RU2187024C2 - Power plant ventilation system - Google Patents

Power plant ventilation system Download PDF

Info

Publication number
RU2187024C2
RU2187024C2 RU2000123672A RU2000123672A RU2187024C2 RU 2187024 C2 RU2187024 C2 RU 2187024C2 RU 2000123672 A RU2000123672 A RU 2000123672A RU 2000123672 A RU2000123672 A RU 2000123672A RU 2187024 C2 RU2187024 C2 RU 2187024C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
ratio
section
width
ventilation plant
Prior art date
Application number
RU2000123672A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000123672A (en
Inventor
Э.Б. Вавилонский
В.Б. Домнин
О.А. Куракса
В.М. Неволин
М.Л. Наумов
Н.А. Малых
В.А. Андронов
Н.А. Белов
В.В. Григурко
А.С. Тыкало
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения"
Государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уралвагонзавод" им. Ф.Э.Дзержинского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения", Государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уралвагонзавод" им. Ф.Э.Дзержинского filed Critical Государственное унитарное предприятие "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения"
Priority to RU2000123672A priority Critical patent/RU2187024C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2187024C2 publication Critical patent/RU2187024C2/en
Publication of RU2000123672A publication Critical patent/RU2000123672A/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; cooling and ventilating systems. SUBSTANCE: invention relates to ventilation cooling systems of power plants with open air duct design peculiarities of which are lacks of conditions for organizing axially symmetric air flow at ventilation plant impeller and sufficient columns of engine-transmission compartments for building full-profile devices discharging air into atmosphere. According to invention, in cooling system including rack with radiators and ventilation plant installed with tilting in stern part of engine-transmission compartment in curvilinear section of suction circuit with upper arrangement of radiators and provision of screening members at air inlet into ventilation plant consisting of centrifugal impeller with backward-curved blades with relative diameter of inlet Dr/D= 0.85-0.875; inlet guide vane assembly in form of fixed segment grid with central angle of 180-120o installed in upper part of ventilation plant and welded of three guide rings-hyperboloids of revolution of one nape whose imaginary axes coincide with axis of impeller rotation, ratios of diameters of necks of circumferences to outer diameter D of impeller is, respectively, 0.8-0.82, 0.74-0.75, 0.62-0.64, trailing edge of grid upper ring is made with diameter equal to maximum diameter of blade leading edges and curvilinear channels are made with constant section with ratio of upper channel-to-lower passage area being 1: 2; ventilation plant housing of constant B with incomplete opening of scroll, stepped diffuser at outlet, and ratio of areas of housing outlet section to inlet section of ventilation plant being 1.3-1.35, trailing edges of blades of centrifugal impeller are curved to side of impeller rotation of section of relative length L=L/D= 0.05-0.075 from trailing edges with preservation of outlet angle equal to <90°; ratio of width of impeller b2 to outer diameter D of impeller is maintained equal to b2/D = 0,19...0,23, and ratio of width of impeller b2 to width B of housing is equal to b2/B = 0,51...0,58. EFFECT: 12% increase in ventilation plant capacity, rise of static efficiency of ventilation plant from 16-18 to 24%. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторным системам охлаждения (СО) с разомкнутым воздушным трактом СО, особенностью которых является отсутствие условий для организации осесимметричного потока воздуха на входе в рабочее колесо вентиляторной установки (ВУ) и достаточных объемов в моторно-трансмиссионных отделениях (МТО) для построения полнопрофильных устройств выпуска воздуха в атмосферу. The invention relates to open-air ventilator cooling systems (СО), the peculiarity of which is the lack of conditions for organizing an axisymmetric air flow at the inlet to the impeller of a fan unit (WU) and sufficient volumes in the engine-transmission compartments (MTO) to build full-profile devices air release to the atmosphere.

Изобретение, главным образом, может быть использовано в вентиляторных системах охлаждения военно-гусеничных машин (ВГМ), особенно танков отечественного производства с дизельными силовыми установками. The invention, mainly, can be used in fan cooling systems of military tracked vehicles (VGM), especially tanks of domestic production with diesel power plants.

Большая часть существующего парка ВГМ с дизельными двигателями выполнена с вентиляторными системами охлаждения. Most of the existing VGM fleet with diesel engines is equipped with fan cooling systems.

Все зарубежные танки с дизельными силовыми установками превосходят отечественные танки по высоте и объемам МТО, что видно из таблицы [см. Теория и конструкция танков, т. 4 под редакцией П.П.Исакова, М.: Машиностроение, 1984]. All foreign tanks with diesel power plants surpass domestic tanks in height and MTO volumes, as can be seen from the table [see Theory and design of tanks, vol. 4, edited by P.P. Isakov, Moscow: Mashinostroenie, 1984].

