Akademia Górniczo-Hutnicza
im. Stanisława Staszica
w Krakowie

Przedmiot: Wentylacja i pożary

Temat laboratorium:

Zdejmowanie charakterystyki wentylatora.

Bartosz Grzesiak

Sławomir Jastrzębski
GiG, rok IV, EZSM,
Gr. 2/1

1. Wstęp teoretyczny.

Charakterystyka wentylatora wyraża zależności między spiętrzeniem całkowitym p_c, mocą N a sprawnością Q wentylatora, przy czym zwykle jako wydajność przyjmuje się objętościowe natężenie przepływu powietrza przepływającego przez płaszczyznę wlotu lub wylotu wentylatora.

Zdejmując charakterystyki wentylatora głównego wykorzystujemy zasuwę w kanale wentylacyjnym. Przy każdym położeniu zasuwy wyznaczamy:

• spiętrzenie statyczne i za pomocą rurki Prandtla zabudowanej w kanale wentylacyjnym połączonej wężami grubościennymi z manometrem wodnym umieszczonym na zewnątrz kanału

• średnie prędkości przepływu powietrza u wylotu dyfuzora za pomocą anemometrów

• temperaturę powietrza za pomocą termometru suchego i termometru wilgotnego

• ciśnienie powietrza za pomocą baroluksu

• moc elektryczną za pomocą watomierza

Zadaniem wentylatora jest przekazywanie powietrzu energii wystarczającej na pokonanie oporów ruchu w przewodzie oraz na nadanie powietrzu odpowiedniej energii kinetycznej.

Wentylator może współpracować z przewodem w następujący sposób:

1. przez zasysanie powietrza z sieci położonej w całości po stronie ssącej wentylatora (przewietrzanie ssące)

2. przez doprowadzenie powietrza do sieci znajdującej się po stronie tłoczącej wentylatora ( przewietrzanie tłoczące)

3. przez zasysanie powietrza z jednego elementu sieci i tłoczenie do kolejnego elementy ( przewietrzanie ssąco- tłoczące)

1. Wzory obliczeniowe.

• Wydatek objętościowy powietrza:

Q = 2, 227 • 10⁻⁴ • V_rz

• Całkowite spiętrzenie wentylatora jest równe różnicy całkowitych ciśnień absolutnych na wylocie i wlocie wentylatora:

p_c = p_t − p_s

• W przypadku przewietrzania ssącego:

$${p}_{c} = {p}_{\text{st}} - \frac{\rho \bullet v_{s}^{2}}{2}$$

• Moc użyteczną wentylatora obliczamy z poniższego wzoru:

N_u = Q • p_c [W]

• Sprawność urządzenia wentylacyjnego, obejmującego silnik i wentylator, obliczamy za pomocą wzoru:

$$\eta = \frac{N_{u}}{N} \bullet 100\left\lbrack \% \right\rbrack$$

Gdzie:

p_st - spiętrzenie statyczne zmierzone sondą statyczną umieszczoną między wentylatorem a zasuwą [N/m²]

${p}_{d} = \frac{\rho \bullet v_{s}^{2}}{2}$ - spiętrzenie dynamiczne [N/m²]

1. Zestawienie wyników:

Temperatura sucha: 18,6 ˚C

Temperatura wilgotna: 13,6 ˚C

Ciśnienie : 987,42 [hPa]= 98742 [Pa]

Gęstość powietrza: 1,2 [kg/m³]

Napięcie: U= 40 [V] (const.)

1 mm H₂O = 9,81 Pa

1. Wentylator 1 – układ ssący

Lp.	Δpst mmH2O	Δpst [Pa]	Vrz [m/min]	N1 [W]	Q [m^3/s]	Vśr [^m/s]	Δpc [^N/m^2]	Nu [W]	η [%]
1	285	2795,85	60	70	0,0133	1,0	2795.25	37,18	53
2	265	2599,65	66	71	0,0146	1,11	2598,91	37,94	53
3	245	2403,45	82	72	0,0182	1,37	2402,32	43,72	61
4	225	2207,25	88	72	0,0195	1,46	2205,97	43,02	60
5	205	2011,05	94	73	0,0209	1,56	2009,59	42	57
6	185	1814,85	98	73	0,0218	1,64	1813,24	39,52	54

Wentylator 2 – układ ssący

Lp.	Δpst mmH2O	Δpst [Pa]	Vrz [m/min]	N2 [W]	Q [m^3/s]	Vśr [^m/s]	Δpc [^N/m^2]	Nu [W]	η [%]
1	240	2354,4	63,6	93	0,0141	1,06	2353,7	33,19	36
2	220	2158,2	66,6	94	0,0148	1,11	2157,5	31,93	34
3	200	1962	69,6	94	0,0154	1,16	1961,2	30,2	32
4	180	1765,8	70,8	95	0,0157	1,18	1765	27,71	29
5	160	1569,6	73,8	96	0,0164	1,23	1568,7	25,73	27
6	140	1373,4	85,8	97	0,0191	1,43	1372,2	26,21	27

Połączenie szeregowe wentylatorów 1 i 2

Lp.	Δpst mmH2O	Δpst [Pa]	Vrz [m/min]	N3 [W]	Q [m^3/s]	Vśr [^m/s]	Δpc [^N/m^2]	Nu [W]	η [%]
1	315	3090,1	117,6	173	0,0262	1,96	3087,8	80,9	47
2	295	2893,9	120	174	0,0267	2,0	2891,5	77,2	44
3	275	2697,7	119,4	175	0,0266	1,99	2695,3	71,7	41
4	255	2501,5	118,8	174	0,0264	1,98	2499,1	66	38
5	235	2305,3	110,4	175	0,0246	1,84	2303,3	56,7	32
6	215	2109,1	118,2	175	0,0263	1,97	2106,8	55,4	31