Lopatky s konstantní tlouš jí lisováním nejčastěji z ocelového plechu. [1]

oběžným kolem může být řešeno svařením jak u malých, tak i u . Další spojení oběžného kola a lopatek lze

sobem, což je zajištěno pomocí šroubového spoje. Mezi nerozebíratelné spoje pat ením a nýtovaného spoje. [1]

je větší jak 90˚.

je roven 90˚.

je menší jak 90˚.

žných kol, kde jsou lopatky zahnuté dozadu. Výroba profilových lopatek je velmi nákladná, a proto se používají pro velké Lopatky se skládají ze stěn a výztuh z ocelového se vyrábí litím z hliníkových

kou jsou nejvíce používaným typem lopatek. Tyto lopatky se íve uvedených. Výroba lopatek s konstantní konstantní tloušťkou se

ením jak u malých, tak i u

žného kola a lopatek lze řešit rozebíratelným

no pomocí šroubového spoje. Mezi nerozebíratelné spoje patří

Náboje oběžných kol se vyrábí jako: výlisky z plechu, obrobky z válcového materiálu, svařenec z hutního materiálu, výkovky z oceli a odlitky z litiny a oceli. [1]

Vylisované středy se používají pro lehká provedení ventilátorů, kde systém jednotlivých prolisů zpevňuje pevnost náboje. Středy válcovitého tvaru se zhotovují většinou obráběním z tyčového materiálu a užívají se pro lehké a střední ventilátory. Pro střední ventilátory se střed vyrábí litím a to z litiny nebo oceli. [1]

1.9. Vícestupňové ventilátory

Vícestupňové ventilátory mohou mít všechna oběžná kola otáčející se ve stejném směru, tj. s rotory souběžnými, nebo s rotory protiběžnými, jestliže se bezprostředně za sebou následující oběžná kola otáčejí v opačných směrech. [1]

1.10. Rozdělení podle využití:

- bytové ventilátory - potrubní ventilátory - nástřešní ventilátory

- ventilátory pro odvod tepla a kouře - nevýbušné ventilátory

- kyselinovzdorné ventilátory

1.11. Diagonální ventilátor

Z hlediska základního konstrukčního uspořádání se rozlišují ventilátory diagonální s difuzorem nebo se spinální skříní. Funkce difuzoru, resp. spinální skříně je stejná jako u axiálních, resp. radiálních ventilátorů, tzn. částečnou přeměnou kinetické energie na výstupu z oběžného kola na energii statickou. [1]

Z těchto důvodů jsou diagonální ventilátory velmi výhodným typem, který umožňuje

s jedním rotorem a jeho uložením různé prostorové uspořádání. Takové možnosti jsou

neocenitelné při rozmanitých aplikacích základního provedení, jako je tomu např. při větrání

a vytápění dopravních prostředků (autobusy, železniční vozy, letadla, apod.), chlazení

Pro své prostorové uspo ventilátory se spinální skř se vyznačují vysokou úč

výbornými regulačními vlastnostmi.

Obr. 1.11.1 Schéma diagonálního ventilátoru

Při použití difuzoru a pevných ob ventilátoru a dosáhnout vysoké ú nosným tělesem a kulovitou sk natáčení oběžných lopatek.

Oběžné lopatky mohou být podobn konstantní tloušťkou. Všeobecn

odlévají z hliníkových slitin nebo z

aerodynamických předností profilových lopatek. U velkých ventilátor používají samostatně odlité ob

s tím, že vedle již uvedené p

pevnostní řešení uchycení lopatek do nosného kotou lopatek uložení oběžného kola do ložisek. Vzhledem k otáčení oběžného kola, vznikají v

zachytit. [1]

Tyto účinky je nutno snížit na co nejmenší hodnotu také s natáčecího mechanismu, který se musí umístit do pom

kotouče. Kompenzace dynamický otáčejí s lopatkou v rovině

Přesto však průměr ložisková tělesa jsou rozm eventuálně kluzná.

Oproti natáčení běžných lopatek u axiálních p

Pro své prostorové uspořádání a vhodné aerodynamické parametry nalezly diagonální ventilátory se spinální skříní uplatnění ve stavbě velkých vznášedel. Diag

ují vysokou účinnosti (max. 86%) a v případě natáčení ob ními vlastnostmi. [1]

Schéma diagonálního ventilátoru. [1] Obr. 1.11.2 Diagonálního ventilátoru

i použití difuzoru a pevných oběžných lopatek lze velmi dobře vy ventilátoru a dosáhnout vysoké účinnosti ventilátoru. Naproti tomu ob

lesem a kulovitou skříní umožňuje dokonalé využití regula žných lopatek. [1]

žné lopatky mohou být podobně jako u radiálních ventilátor . Všeobecně lze uvést, že u malých velikostí ventilátor

hliníkových slitin nebo z plastických hmot, takže je možno snadno využít ředností profilových lopatek. U velkých ventilátor

ě odlité oběžné lopatky z hliníkových nebo dokonce ho tím, že vedle již uvedené přednosti mají malou hmotnost, což podstatn

ešení uchycení lopatek do nosného kotouče a v případ

žného kola do ložisek. Vzhledem k tomu, že osa lopatek má sklon k žného kola, vznikají v důsledku rotace značné síly a momenty, které je nutno

inky je nutno snížit na co nejmenší hodnotu také s ohledem na dimenzování ecího mechanismu, který se musí umístit do poměrně omezeného prostoru nosného

e. Kompenzace dynamických účinků lopatky se provádí vhodnými t rovině kolmé na osu lopatky. [1]