В силу этого при размещении вентиляторной установки в МТО зарубежных танков нет затруднений в организации нормальных условий подвода к рабочему колесу и выпуску его в атмосферу, что решается путем создания канализированных воздушных трактов. Организация канализированных воздушных трактов систем охлаждения вынуждается также необходимостью, т.к. на зарубежных танках применяются вентиляторные установки, особенно чувствительные к сопротивлениям на линии всасывания (это относится к осевым вентиляторным установкам танков Челленджер, Валиент, М60А1) или на линии нагнетания (это относится к центробежному вентилятору с лопатками, загнутыми вперед на немецком танке "Леопард-2"). Because of this, when placing a fan installation in the MTO of foreign tanks, there is no difficulty in organizing normal conditions for supplying the impeller and releasing it into the atmosphere, which is solved by creating canalized air ducts. The organization of canalized air ducts of cooling systems is also compelled by necessity, since foreign tanks use fan installations that are especially sensitive to resistances on the suction line (this applies to axial fan installations of the Challenger, Valient, M60A1 tanks) or on the discharge line (this refers to a centrifugal fan with vanes bent forward on the German Leopard-2 tank ").

Поэтому вентиляторные системы охлаждения зарубежных танков не имеют с предлагаемым изобретением сходных признаков. Therefore, the fan cooling systems of foreign tanks do not have similar features with the proposed invention.

Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения являются вентиляторные системы охлаждения дизельных силовых установок отечественных танков типа Т-72 и инженерных машин на их базе [Объект 172М "Техническое описание и инструкция по эксплуатации", книга вторая, М.: Воениздат МО СССР, 1975], имеющие с изобретением следующие сходные признаки:
- стеллаж с установленными в него радиаторами,
- вентиляторную установку системы охлаждения, установленную наклонно в кормовой части МТО в криволинейном участке всасывающей сети с верхним расположением стеллажа с радиаторами и наличием экранирующих элементов, близко расположенных от входного устройства (ВХ), содержащую:
- центробежное рабочее колесо с листовыми лопатками, загнутыми назад, с относительным диаметром входа Д0/Д=0,85...0,875;
- входной направляющий аппарат (ВНА) - неподвижная сегментная решетка с центральным углом 180. ..210o, установленная в верхней части вентиляторной установки, выполненная из трех направляющих колец - однополостных гиперболоидов вращения [М.Я.Выгодский. Справочник по высшей математике. М.: Госиздат физ. математ. литературы, издание 6-е, 1962], мнимые оси которых совмещены с осью вращения рабочего колеса, отношение диаметров горловин окружностей Дг1, Дг2, Дг3 к наружному диаметру рабочего колеса Д составляют соответственно 0,8. . .0,82; 0,74...0,76; 0,62...0,64; выходная кромка верхнего кольца решетки имеет одинаковый диаметр с максимальным диаметром входных кромок лопаток Д1, а образующиеся два криволинейных канала выполнены постоянным сечением и отношение площадей проходных сечений верхнего канала к нижнему составляет 1:2;
- корпус вентиляторной установки постоянной ширины В с неполным раскрытием спирали, ступенчатым диффузором на выходе, отношением площадей выходного сечения корпуса к входному сечению ВУ составляет 1,3...1,35.The closest analogue to the prototype of the invention are fan cooling systems of diesel power plants of domestic tanks of the T-72 type and engineering vehicles based on them [Object 172M "Technical Description and Operating Instructions", second book, M .: Military Publishing of the USSR Ministry of Defense, 1975], having the following similar features with the invention:
- a rack with radiators installed in it,
- a fan installation of the cooling system, installed obliquely in the aft part of the MTO in the curved section of the suction network with the upper location of the rack with radiators and the presence of shielding elements close to the input device (BX), containing:
- a centrifugal impeller with sheet vanes bent backward, with a relative diameter of the inlet D 0 / Д = 0.85...0.875;
- input guide vane (VNA) - a fixed segmented grating with a central angle of 180. ..210 o , installed in the upper part of the fan unit, made of three guide rings - single-cavity hyperboloids of revolution [M.Ya. Vygodsky. Handbook of Higher Mathematics. M .: State Publishing House physical. math literature, 6th edition, 1962], the imaginary axis of which are aligned with the axis of rotation of the impeller, the ratio of the diameters of the neck of the circles D g1 , D g2 , D g3 to the outer diameter of the impeller D are 0.8, respectively. . .0.82; 0.74 ... 0.76; 0.62 ... 0.64; the output edge of the upper lattice ring has the same diameter with the maximum diameter of the input edges of the blades D 1 , and the resulting two curved channels are made of constant cross section and the ratio of the passage areas of the upper channel to the lower one is 1: 2;
- the case of a fan installation of constant width B with incomplete opening of the spiral, a step diffuser at the output, the ratio of the areas of the output section of the housing to the input section of the VU is 1.3 ... 1.35.

