ventilatori - rudar.rgn.hrmklanfar/nids_mklanfar/vjetrenje/vjetr_rud_ventilatori.pdfprema propisima:...
TRANSCRIPT
VENTILATORI
VENTILATORI
Vjetrenje obzirom na smjer djelovanja ventilatora može biti: kompresijsko (tlačno) ili
depresijsko (sisajuće).
Vjetreno postrojenje sačinjavaju: ventilator,
vjetreni kanal i
difuzor
Prema uzajamnom djelovanju ventilatori mogu biti u serijskom,
paralelnom ili
kombiniranom spoju.
Portal potkopa Sv. Trojstvo - jama Sv. Barbara u Rudama
Izrada vjetrenog kanala potkopa Sv. Trojstvo u Rudama
Podjele ventilatora
Konstrukcijski:
radijalni (centrifugalni) aksijalni
Prema položaju u vjetrenoj mreži:
vanjski unutarnji
Vanjski ventilatori nalaze na izlaznom (ventilacijskom) rjeđeulaznom ušću jame.
Unutarnji ventilatori nalaze se unutar neke od granaventilacijske mreže. Dijele se napomoćne (unutar neke grane)
cijevne koji su ugrađeni u ventilacijskoj cijevi.
Podjele ventilatora
Prema propisima:
glavni - vjetri cijelu jamu ili krilo jame –mora biti na
površini
pomoćni - na površini -vjetri manji dio jame
jamski - unutar jame uključen u protočnu zračnu
struju jednog odjeljenja
Zakoni djelovanja ventilatora
Ventilatori podliježu zakonu proporcionalnosti
obzirom na broj okretaja n kola ventilatora:
količina Q je proporcionalana prvoj potenciji:
Q
Q
n
n
1
2
1
2
tlak p (depresija h) je proporcionalna drugoj potenciji:
p
p
h
h
n
n
1
2
1
2
1
2
2
snaga P je proporcionalna trećoj potenciji:
P
P
n
n
1
2
1
2
3
Zakoni djelovanja ventilatora
Znajući količine zraka, tlak i snagu jednog ventilatora,
mogu se odrediti te veličine za drugi geometrijski sličan
preko promjera radnog kola D prema relacijama:
2
2
1
2
1
3
2
1
2
1
5
2
1
2
1 , ,D
D
h
h
D
D
Q
Q
D
D
P
P
Gustoća zraka ne utječe na količinu, dok se prema tlaku
(depresiji) i snazi odnosi linearno proporcionalno:
P
P
h
h
1
2
1
2
1
2
1
2
,
Efektivna snaga ventilatora
Ph Q
ef 1000, kW ,
- faktor korisnog djelovanja, ovisan o međusobnom odnosa
količine Q i depresije h, te o radnoj točki
Koeficijent učinka agregata a predstavlja zajednički učinak ventilatora i motora:
a v m , a
ef
ind
P
P
Indicirana snaga Pind mjeri se vatmetrom.
Pri različitim brojevima okretaja kola ventilatora i položajima lopatica i
različite depresije i protoke, mjeri se Pind i dobivaju odgovarajući koeficijenti
korisnog djelovanja koji se unose u karakteristiku ventilatora.
Točke istih koeficijenata korisnog djelovanja povezuju se krivuljom.
Radijalni ventilatori
Radijalni ventilator smješten je u kučište pužnog oblika. Pokreće se
direktno kopčanim elektromotorima ili prijenosom preko klinastog
remenja.
Zrak ulazi aksijalno u sredinu kola s jedne ili obje strane, struji kroz kolo
ventilatora radijalno i izlazi iz kola (kučišta) u tangencijalnom smjeru.
Podjela ventilatora obzirom na
proizvedeni tlak (depresiju)
Tlak (depresija) ventilatora ovisi o
-nagibu lopatica i
-odnosu unutarnjeg D1 i vanjskog D2 promjera lopatica.
niskotlačni, 100 Pa, unaprijed povijene lopatice, D1/D2=0,8
srednjotlačni, 1000 Pa, unaprijed povijene lopatice, D1/D2=0,5
visokotlačni, 10000 Pa, unatrag povijene lopatice, D1/D2=0,2
Tlakovi radijalnog ventilatora
Nagibi lopatica utječu na rang ventilatora glede pritiska koji razvija
- u smjeru okretanja pod kutem 90o → mali tlakovi, veći
broj lopatica do
60
- unatrag pod kutem <90o (veći tlakovi, manji broj
lopatica)
- =90o
Aksijalni ventilatori
kretanje zračne struje je u smjeru osovine kola ventilatora.
Broj lopatica između 5 i 10.
Odnos promjera glavčina i promjera lopatica D1: D2 - od 0,2 do 0,8.