ů ěr čepu lopatky je poměrně značný, takže i ložiska a p lesa jsou rozměrná. Z tohoto důvodu je vhodné použít lož

ěžných lopatek u axiálních přetlakových ventilátor

ádání a vhodné aerodynamické parametry nalezly diagonální velkých vznášedel. Diagonální ventilátory čení oběžných lopatek také

iagonálního ventilátoru s pohonem. [1]

žných lopatek lze velmi dobře vyřešit průtočnou část innosti ventilátoru. Naproti tomu oběžné kolo s kulovitým uje dokonalé využití regulačních možností při

jako u radiálních ventilátorů profilové nebo s lze uvést, že u malých velikostí ventilátorů se oběžná kola ických hmot, takže je možno snadno využít edností profilových lopatek. U velkých ventilátorů se opět s výhodou hliníkových nebo dokonce hořčíkových slitin mají malou hmotnost, což podstatně usnadňuje řípadě otočných oběžných tomu, že osa lopatek má sklon k ose né síly a momenty, které je nutno

ohledem na dimenzování omezeného prostoru nosného lopatky se provádí vhodnými tělesy, která se

ný, takže i ložiska a příslušná vodu je vhodné použít ložiska jehlová,

etlakových ventilátorů je systém natáčení

oběžného kola. K ovládání natáčecího systému bylo použito mechanického způsobu s pomocí dutého konzolového hřídele. Při větším rozšíření použití těchto diagonálních ventilátorů by bylo možno uvažovat o pneumatickém nebo hydraulickém ovládání natáčecího systému. [1]

1.12. Diametrální ventilátor

Diametrální ventilátory nacházejí širší uplatnění teprve v posledních letech, a to především jako ventilátory nejmenších rozměrů (s průměrem 50-100mm). Největší předností těchto ventilátorů ve srovnání se všemi ostatními je, že mají štěrbinový vstup i výstup, přičemž vzájemný úhel mezi rovinou vstupu a výstupu je 120˚ až 160˚ a dále, že axiální délku oběžného kola je možno volit libovolně. Volba je prakticky omezena pouze pevností a stabilitou oběžného kola. Jsou známy konstrukce oběžného kola o průměru 60mm s axiální délkou 300mm. Nevýhodou je poměrně nízká účinnost, která u rotoru bez vnitřní statorové části dosahuje 40 až 45 %. Tato nevýhoda není u malých ventilátorů významná vzhledem k velmi malému příkonu pohonu ventilátoru. Dalším a mnohdy velmi významným omezením v použití těchto ventilátorů je hlučnost. Obvykle je hlučnost těchto ventilátorů nepřijatelná při obvodových rychlostech 7 až 10 m*s

^-1

. [1]

Diametrální ventilátory se používají především u stolních elektrických topných jednotek, pro chlazení elektronických prvků, například u samočinných počítačů. Výjimečně se používají pro vytápění a klimatizační podokenní jednotky, avšak zde je jejich použití se zřetelem na požadované aerodynamické parametry a hlučnost ventilátoru problematické, i když by diametrální ventilátor umožňoval velmi malé hloubky těchto jednotek. [1]

Lopatky oběžného kola se lisují zpravidla z hliníkového plechu. U nejmenších velikostí jsou lopatky vylisovány z pásku plechu. Kdyby se tento pásek stočil nyní do válce, vznikl by lopatkový věnec se značnou poměrnou roztečí, tj. pro daný průměr oběžného kola s příliš malým počtem lopatek. Proto se po vylisování lopatek jako druhá operace při lisování zkrátí spojovací krčky mezi jednotlivými lopatkami jejich prolisováním v příčném směru. Tím zkrátíme vzdálenost mezi jednotlivými lopatkami a dosáhneme jejich vhodné polohy, úhlu nastavení. Takový věnec se obvykle vlepuje do čel oběžného kola. [1]

U oběžných kol větších rozměrů (více než 60mm) se většinou lisují jednotlivé lopatky,

které se vkládají do prolisů v čelech. Přečnívající krčky se ohnou. [1]

S ohledem na značnou poměrnou šířku oběžného kola a požadavek nízké hlučnosti se doporučuje velmi pečlivé dynamické vyvážení. Vývažky ve formě pružných drátků, resp.

pásků plechu se navlékají podle potřeby na lopatky u čel kol, a to zevnitř oběžného kola, aby byly k lopatce přitlačovány odstředivou silou. [1]

Skříň diametrálního ventilátoru se skládá z bočnic a dvou obvodových částí. Tyto díly se obvykle spojují tak, že do obdélníkových otvorů v jedné části zapadají výstupky druhé části.

Tyto výstupky se po smontování ohnou. Je nutno ovšem pamatovat na to, že alespoň část jedné bočnice musí být snímatelná, aby bylo možno do skříně vložit oběžného kolo. [1]

1.13. Rozváděcí ústrojí

Rozváděcí ústrojí je umístěno za oběžným kolem ve směru proudění. Cílem tohoto ústrojí je usměrnit s minimálními ztrátami proudění vycházející z oběžného kola do přibližně osového směru. Podle zkušeností je výhodné, aby proud za rozváděcím ústrojím měl malý zbytkový zkrut. Rozváděcí ústrojí je vytvořeno jako pevná lopatková mříž. U přetlakových axiálních ventilátorů bývají rozváděcí lopatky umístěny ve válcovém mezikruží za oběžným kolem. Rovnotlaké axiální ventilátory mají rozváděcí lopatky obvykle umístěny na začátku difuzoru. Výjimkou jsou velké axiální rovnotlaké ventilátory, které mají umístěny rozváděcí lopatky ve válcovém mezikruží za oběžným kolem podobně jako přetlakové ventilátory. Pokud je ventilátor určen k dopravě plynů obsahujících abrazivní příměsi, třeba kouřové plyny, je nutno věnovat zvláštní pozornost volbě materiálu rozváděcích lopatek, pláště a jádra rozváděcího ústrojí. Dopravovaný plyn proudí rozváděcím ústrojím stejnou rychlostí jako v oběžném kole, a proto se abrazivní vlivy projevují na součástech rozváděcího ústrojí velmi výrazně. Životnost jednotlivých součástí lze značně prodloužit vhodnou volbou materiálu. Další možností pro zvýšení životnosti v abrazivním prostředí je nainstalovat odlučovač. [1]

1.14. Sací komora

Sací komora muže mít různou šířku. Podle toho se sací komory dělí na úzké a široké.