Аэродинамические характеристики центробежного рабочего колеса вентилятора с лопатками, загнутыми назад, установленного за пакетом радиаторов большого фронта на линии всасывания, менее чувствительны по сравнению с другими типами колес вентиляторов к искажению правильной геометрической формы спирального корпуса ВУ. The aerodynamic characteristics of a centrifugal impeller of a fan with vanes bent back mounted behind a package of radiators of a large front on the suction line are less sensitive compared to other types of fan wheels to distortion of the correct geometric shape of the spiral casing of the VU.

Конструкция прототипа имеет следующие недостатки:
- вектор относительной скорости потока воздуха на входе в лопатки на большей части поворота колеса образует с входными кромками отрицательные углы атаки, вызванные плохим наполнением колеса из-за крутого поворота потока на участке от радиаторов к ВХ;
- близкое расположение экранирующих элементов МТО от входа в ВУ также вызывает неравномерность полей скоростей и давлений воздуха на входе в рабочее колесо, ухудшая аэродинамические показатели вентиляторной установки.The prototype design has the following disadvantages:
- the vector of the relative speed of the air flow at the entrance to the blades on the majority of the rotation of the wheel forms negative angles of attack with the input edges caused by poor filling of the wheel due to a sharp turn of the flow in the area from radiators to VX;
- the close location of the MTO shielding elements from the entrance to the WU also causes unevenness of the velocity fields and air pressures at the entrance to the impeller, worsening the aerodynamic performance of the fan unit.

Задачей изобретения является повышение производительности и КПД вентиляторной установки за счет оптимизации геометрических размеров ВУ в условиях ее работы в криволинейном канале воздушного тракта МТО при наличии близко расположенных экранирующих элементов от входного устройства вентиляторной установки. The objective of the invention is to increase the productivity and efficiency of the fan unit by optimizing the geometric dimensions of the VU in the conditions of its operation in the curved channel of the MTO air path in the presence of closely spaced shielding elements from the input device of the fan unit.

Указанная задача решается за счет применения совокупности новых существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения:
1. В отличие от прототипа системы охлаждения центробежное рабочее колесо вентилятора с лопатками, загнутыми назад, выполнено с изменением профилей межлопаточных каналов. При этом выходные кромки лопаток на участке относительной длины

Figure 00000002
L/Д= 0,05. . .0,075 выполнены с плавным загибом в сторону вращения до β2=62o<90o. Полученное приращение производительности вентиляторной установки оптимизирует условия набегания потока воздуха на входные кромки.This problem is solved by applying a combination of new essential features characterizing the essence of the claimed invention:
1. In contrast to the prototype of the cooling system, the centrifugal impeller of the fan with the blades bent back is made with a change in the profiles of the interscapular channels. The output edges of the blades in the relative length section
Figure 00000002
L / D = 0.05. . .0.075 are made with a smooth bend in the direction of rotation to β 2 = 62 o <90 o . The resulting increment in the performance of the fan unit optimizes the conditions for the air flow at the inlet edges.

2. Отношение ширины рабочего колеса вентилятора b2 к внешнему диаметру колеса Д выполнено равным b2/Д=0,19...0,23.2. The ratio of the width of the impeller of the fan b 2 to the outer diameter of the wheel D is made equal to b 2 / D = 0.19 ... 0.23.

Выбор оптимального отношения b2/Д является компромиссом между шириной колеса и расстоянием до экранирующего элемента на входе в ВУ.The choice of the optimal ratio b 2 / D is a compromise between the width of the wheel and the distance to the shielding element at the entrance to the WU.

3. Также оптимизировано отношение ширины колеса b2 к ширине корпуса В, которое составило b2/В=0,51...0,58.3. Also, the ratio of the width of the wheel b 2 to the width of the housing B, which was b 2 / B = 0.51...0.58, is optimized.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показана вентиляторная система охлаждения силовой установки, состоящая из:
1 - стеллажа с установленными в него радиаторами и вентиляторной установки, содержащей:
2 - корпус вентиляторной установки;
3 - входной направляющий аппарат (ВНА);
4 - центробежное рабочее колесо;
а также
5 - экранирующих элементов конструкции МТО на входе в вентиляторную установку.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a fan cooling system of a power plant, consisting of:
1 - a rack with installed radiators and a fan unit, containing:
2 - casing of the fan installation;
3 - input guide apparatus (VNA);
4 - centrifugal impeller;
and
5 - shielding elements of the MTO design at the entrance to the fan unit.

