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.