Příruba na sání bývá nejčastěji obdélníkového průřezu. Sací komora přechází v sací ústí,

které má tvar hrdla. Spojení sací komory se sacím ústím je šroubové, nebo je sací ústí přímo

přivařeno na komoru. [1]

Součástí sací komory mohou být i regulační klapky na vstupu nebo osová regulace na výstupu z komory. Ovládací síla může být vyvozena ručně pákou, kolečkem apod., nebo servopohonem např. elektrickým, hydraulickým, pneumatickým. [1]

Větší sací komory bývají děleny na dva i více dílů a vyztuženy profilovým materiálem.

Komory ventilátorů pro vysoké teploty bývají často izolovány. Z těchto důvodů jsou na sacích komorách přivařeny ocelové dráty nebo tyče, které slouží k připevnění tepelné izolace. [1]

U lehkých ventilátorů se používají sací komory s lemovými spoji. Z důvodu pojištění se někdy lemové spoje zpevní bodovými svary. [1]

Nejpoužívanější technologie při výrobě sacích komor je svařování. Základním materiálem jsou plechy a profilový materiál. S ohledem na značně nízké rychlosti proudění v sacích komorách, není nutno dělat druhořadá opatření, která by zabraňovala nadměrnému otěru. [1]

Sací ústrojí nebo sací hrdlo komory se vyrábí převážně lisováním, popřípadě kovotlačitelsky. U velkých ventilátorů nebo ventilátorů pro kusové dodávky se tyto části zpravidla vyrábějí svařováním ze segmentů vylisovaných z tlustšího plechu. [1]

V praxi se používá několik poloh sacích komor. U oboustranně sacích ventilátorů může mít každá ze dvou sacích komor jinou polohu. Polohy sacích komor se určují ze strany sání odvrácené od pohonu. Upevnění sacích komor bývá patkami a podpěrami. Komory jsou opatřeny závěsnými oky z důvodů montáže a demontáže. Na sací komory nesmí být přenášeno druhořadé zatížení od navazujícího potrubí. Spojení s potrubím je prostřednictvím dilatací, které zamezují přenosu chvění a hluku a vyrovnávají rozdíly montážní i tepelné.

Materiálem pro výrobu sacích komor bývá zpravidla konstrukční ocel. Ve speciálních případech, kde jde o agresivní prostředí, jsou z nerezavějícího materiálu zhotoveny prakticky všechny části, které přijdou s tímto prostřednictvím do styku. Někdy bývá vnitřek sacích komor z běžné konstrukční oceli pogumován. Povrchová ochrana je podobná jako u spinálních skříní. [1]

1.15. Regulace škrcením

Regulace škrcením umožňuje snižování aerodynamických parametrů. V zásadě je

založena na tom, že se jakýmkoliv vhodným způsobem zvyšuje odpor zařízení, s kterým

ventilátor pracuje. Například se přivírá klapka ve výtlačném nebo sacím potrubím

ventilátoru. Regulace škrcení je nehospodárná a lze tedy použit pouze tam, kde jde o

krátkodobý provoz, nebo kde se pracuje s malými výkony.

2. Popis ventilátorové trat

2.1. Ventilátorová tra Celé měřicí zařízení katedry Energetických stroj

mechanismů, proto na fotografii nejsou p

Obr. 2.1.1.

Obr. 2.1.2.

Popis ventilátorové tratě

Ventilátorová trať radiálního ventilátoru

řízení se nachází na Technické Univerzitě v katedry Energetických strojů a zařízení. V těchto laboratořích je umíst

, proto na fotografii nejsou přesně vidět veškeré části tohoto za

.1. Sací ústrojí s radiálním ventilátorem

2. Měřící ventilátorová trať

ě v Liberci v laboratořích ích je umístěno více podobných

ásti tohoto zařízení.

Obr. 2.1.3. Radiální ventilátor

2.2. Sací ústrojí Jedná se o svařenec kruh

39,9mm, 74,95mm, 99,89mm a 124,74mm. Pomocí t

množství. Délka válce je 860mm. Na sací buben navazuje další válec, který má v škrticí klapku o průměru 134mm

vzduchu. Tento kus je dlouhý 450mm. Na válec se škrticí klapkou navazuje kuželovit o průměru 135mm a o délce 670mm, který napojen na vstup radiálního ventilátoru.

Obr. 2.2

.3. Radiální ventilátor

enec kruhového tvaru. V přední části jsou (Obr. 2.1.1)

39,9mm, 74,95mm, 99,89mm a 124,74mm. Pomocí těchto dýz lze regulovat pr množství. Délka válce je 860mm. Na sací buben navazuje další válec, který má v

ů ěru 134mm (Obr. 2.2.1), kterou můžeme regulovat sání nasávaného vzduchu. Tento kus je dlouhý 450mm. Na válec se škrticí klapkou navazuje kuželovit

ru 135mm a o délce 670mm, který napojen na vstup radiálního ventilátoru.