На разрезе Б-Б изображено центробежное рабочее колесо вентиляторной установки с профилями лопаток, заявляемыми в изобретении. Section BB shows a centrifugal impeller of a fan unit with blade profiles of the invention.

Условные обозначения вентиляторной установки соответствуют общепринятым в технической литературе [Т.С.Соломахова, К.В.Чебышева. Центробежные вентиляторы. Справочник, М.: Машиностроение, 1980]. Conventional designations of a fan unit correspond to those generally accepted in the technical literature [T.S. Solomakhova, K.V. Chebysheva. Centrifugal fans. Handbook, M.: Mechanical Engineering, 1980].

Д - наружный диаметр колеса;
Д0 - диаметр входного отверстия вентиляторной установки;
Д1 - диаметр входных кромок вентилятора;
Дг1, Дг2, Дг3 - диаметры горловин направляющих колес;
b2 - ширина колеса на выходе;
В - ширина корпуса вентиляторной установки;

Figure 00000003
L/Д - относительная длина лопатки от выходной кромки до начала загиба в сторону вращения колеса,
β1 и β2- углы входа и выхода лопаток;
Относительный диаметр входа Д0/Д.D is the outer diameter of the wheel;
D 0 - the diameter of the inlet of the fan unit;
D 1 - the diameter of the input edges of the fan;
D g1 , D g2 , D g3 - the diameters of the necks of the guide wheels;
b 2 - wheel width at the exit;
B is the width of the housing of the fan unit;
Figure 00000003
L / D is the relative length of the blade from the output edge to the beginning of the bend in the direction of rotation of the wheel,
β 1 and β 2 are the angles of entry and exit of the blades;
The relative diameter of the inlet is D 0 / D.

В результате реализации этих новых существенных признаков, характеризующих изобретение и являющихся отличительными от прототипа, на экспериментальном образце вентиляторной системы охлаждения достигнут следующий технический результат:
- прирост производительности вентиляторной установки составил 12%;
- статический КПД вентиляторной установки повысился с 16...18% до 24%.As a result of the implementation of these new significant features that characterize the invention and are distinctive from the prototype, the following technical result was achieved on an experimental sample of a fan cooling system:
- the increase in productivity of the fan unit was 12%;
- the static efficiency of the fan installation increased from 16 ... 18% to 24%.

Claims (1)