Smjer strujanja moguće je promijeniti preokretanjem smjera vrtnje kola ventilatora, pri ćemu opada kapacitet
Proizvode visoke depresije i imaju visoke koeficijente korisnog djelovanja ( 75 %, ugradnjom difuzora mogu se povećati i do 85 %).
Karakteristika ventilatora
karakteristika ventilatora snima se na radnom stolu u laboratorijutvornice – prilaže se tehničkoj dokumentaciji
Karakteristika ventilatora → Q, h dijagram.
Karakteristika ventilatora predstavljena je parabolom
h aQ bQ c2 , Pa
a, b i c su koeficijenti karakteristike ventilataora
Radna karakteristika vjetrenog postrojenja razlikuje se od
karakteristike ventilatora.
Snima se kada je vjetreno postrojenje postavljeno na vjetrenu mrežu.
Radna točka ventilatora
Radna točka ventilatora → presječnica krivulje (osna parabola)
otpora jame i krivulje ventilatora.
Rh
Q2 , kgm-7
Radna točka ventilatora uvijek se nalazi na karakteristici ventilatora,
odnosno pomiče se ili premješta po krivulji.
Povećanjem otpora jame radna točka pomiče se prema gore, povećavajući
depresiju na kojoj radi ventilator uz istovremeno smanjenje količine.
Karakteristika centrifugalnog ventilatora (maksimum u I kvadrantu)
hst- statička depresija ventilatora, -stupanj korisnog djelovanja,
P-snaga ventilatora
Karakteristika ventilatora s minimumom i maksimumom u I kvadrantu
Kad karakteristika ima minimum i maksimum u I kvadrantu→ između Hmin.i Hmax može se
pojaviti više sjecišta krivulja otpora jame i krivulje ventilatora → više radnih točaka.
Preskakanje rada ventilatora između radnih točaka, i izrazite promjene depresije,
može izazvati mehanička oštećenja.
Treba izbjegavati korištenje ventilatora u području iznad Hmax u tkz. zoni rušenja.
Karakteristika aksijalnog ventilatora pri promjeni nagiba lopatica
Promjenom nagiba lopatica
→ moguća prilagodba karakteristike ventilatora promjeni otpora jame
→ povećanje depresije za 80 do 120% i više, uz izvjesno povećanje
količina zraka.
Zajedničko djelovanje ventilatora i prirodne depresije
hp
-hp
+hp
RR'
R''
Q (m3/s)
h (
kP
a)
ha
h b
hc
QaQc Qb
hv
Prirodna depresija uzima se konstanta - u Q, h dijagramu paralelna je apcisi, odnosno
količina Q nije ovisna o prirodnoj depresiji. U stvarnosti, prirodna depresija je ovisna o
količini, jer su i termodinamski jamski procesi podzemnih prostorija ovisni o količini protoka.
Serijski spoj dva ventilatora
Kod serijskog rada dva ventilatora zbrajaju se ordinate (depresije).
Serijski spoj ventilatora različitih karakteristika
Kritična radna točka (5)→ nema doprinosa manjeg ventilatora.
Manji otpori R” (radna točka 4) →negativan utjecaj manjeg ventilatora.
Potrebno je snimiti karakteristike ventilatora da se dobije stvarna
karakteristika.
Serijski spoj ventilatora istih karakteristika
Kritična točka ne postoji. Količine su veće, ali neznatno u odnosu na
pojedinačni ventilator. Značajno je povećanje depresije pri većim otporima jame.
Paralelni rad dva ventilatora
Kod paralelnog rada dva ventilatora zbrajaju se
apcise (količine)
radna točka je na presječnici krivulja otpora jame i
zbrojenih krivulja ventilatora.
Međutim dobivena količina nije dvostruko veća.
Paralelni spoj ventilatora različitih karakteristika bez
ekstrema
Pri nižim otporima dobivaju se veće količine zraka.
Pri višim otporima u kritičnoj točki 4 obustavlja se protoka manjeg ventilatora.
Iznad te točke nema protoke manjeg ventilatora, mogu se javiti i suprotna
strujanja.
Paralelni spoj ventilatora istih karakteristika
bez ekstrema
-opadanjem otpora povećava se količina Q,
-paralelan spoj pogodan pri manjim otporima.
Paralelni spoj ventilatora različitih karakteristika sa ekstremima
Zbirna karakteristika oblikovana je normalno do točke 5, odakle
karakteristika pada naniže do točke 4.
Kritični otpor između točaka 4 i 5 obilježava područje u kojem dolazi
do preskakanja radnih točaka, što može izazvati mehanička oštećenja.
Kombinirani serijsko-paralelni spoj ventilatora
Karakteristike kombiniranog serijsko-paralelnog spoja
pri izradi tunela
Kombinacijom više ventilatora u paralelno-serijskom spoju postiže se
kontinuirana dobava zraka (ordinata ABC) za različite duljine (otpore) tunela.