2.2.1. Škrticí klapka na sání

.1) 4 dýzy o průmětech chto dýz lze regulovat průtočné množství. Délka válce je 860mm. Na sací buben navazuje další válec, který má v sobě žeme regulovat sání nasávaného vzduchu. Tento kus je dlouhý 450mm. Na válec se škrticí klapkou navazuje kuželovitý válec

ru 135mm a o délce 670mm, který napojen na vstup radiálního ventilátoru.

2.3. Radiální ventilátor Ventilátor je osazen ob dozadu. Více je vidět na fotografii

Spinální skříň je 114mm široká a 570mm dlouhá. Výstup ventilátoru čtvercového průřezu o rozm

ložiskových domečků. V

řemenice o průměru 128mm. P elektromotorem je zajiště

podle normy ČSN 399 dopravované množství Q dynamometr se nepoužíval k přesný než na frekvenčním m

Obr. 2.3.1. Lopatky ventilá

Obr

2.4. Potrubí a Thomas Radiální ventilátor

Ventilátor je osazen oběžným kolem s rovnými lopatkami excentricky posunutými ět na fotografii (Obr. 2.3.1) a (Obr. 2.3.2.). Prů

je 114mm široká a 570mm dlouhá. Výstup ventilátoru

ezu o rozměrech 95mm x 95mm. Celý ventilátor je uložen pomocí dvou V jedné rovině je umístěno uložení ventilátoru, torzní dynamometr a ru 128mm. Převodový poměr je tedy 1:1. Převod mezi ventilátorem a elektromotorem je zajištěn klínovým řemenem 10mm. Ventilátor byl vyroben v

SN 3991. Parametry ventilátoru, které jsou uvedeny na štítku, jsou:

Q=800 m

³

/hod, ,

dynamometr se nepoužíval k měření krouticího momentu, jelikož jeho ode čním měniči.

opatky ventilátoru Obr. 2.3.2. Lopatky ventilá

Obr. 2.3.3. Uložení ventilátoru, torzní dynanometr, řemenice

otrubí a Thomasův válec

rovnými lopatkami excentricky posunutými . Průměr kola je 555mm.

je 114mm široká a 570mm dlouhá. Výstup ventilátoru (Obr. 2.3.3.) je . Celý ventilátor je uložen pomocí dvou no uložení ventilátoru, torzní dynamometr a řevod mezi ventilátorem a emenem 10mm. Ventilátor byl vyroben v roce 1963 1. Parametry ventilátoru, které jsou uvedeny na štítku, jsou:

, . Torzní

ení krouticího momentu, jelikož jeho odečet byl ještě méně

2. Lopatky ventilátoru

menice

Potrubí je napojeno

potrubí má průměr 96 mm. Za výstupem je osazeno koleno typu L

délky stran jsou: 480mm a 320mm. Za tímto kolenem následuje Thomas 2.4.2) o jmenovité délce 800mm. Jedná se o typ M057 s výrobním

vyroben v roce 1963. Za Thomasovým válcem je napojen další díl potrubí o stejném průměru a délce 840mm.

Obr. 2.

Obr. 2.4

Potrubí je napojeno pomocí redukce na výstupní ústí ventilátoru 96 mm. Za výstupem je osazeno koleno typu L

jsou: 480mm a 320mm. Za tímto kolenem následuje Thomas o jmenovité délce 800mm. Jedná se o typ M057 s výrobním č

roce 1963. Za Thomasovým válcem je napojen další díl potrubí o stejném ru a délce 840mm.

2.4.1. Měřící trať ventilátoru

. 2.4.2. Thomasův válec

látoru (Obr. 2.4.1.). Toto 96 mm. Za výstupem je osazeno koleno typu L pod úhlem 90˚ a jeho jsou: 480mm a 320mm. Za tímto kolenem následuje Thomasův válec (Obr.

o jmenovité délce 800mm. Jedná se o typ M057 s výrobním číslem 01408, který byl

roce 1963. Za Thomasovým válcem je napojen další díl potrubí o stejném

Clona (Obr. 2.5.1) o vnit

umístěna ve výtlaku ventilátoru. Více ze napojeno potrubí ze dvou kus

poslední díl potrubí je n

ventilem škrtíme výtlačné množství.

Obr. 2.5.1. Clona

2.6. Asynchronní motor Asynchronní elektromotor

jednoduchost, nízkou cenu a malé nároky na obsluhu. Na ventilátorové trati je použit elektromotor značky Siemens 2,2 kW.

Obr

o vnitřním průměru 54,77mm je zabudována v

na ve výtlaku ventilátoru. Více ze schématu měření (Obr. 3.0.1). Na napojeno potrubí ze dvou kusů o rozměrech 990mm a 98mm př

poslední díl potrubí je namontován axiální posuvný kuželový ventil čné množství.

Obr. 2.5.2. Axiální posuvný kuželový ventil

Asynchronní motor

synchronní elektromotor (Obr. 2.6) pro pohon ventilátoru

jednoduchost, nízkou cenu a malé nároky na obsluhu. Na ventilátorové trati je použit ky Siemens 2,2 kW.

Obr. 2.6. Elektromotor Siemens

ru 54,77mm je zabudována v měřicí trati, která je (Obr. 3.0.1). Na clonu je opět rech 990mm a 98mm při průměru 96mm. Na amontován axiální posuvný kuželový ventil (Obr. 2.5.2). Tímto

2. Axiální posuvný kuželový ventil

pro pohon ventilátoru se používá pro jeho

jednoduchost, nízkou cenu a malé nároky na obsluhu. Na ventilátorové trati je použit

2.7. Měřicí přístroje

Uvedené přístroje jsou uvedeny radiálním ventilátoru.