Вентиляторная система охлаждения силовой установки, содержащая стеллаж с радиаторами и вентиляторную установку (ВУ), установленную наклонно в кормовой части моторно-трансмиссионного отделения (МТО) в криволинейном участке всасывающей сети с верхним расположением радиаторов и наличием экранирующих элементов на входе воздуха в ВУ, состоящую из центробежного рабочего колеса с листовыми лопатками, загнутыми назад, с относительным диаметром входа До/Д= 0,85-0,875; входного направляющего аппарата - неподвижной сегментной решетки с центральным углом 180-210o, установленного в верхней части вентиляторной установки, сваренной из трех направляющих колец - однополостных гиперболоидов вращения, мнимые оси которых совмещены с осью вращения рабочего колеса, отношение диаметров горловин окружностей к наружному диаметру рабочего колеса Д составляют соответственно 0,8-0,82; 0,74-0,76; 0,62-0,64, выходная кромка верхнего кольца решетки выполнена одинакового диаметра с максимальным диаметром входных кромок лопаток, а образующиеся два криволинейных канала выполнены с постоянным сечением и отношение площадей проходных сечений верхнего канала к нижнему составляет 1:2; корпуса вентиляторной установки постоянной ширины В с неполным раскрытием спирали, ступенчатым диффузором на выходе, отношением площадей выходного сечения корпуса к входному сечению ВУ 1,3-1,35, отличающаяся тем, что выходные кромки лопаток центробежного рабочего колеса на участке относительной длины L=L/Д=0,05-0,075 выполнены с плавным загибом в сторону вращения колеса, при этом угол выхода лопаток выполнен <90o; отношение ширины рабочего колеса b2 к внешнему диаметру колеса Д составляет b2/Д=0,19-0,24; отношение ширины колеса b2 к ширине корпуса В b2/B=0,51-0,58.A power plant cooling fan system comprising a rack with radiators and a fan unit (WU) mounted obliquely in the aft part of the engine-transmission compartment (MTO) in a curved section of the suction network with an upper radiator and the presence of screening elements at the air inlet of the WU, consisting of a centrifugal impeller with sheet vanes bent backward with a relative inlet diameter D o / D = 0.85-0.875; input guide vane - fixed segmented grating with a central angle of 180-210 o , installed in the upper part of the fan assembly, welded from three guide rings - single-cavity hyperboloids of revolution, the imaginary axis of which are aligned with the axis of rotation of the impeller, the ratio of the diameters of the neck of the circles to the outer diameter of the working wheels D are 0.8-0.82, respectively; 0.74-0.76; 0.62-0.64, the output edge of the upper ring of the grating is made of the same diameter with the maximum diameter of the input edges of the blades, and the resulting two curved channels are made with a constant cross section and the ratio of the passage areas of the upper channel to the lower is 1: 2; the housing of the fan installation of constant width B with incomplete opening of the spiral, a step diffuser at the outlet, the ratio of the areas of the output section of the housing to the inlet section of the VU 1.3-1.35, characterized in that the output edges of the blades of the centrifugal impeller in a portion of relative length L = L / D = 0.05-0.075 made with a smooth bend in the direction of rotation of the wheel, while the exit angle of the blades is made <90 o ; the ratio of the impeller width b 2 to the outer diameter of the wheel D is b 2 / D = 0.19-0.24; the ratio of the width of the wheel b 2 to the width of the housing B b 2 / B = 0.51-0.58.
RU2000123672A 2000-09-14 2000-09-14 Power plant ventilation system RU2187024C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123672A RU2187024C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Power plant ventilation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123672A RU2187024C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Power plant ventilation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2187024C2 true RU2187024C2 (en) 2002-08-10
RU2000123672A RU2000123672A (en) 2002-09-27

Family

ID=20240072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000123672A RU2187024C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Power plant ventilation system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187024C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538975C2 (en) * 2013-05-21 2015-01-10 Александр Николаевич Крутин High pressure fan of device for drying with use of hot gas
CN109973438A (en) * 2019-04-24 2019-07-05 宁波方太厨具有限公司 A kind of centrifugal blower volute

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Объект 172 М. /Техническое описание и инструкция по эксплуатации, кн. 2-я. - М.: Воениздат МО СССР, 1975. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538975C2 (en) * 2013-05-21 2015-01-10 Александр Николаевич Крутин High pressure fan of device for drying with use of hot gas
CN109973438A (en) * 2019-04-24 2019-07-05 宁波方太厨具有限公司 A kind of centrifugal blower volute
CN109973438B (en) * 2019-04-24 2021-01-19 宁波方太厨具有限公司 Volute of centrifugal fan

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102518997B1 (en) double inverted fan
FI71819B (en) AXIALFLAEKT
US6398492B1 (en) Airflow guide stator vane for axial flow fan and shrouded axial flow fan assembly having such airflow guide stator vanes
EP2975269B1 (en) Centrifugal compressor
US10514046B2 (en) Air management system for the outdoor unit of a residential air conditioner or heat pump
EP2530331B1 (en) Axial fan assembly for a vehicle cooling system
CN103649548A (en) Airflow assembly having improved acoustical performance
US9739287B2 (en) Fan and motor assembly and method of assembling
TWI256441B (en) Axial flow fan
US9328939B2 (en) Air handling unit with mixed-flow blower
RU2187024C2 (en) Power plant ventilation system
US3794443A (en) Wide dispersion fan impeller
US10598181B2 (en) Gas turbine engines and compression systems therefor
US9945390B2 (en) Centrifugal blower and method of assembling the same
KR100599860B1 (en) Hybrid Multi-stage Axial Fan Provided with a Hood
CN210141211U (en) Centrifugal fan and air conditioner
KR200497415Y1 (en) Airfoil blades for centrifugal impeller
RU51133U1 (en) CHANNEL FAN
US12006947B2 (en) Diagonal fan with outlet guide vane device
CN216077731U (en) Fluid director for centrifugal fan and centrifugal fan applying fluid director
US20220325905A1 (en) Air handling unit and fan therefor
KR20190044756A (en) Method For Installing Fan And Blower Apparatus Using The Method
US20220106966A1 (en) Diagonal fan with outlet guide vane device
US2995293A (en) Guide means on impellers for centrifugal pumps or blowers
RU2235221C1 (en) Cross-flow fan

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20101229