RU2059114C1

RU2059114C1 - Diametral fan impeller

Info

Publication number: RU2059114C1
Application number: RU94018474A
Authority: RU
Inventors: А.И. Бурков; О.П. Рощин; В.Л. Андреев
Original assignee: Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: fan engineering; impellers. SUBSTANCE: impeller has carrying disks, main and shortened blades which are installed in alternating order. Diameter of arrangement of inner edge of shortened blades is calculated for definite position. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится в вентиляторостроению, в частности к рабочим колесам диаметральных вентиляторов. The invention relates to fan building, in particular to impellers of diametrical fans.

Известен диаметральный вентилятор семяочистительной машины СМ-4, который содержит корпус с входным окном и нагнетательным патрубком и рабочее колесо, состоящее из 12-ти цилиндрических лопаток, закрепленных на несущих дисках [1] Данный вентилятор создает равномерный воздушный поток по всей ширине пневмосистемы, однако вследствие малого числа лопаток и несовершенства конструкции корпуса развивает низкое давление, имеет малые значения КПД и неустойчивую характеристику в зоне малых расходов. Known is the diametrical fan of the seed cleaning machine SM-4, which contains a housing with an inlet window and a discharge pipe and an impeller consisting of 12 cylindrical blades mounted on bearing disks [1] This fan creates a uniform air flow over the entire width of the pneumatic system, however, due to a small number of blades and imperfections in the design of the casing develops low pressure, has small values of efficiency and an unstable characteristic in the low flow area.

Известен диаметральный вентилятор, включающий корпус с входным окном и примыкающим к нему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, состоящее из несущих дисков и лопаток [2]
В данной конструкции обеспечивается широкий диапазон устойчивой работы вентилятора за счет выполнения смежной с окном стенки патрубка прямолинейной и направленной по касательной к окружности колеса, проведенной в сечении максимального раскрытия спирального корпуса, и лопаток, имеющих длину хорды, составляющую 0,18-0,2 от диаметра колеса, и установленных с густотой 0,75-1,1.Known diametrical fan, comprising a housing with an inlet window and an adjacent discharge pipe, and a blade impeller installed in the housing, consisting of bearing disks and blades [2]
This design provides a wide range of stable operation of the fan due to the execution of the pipe adjacent to the window wall straight and tangentially directed to the circumference of the wheel, carried out in the section of the maximum opening of the spiral casing, and blades having a chord length of 0.18-0.2 from wheel diameter, and installed with a density of 0.75-1.1.

Недостатком данной конструкции является низкий КПД вследствие циркуляционных течений воздуха между соседними лопатками. The disadvantage of this design is the low efficiency due to circulating air flows between adjacent blades.

Задача изобретения обеспечить высокие значения давления и КПД диаметрального вентилятора путем стабилизации потока воздуха в межлопаточных каналах. The objective of the invention is to provide high pressure and efficiency of the diametrical fan by stabilizing the air flow in the interscapular channels.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо диаметрального вентилятора, поперечный разрез; на фиг. 2 график зависимости максимального КПД вентилятора от внутреннего диаметра укороченных лопаток. In FIG. 1 shows the impeller of a diametrical fan, a cross section; in FIG. 2 is a graph of the maximum fan efficiency versus the inner diameter of the shortened blades.

Рабочее колесо диаметрального вентилятора содержит основные и укороченные лопатки 1 и 2, установленные между несущими дисками в чередующемся порядке с образованием каналов 3 и 4 между соседними основными лопатками 1 и между соседними основными и укороченными лопатками 1 и 2. При этом наружная кромка укороченных лопаток 2 расположена на средней линии канала 3, образованного соседними основными лопатками 1, и на наружном диаметре колеса, а внутренняя кромка укороченных лопаток 2 установлена так, что сумма площадей выходных окон каналов 4 больше или равна сумме площадей выходных окон каналов 3 и определяется условием:
D_1y≥D_1o+δZ/π
При работе диаметрального вентилятора его основные лопатки 1 придают воздуху направленное движение по каналам 4, образованным вследствие разделения канала 3 укороченной лопаткой 2, имеющей толщину δ. Сужаясь, канал 4 ускоряет движение воздуха в канал 3. Вследствие равенства удвоенной ширины выходного окна канала 4 ширине входного окна канала 3 происходит стабилизация воздушного потока, после чего воздух нагнетается внутрь колеса, а затем снова поступает в канал 3 и, разделенный на два потока укороченной лопаткой 2, стабилизируется в канале 4 и выталкивается из колеса. Кроме того, установка укороченных лопаток уменьшает циркуляцию воздуха между основными лопатками, что снижает потери давления и повышает КПД вентилятора.The impeller of the diametrical fan contains the main and shortened blades 1 and 2, installed between the bearing disks in an alternating order with the formation of channels 3 and 4 between adjacent main blades 1 and between adjacent main and shortened blades 1 and 2. The outer edge of the shortened blades 2 is located on the midline of the channel 3 formed by adjacent main blades 1, and on the outer diameter of the wheel, and the inner edge of the shortened blades 2 is set so that the sum of the areas of the output windows of the channels 4 is larger or equal to the sum of the areas of the output windows of channels 3 and is determined by the condition:
D _1y ≥D _1o + δZ / π
During the operation of the diametrical fan, its main blades 1 give the air directional movement along the channels 4 formed due to the separation of the channel 3 with a shortened blade 2 having a thickness δ. Narrowing, channel 4 accelerates the movement of air into channel 3. Due to the equality of the doubled width of the output window of channel 4 to the width of the input window of channel 3, the air flow stabilizes, after which air is pumped into the wheel and then again enters channel 3 and, divided into two shortened flows blade 2, stabilizes in channel 4 and is pushed out of the wheel. In addition, the installation of shortened blades reduces air circulation between the main blades, which reduces pressure loss and increases the efficiency of the fan.