2.8. Frekvenční měni

SIEMENS MICROMASTER 440 je m Vektorový řídicí systém zajiš

zátěže. Rychlé digitální vstupy ve spolupráci s funkcí p komfort bez potřeby zp

frekvenčního měniče P00

Obr. 2.8.1. Ovládací panel

2.9. Tlakoměry hydrostatické

Tyto tlakoměry jsou tvo zčásti tlakoměrnou kapalinou měrný tlak.

Existuje celá řada hydrostatických tlakom dvou svislých trubic stejného pr

měřených vyšších tlacích musí být trubice dlouhé.

ístroje

jsou uvedeny následných kapitolech, které jsou

ěnič SIEMENS MICROMASTER 440

MICROMASTER 440 je měnič, které je umístěn do bezpe ídicí systém zajišťuje vysokou stabilitu otáček motoru i p

že. Rychlé digitální vstupy ve spolupráci s funkcí přesného zastavení poskytují vysoký eby zpětné otáčkové vazby. V našem případě jsou ovládací funkce

e P00 – nastavení frekvence, P31- zobrazení krouticího momentu.

Obr. 2.8.2 Frekvenční m

ry hydrostatické

ěry jsou tvořeny dvěma nebo několika spojenými trubicemi napln rnou kapalinou (Obr. 2.9.2), to může být voda, rtuť a líh, na kterou p

řada hydrostatických tlakoměrů, nejjednodušší je tlakom

dvou svislých trubic stejného průměru, spojený do tvaru U. Jeho nevýhodou je, že p ených vyšších tlacích musí být trubice dlouhé. [1]

jsou použity k měření na

ěn do bezpečnostní krabice.

ek motoru i při větších změnách esného zastavení poskytují vysoký ípadě jsou ovládací funkce zobrazení krouticího momentu.

Frekvenční měnič

kolika spojenými trubicemi naplněnými ť a líh, na kterou působí

, nejjednodušší je tlakoměr složený ze

ru, spojený do tvaru U. Jeho nevýhodou je, že při

Hydrostatické tlako

která je usazena na základové desce 2, takže polohu nulového údaje lze m množství náplně. K tomu slouží zásobník 3. Trubice je uložena v s nosičem 5, který je otoč

zajišťuje kolíkem 7, který zapadá do otvor dán tímto vztahem: [1]

Označení mikromanometru je, že jde o výroby 1973, 1967 a1973.

Obr. 2.9.1. Mikromanometr se sklon

2.10. Měření pomocí rychlostního profilu Pitotovou trubicí

Společným znakem

změny stavu tekutiny. Indikátorem, podobn

diferenční manometr, kterým snímáme dynamický tlak, tj. rozdíl celkového tlaku a tlaku statického. Jednou z dynamických sond j

Pitotovy trubice a samostatné sondy statického tlaku.

Pitotova trubice (Obr. 2.10.)

proudění, její otvor zachycuje celkový tlak. Statický tlak se obvykle s odběrem umístěným ve st

tlaku lze používat pouze v

konstantní po celém průtokovém pr

Hydrostatické tlakoměry (Obr. 2.9.1) se skloněnou trubicí, se skládají z která je usazena na základové desce 2, takže polohu nulového údaje lze m

tomu slouží zásobník 3. Trubice je uložena v

je otočný kolem dutého čepu 6, spojeného s nádobkou. Sklon trubice se uje kolíkem 7, který zapadá do otvorů, vrtaných v segmentu 8. P

ení mikromanometru je, že jde o typ UMK, výrobní čísla: 1173, 609, 1111 a rok výroby 1973, 1967 a1973.

. Mikromanometr se skloněnou trubicí Obr. 2.9.2. U – Trubicový manometr

ení pomocí rychlostního profilu Pitotovou trubicí

ným znakem všech dynamických sond je to, že rychlost proud

ny stavu tekutiny. Indikátorem, podobně jako u měřidel se škrtícím orgánem je ní manometr, kterým snímáme dynamický tlak, tj. rozdíl celkového tlaku a tlaku dynamických sond je Prandtlova trubice, která vznikla kombinací Pitotovy trubice a samostatné sondy statického tlaku. [1]

(Obr. 2.10.) tvoří zahnutá trubička namířená ústím proti sm ejí otvor zachycuje celkový tlak. Statický tlak se obvykle s

ným ve stěně potrubí. Pitotova trubice se sondou samostatného statického tlaku lze používat pouze v menších potrubích, kde nelze předpokládat, že statický tlak je konstantní po celém průtokovém průřezu. [1]

nou trubicí, se skládají z nádobky 1, která je usazena na základové desce 2, takže polohu nulového údaje lze měnit pouze změnou tomu slouží zásobník 3. Trubice je uložena v hlavách spojených nádobkou. Sklon trubice se segmentu 8. Převodový poměr je

(2.9) ísla: 1173, 609, 1111 a rok

Trubicový manometr

ení pomocí rychlostního profilu Pitotovou trubicí

ch sond je to, že rychlost proudění se určuje ze idel se škrtícím orgánem je ní manometr, kterým snímáme dynamický tlak, tj. rozdíl celkového tlaku a tlaku e Prandtlova trubice, která vznikla kombinací

ka namířená ústím proti směru

ejí otvor zachycuje celkový tlak. Statický tlak se obvykle snímá tlakovým

trubice se sondou samostatného statického

edpokládat, že statický tlak je

Obr. 2.10. Pitotova trubice [2

2.11. Teploměr ty Pro měření teploty na clon stupnice teploměru je 0 –

2.12. Barometrický Zjištění barometrického vzduchu

výpočet barometrického tlaku je uveden v příslušného postupu měř

2.13. Relativní vlhko

Pro zjištění vlhkosti vzduchu byl použit prováděno dle příslušného postupu m

Obr. 2.12. Staniční barometr

Pitotova trubice [2] Obr. 2.11. Tyčinkový teplom

ěr tyčinkový rtuťový

ení teploty na cloně byl použit rtuťový teploměr tyč

– 50˚C. Přesnost stupnice je na jednu desetinu stupn

Barometrický tlak

barometrického vzduchu bylo prováděno pomocí staničního barometr et barometrického tlaku je uveden v příloze III. Měření bylo provád

ěření.

Relativní vlhkost vzduchu

ní vlhkosti vzduchu byl použit Assmanův aspirační psychrometr íslušného postupu měření.

ní barometr

Obr. 2.13. Assmanův aspira

inkový teploměr rtuťový

r tyčinkový. Měřicí rozsah u desetinu stupně Celsia.

barometru. Vzorový ení bylo prováděno dle

ní psychrometr. Měření bylo

ův aspirační psychrometr

3. Postup měření na radiálním ventilátoru

Před měřením charakteristiky ventilátoru jsem musel změřit tlak, teplotu okolí a relativní vlhkost. S dalším krokem jsem musel zkontrolovat veškeré měřicí přístroje, zdali není nutné je před použitím nastavit. S tím souvisí správná volba měřících rozsahů. Tím zabráníme případnému poškození měřících přístrojů.

Na frekvenčním měniči si nastavíme intervalově otáčky. Nasávané množství vzduchu regulujeme na výstupu přivíráním axiálního posuvného kuželového ventilu až do úplného zavření. Celé toto měření jsem opakoval pro další otáčky, které jsou uvedeny jak v příloze I., tak i v (Tab. 4.1).

Pro měření všech tlakových veličin byl použit mikromanometr se skloněnou trubicí.

V případě tlaku před clonou byl z počátku použit U-nanometr, ale postupem měření byl nahrazen mikromanometrem se skloněnou trubicí. Jednotlivé výsledky měření pro dané otáčky jsou uvedeny v příloze I. Porovnání výsledků měření je v následující kapitole.

Měřené veličiny:

- Tlak před clonou

_

[Pa]

- Tlakový rozdíl na cloně ∆

_

[Pa]

- Celkové stlačení ventilátoru ∆p [Pa]

- Otáčky n [ot/min]

- Krouticí moment M

k

[N*m]

- Teplota před clonou t

cl

[°C]

Schéma měření:

Obr. 3.0.1 Schéma měření

4. Měření na radiálním ventilátoru

Hodnoty zjištěné měřením na radiálním ventilátoru jsou uvedeny v příloze I. V tabulce (4.1) jsou znázorněny souhrn všech měřeni při otevřeném axiálním kuželovitým ventilem.

Při postupném zavírání ventilu klesaly všechny měřené hodnoty. Během měření došlo k výměně jednoho měřicího přístroje původního U-manometru za mikromanometr. Tím došlo k zpřesnění měřených výsledků. Více v následující kapitole. Výsledky jsou uvedeny jak Tab. 4.1, ale taky v grafické podobě pomocí těchto grafů: (4.1), (4.2), (4.3), (4.4), (4.5), (4.6).

Tab. 4.1: Souhrnné výsledky měření.

Krouticí

moment Otáčky Objemový

průtok Hmotnostní

průtok Příkon

ventilátoru Celková účinnost Mk [N*m] n [ot/min] Qcl [m³*s^-1] Mcl [Kg*s^-1] Pv [W] ηc [%]

1 3,80

3000 U 0,127 0,145 1193,81 44,93

2 3,82

3000 M 0,126 0,147 1200,09 45,13

3 3,58

2898 0,122 0,142 1086,45 44,66

4 3,39

2796 0,118 0,137 992,58 44,00

5 3,20

2700 0,114 0,133 904,78 43,38

6 3,04 2600 0,110 0,128 827,70 42,56

7 2,84 2500 0,106 0,123 743,51 41,90

8 2,68 2400 0,102 0,119 673,56 41,23

9 2,59 2300 0,097 0,114 623,82 39,03

10 2,38 2184 0,094 0,107 544,32 39,25

11 2,25 2100 0,089 0,104 494,80 37,88

12 2,09 2000 0,086 0,100 437,73 37,58

13 1,99 1896 0,081 0,095 395,11 35,84

14 1,78 1702 0,075 0,088 317,25 35,12

15 1,64 1650 0,071 0,083 283,37 32,68

16 1,50 1500 0,065 0,073 235,62 29,24

17 1,31 1300 0,056 0,064 178,34 24,98

18 1,26 1100 0,050 0,057 145,14 21,51

19 1,18 1000 0,043 0,049 123,57 16,01

20 0,98 500 0,021 0,024 51,31 4,66

Vysvětlivky:

- označení 3000 U jde o naměřené hodnoty U-manometrem

- označení 3000 M jde o naměřené hodnoty Mikromanometrem

Graf. 4.1: Přehled účinnosti ventilátoru

Graf. 4.2: Přehled příkonu ventilátoru 40

50

Přehled účinnosti ventilátoru

0,10 0,12

0,14

Přehled příkonu ventilátoru

innosti ventilátoru

íkonu ventilátoru

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14

0 10

20 30

ÚČINNOST [%]