Исследованиями диаметрального вентилятора с колесом диаметром D₂ 0,3 м, имеющим 12 основных и 12 укороченных лопаток, при частоте вращения n 706 мин^-1 установлено (фиг. 2), что значения максимального КПД вентилятора с предлагаемым колесом превышают значения максимального КПД вентилятора без укороченных лопаток при установке последних на внутреннем диаметре D_1y 0,230-0,257 м (заштрихованная область). При этом номинальные значения полного давления P_vн, развиваемые вентилятором, также увеличиваются.Studies of a diametrical fan with a wheel with a diameter of D ₂ 0.3 m, having 12 main and 12 shortened blades, at a speed of n 706 min ^{-1 it was} established (Fig. 2) that the maximum fan efficiency with the proposed wheel exceeds the maximum fan efficiency without shortened blades when installing the latter on the inner diameter D _1y 0.230-0.257 m (shaded area). In this case, the nominal values of the total pressure P _vн developed by the fan also increase.

Куполообразный характер кривых КПД и полных давлений объясняется следующими явлениями. С увеличением длины хорды лопаток (уменьшением D_1y) возрастает передача энергии потоку воздуха и в то же время увеличиваются потери давления на трение воздуха о поверхность, а при нарушении условия D_1y≥D_1o+δZ/π возникают дополнительные потери давления на преодоление местных сопротивлений сужения каналов 4 и внезапного расширения при переходе воздуха в каналы 3. Кроме того, за укороченными лопатками толщиной δ образуется след в виде вихревой дорожки, который сужает проходное сечение каналов и также увеличивает потери давления.The dome-shaped nature of the efficiency curves and total pressures is explained by the following phenomena. With an increase in the length of the chord of the blades (a decrease in D _1y ), the energy transfer to the air flow increases and at the same time, the pressure loss due to air friction against the surface increases, and if the condition D _1y ≥D _1o + δZ / π is violated, additional pressure losses occur to overcome local resistances narrowing of the channels 4 and sudden expansion during the transition of air into the channels 3. In addition, behind the shortened blades of thickness δ, a trail is formed in the form of a vortex track, which narrows the passage section of the channels and also increases pressure loss.

Проведенные исследования позволили определить значение поправочного коэффициента, учитывающего густоту решетки колеса и аэродинамический след укороченных лопаток, К 1-1,3. The conducted studies allowed us to determine the value of the correction factor, taking into account the density of the wheel grill and the aerodynamic trace of shortened blades, K 1-1,3.

Таким образом, установка укороченных лопаток с рациональными параметрами между основными лопатками рабочего колеса диаметрального вентилятора позволяет путем стабилизации потока воздуха в межлопаточных каналах обеспечить высокие значения давления и КПД. Thus, the installation of shortened blades with rational parameters between the main blades of the impeller of the diametrical fan allows high pressure and efficiency to be achieved by stabilizing the air flow in the interscapular channels.

Claims

A WORKING WHEEL OF A DIAMETER FAN, comprising disks and main blades installed between them, characterized in that shortened blades are installed between the main blades, the outer edge of which is located on the outer diameter of the wheel on the midline of the channel formed by adjacent main blades, and the inner edge on the diameter determined by from the following dependency:
D _1y = nD ₁₀ + δz / π,
where n 1 1.3 coefficient taking into account the density of the wheel grill and the aerodynamic trail of shortened blades;
D ₁ ₀ , D ₁ _the diameter of the input edge of the main blades, the diameter of the input edge of the shortened blades;
δ blade thickness;
Z is the number of main (shortened) blades.