Přehled účinnosti ventilátoru

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400

0,00 0,02

0,04 0,06

0,08

Objemový průtok [m3*s-1]

Přehled příkonu ventilátoru

Objemový průtok[m3*s-1]

Otáčky 3000/min U Otáčky 2898/min Otáčky 2796/min Otáčky 2600/min Otáčky 2500/min Otáčky 2400/min Otáčky 2300/min Otáčky 2184/min Otáčky 2100/min Otáčky 2000/min Otáčky 1896/min Otáčky 1702/min Otáčky 1650/min Otáčky 1500/min Otáčky 1300/min Otáčky 1100/min Otáčky 1000/min Otáčky 500/min Otáčky 3000/min M

200 400 600 800 1 000 1 200 1 400

Příkon ventilátoru [W]

Otáčky 3000/min U Otáčky 2898/min Otáčky 2796/min Otáčky 2700/min Otáčky 2600/min Otáčky 2500/min Otáčky 2400/min Otáčky 2300/min Otáčky 2184/min Otáčky 2100/min Otáčky 2000/min Otáčky 1896/min Otáčky 1702/min Otáčky 1650/min Otáčky 1500/min Otáčky 1300/min Otáčky 1100/min Otáčky 1000/min Otáčky 500/min Otáčky 3000/min M

Graf. 4.4: Porovnání účinnosti ventilátoru 4,0

5,0

Přehled kroutíciho momentu ventilátoru

40 45

50

Porovnání ú

innosti ventilátoru

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16

0,0 1,0

2,0 3,0

Hmotnostní průtok [Kg*s-1]

ehled kroutíciho momentu ventilátoru

10 15

20 25

30 35

ÚČINNOST [%]

Porovnání účinnosti ventilátoru

Příkon ventilátoru [W]

Otáčky 3000/min U Otáčky 2898/min Otáčky 2796/min Otáčky 2700/min Otáčky 2600/min Otáčky 2500/min Otáčky 2400/min Otáčky 2300/min Otáčky 2184/min Otáčky 2100/min Otáčky 2000/min Otáčky 1896/min Otáčky 1702/min Otáčky 1650/min Otáčky 1500/min Otáčky 1300/min Otáčky 1100/min Otáčky 1000/min Otáčky 500/min Otačky 3000/min M

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14

0 5

Objemový průtok[m3*s-1]

Otáčky 3000/min U Otáčky 3000/min M

Graf. 4.5: Porovnání příkonu ventilátoru

Graf 4.6: Porovnání krouticího momentu ventilátoru 0,12

0,14

Porovnání p

3,5 4,0

4,5

Porovnání krouticího momentu ventilátoru

íkonu ventilátoru

Porovnání krouticího momentu ventilátoru

0,04 0,06

0,08 0,10

Objemový průtok [m3*s-1]

Porovnání příkonu ventilátoru

1,0 1,5

2,0 2,5

3,0

Hmotnostní průtok [Kg*s-1]

Porovnání krouticího momentu ventilátoru

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400

0,00 0,02

Příkon ventilátoru [W]

íkonu ventilátoru

Otáčky 3000/min U Otáčky 3000/min M

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16

0,0 0,5

Příkon ventilátoru [W]

Porovnání krouticího momentu ventilátoru

Otáčky 3000/min U Otáčky 3000/min M

5. Vyhodnocení měření na radiálním ventilátoru

Vyhodnocení měření můžeme rozdělit na dvě části. V první části je vyhodnocení výsledků měření na radiálním ventilátoru, jsou celkové výsledky zjištěných hodnot. V druhé části vyhodnocení je porovnání dvou měření pří stejných otáček měřené rozdílnými měřidly. Celé měření bylo dost časově náročné, proto se zde vyskytují odlišnosti v teplotě okolí, barometrického tlaku a také relativní vlhkosti. V průběhu měření došlo ke zdokonalení měření. Toto zdokonalení se týkalo odečítání hodnot na stanovišti přetlaku před clonou, kde původně byl umístěn U- manometr. Jeho hlavní nevýhodou je způsob odečtu naměřených hodnot. Když se odečítal rozdíl hladin, docházelo zde k větším nepřesnostem, jelikož stupnice byla umístěna mezi dvěma trubicemi, protože jsem musel použít na přesnější odečítání metru i přesto docházelo k ovlivnění výsledků. Dalším důvodem bylo, že při postupném snižování otáček ventilátoru se také snižovala rozlišovací schopnost přístroje. Tím bychom získali nepřesné výsledky měření. Výsledkem bylo, že původní měřicí přístroj U-manometr byl nahrazen mikromanometrem se skloněnou trubicí.

Tento přístroj umožňuje měřit i malé tlaky. Sklon trubice byl použit poměr 1:1, 1:2 a 1:8. Poměr 1:8 byl použit pro velmi malé otáčky třeba při 500 ot/min. Toto vylepšení bylo aplikováno po 7.

měření z celkových 17 měření. V laboratorním cvičení, níže uvedeném, uvažujeme právě měření pomocí mikromanometru.

5.1. Charakteristika ventilátoru

Souhrn výsledků je uveden v tabulce (4.1) i pomocí grafů (4.1), (4.2), (4.3), ze kterých

můžeme vyvodit optimální pásmo provozních otáček. Podrobnější informace jednotlivých údajů,

zjištěných pro konkrétní otáčky, jsou v příloze číslo I., kde jsou uvedena veškerá získaná data při

měřeni a také vyhodnocení hodnot měření. Výsledkem měření radiálního ventilátoru je zjištěna

jeho charakteristika. Ta je znázorněna na grafech (4.1), (4.2), (4.3). Také jsme získali možnost

ověřit si již zjištěné teoretické znalosti z průběhu celého studia a vyzkoušet si, jak se pracuje

s jednotlivými technickými přístroji. Byla zjištěna maximální účinnost ventilátoru, která je

45,13% při otáčkách 3000/min. Příkonová charakteristika je znázorněna v grafu (4.2), kde

nejvyšší dosažená hodnota je 1200W při otáčkách 3000/min. Z toho vyplívá, že výkon

asynchronního motoru je využit z 54,5% potenciálního výkonu. Při měření charakteristiky

hmotnostního průtoku ventilátoru je nejvyšší dosažená hodnota 0,147Kg*s

^-1

neboli 529,2 Kg*h

^-1

.

Ze štítku na ventilátoru kde je deklarován hmotnostní průtok 800 Kg*h

^-1

je v našem případě z deklarovaného hmotnostního průtoku jsme dosáhli jen 66,15%.

5.2. Rozdíl mezi mikromanometrem a U-manometrem při otáčkách 3000/min

Důvod tohoto porovnání je, že během měření došlo k výměně původního měřicího přístroje U-manometru za mikromanometr. Když se podíváme na graf (4.4), kde je porovnání účinnosti ventilátorů při zjištěném měření, tak zde není tak výrazný rozdíl odchylek od jednotlivých měření.

Jejich křivky jsou téměř totožné a plynulé. Na grafu (4.5) je více patrný rozdíl v jednotlivém měření. U měření pomocí U-manometru je vidět nepravidelné zakřivení grafu a není dosažena lineární závislost. Při použití Mikromanometru zjišťujeme přesnější křivku, která má lineární závislost. V grafu (4.6) kde se porovnává hmotnostní průtok je vidět, že hodnoty získané U- manometrem mají lineární závislost. U hodnoty zjištěné mikromanometrem je vidět kvadratická závislost. Tato křivka daleko více odpovídá kvadratické závislosti, že odpor vzduchu stoupá s druhou mocninou rychlosti vzduchu. Z toho usuzuji, že volba Mikromanometru je lepší pro měření přesnějších hodnot. Na grafu (4.6) jsou nejlépe vidět rozdíly mezi oběma způsoby měřeními.

6. Závěr k měření charakteristiky radiálního ventilátoru

Závěrem této části můžeme říci, že maximální efektivnost provozu ventilátorů je dosahováno při otáčkách 3000 ot/min. Nejhorší podmínky pro provoz ventilátoru jsou při otáčkách 500/min.

Při odečítání krouticího momentu na frekvenčním měniči (digitální displej) se ukazovali hodnoty tak rychle, že bylo dosti obtížné odečíst přesnou hodnotu. Zobrazovací možnost displeje jsou dvě desetinná místa. Problém byl, že odečet se dal pouze přesně provést v řádu celých čísel, v řádech deset a setin bylo velmi těžké odečíst příslušnou hodnotu. Proto tato nepřesnost dost ovlivnila celé měření. Z vyhodnocení grafických výsledků tak i číselných výsledků vyplívá, že měření pomocí Mikromanometru je přesnější než měření pomocí U-manometru. Výhody Mikromanometru je:

snazší odečítání jednotlivých údajů a možná použitelnost i pro malé tlaky. Vzorový výpočet je hodnot je uveden v příloze III. Tam je také uveden výpočet barometrického tlaku. Všechny zjištěné charakteristiky jsou dílčí, protože nejsme schopni jet do maxima množství ventilátoru.

Maximum frekvenčního měniče je 3000 ot/min.

7. Návrh laboratorního měření na odstředivém ventilátoru

Úkolem toho laboratorního měření je zjistit charakteristiku Radiálního Ventilátoru u místěného v laboratoři katedry Energetických strojů v Liberci dále jen KEZ.

Zadání laboratorní úlohy:

Pro zvolený rozsah otáček 2000 až 3000 ot/min proveďte měření potřebných hodnot pro zjištění charakteristiky ventilátoru: celkovou účinnost ventilátoru, Příkon ventilátoru a také hmotnostní a objemový průtok. Uvedené hodnoty účinnost ventilátoru, dále příkon ventilátoru a také objemový a hmotnostní průtok uveďte do příslušných grafů.

Dále zjistěte z použitých měřících přístrojů nepřesnost měření a důvěryhodnost měření. Tu pak uveďte u jednotlivých měřidel. Schéma měření je uvedeno na obrázku (3.0.1.).

Postup měření:

Před měřením charakteristiky ventilátoru zjistěte podmínky měření, jednotlivé veličiny jsou uvedeny v příslušné tabulce číslo 1. Dalším krokem je správná volba měřících přístrojů, a také jejich měřící rozsah. V zadaném rozsahu otáček volte u mikronanometr sklon trubice 1:1. Tím zabráníte případnému poškození měřících přístrojů. Proveďte vynulování všech měřících přístrojů.

Na frekvenčním měniči si nastavte intervalově otáčky, nasávané množství vzduchu regulujeme na výstupu přivíráním axiálního posuvného kuželového ventilu až do úplného zavření. Celé toto měření opakujeme pro další zvolené otáčky. Pro určení charakteristiky naměřte nejméně 10 bodu průtočného množství vzduchu.

Měřicí přístroje:

- Frekvenční měnič (Programem 31 měří krouticí moment v N*m) - Rtuťový teploměr obalový

- Mikronanometr se skloněnou trubicí (UMK) - Staniční barometr

- Asmannův aspirační psychrometr

Před začátkem měření ujistěte následující parametry - Barometrický tlak p

b

[Pa]

- Teplota okolí t

o

[˚C]