Năng lượng - Quạt và hệ thống

1QUẠT và HỆ THỐNG (FANS, BLOWERS AND SYSTEMS) DẪN NHẬP CÁC LOẠI QUẠT CÁC THÔNG SỐ: ĐẶC TÍNH, HÌNH HỌC CHỌN QUẠT CÁC QUI LUẬT ĐỒNG DẠNG VẬN HÀNH, LẮP ĐẶT • KHẢO NGHIỆM QUẠT • TÍNH TRỞ LỰC HỆ THỐNG ( xem giáo trình) • TÍNH TÓAN CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA QUẠT Nguyễn Hùng Tâm 2QUẠT và HỆ THỐNG • Quạt được sử dụng nhiều trong sinh họat, công nghiệp, nhằm cung cấp gío, tiêu thụ > 15% điệngồm: • Quạt, đường ống+co nối, môtơ+điều khiển, thiết bị đo, thiết bị đầu cuối (Bộ TĐN, ĐHKK..) • Fans: H< 1136mmWG • (tỷ số nén <1.11) • Blower: H< 2066 mmWG (1.11 – 1.2) • Compressor: (>1.2 ) Nguyễn Hùng Tâm 3QUẠT và HỆ THỐNG • CÁC LOẠI QUẠT – 4 LOẠI CHÍNH: li tâm ( centrifugal), hướng trục (axial), hỗn hợp (mixed flow) và ngang dòng(cross flow) Nguyễn Hùng Tâm 4QUẠT và HỆ THỐNG • QUẠT LITÂM: cấu tạo và NLHĐ Hút vào Thổi ra Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 5 QUẠT LITÂM: cấu tạo và NLHĐ Plenum Fan Quạt có 2 miệng hút FC Fan( Sirocco) Nguyễn Hùng Tâm 6 • Cấu tạo rotor: • Dĩa sau, cánh, dĩa trước • Dĩa trước có thể côn, phẳng hoặc không có tùy theo công dụng • Dĩa sau phẳng hoặc không có • Cánh có hoặc không có gân tăng cứng ( bền) Dĩa sau Cánh Dĩa Côn trước Gân tăng bền Gân tăng bền Nguyễn Hùng Tâm 7 QUẠT và HỆ THỐNG • CÁC DẠNG CÁNH: Dạng khí(AF) Nghiêng lui (BI), Cong tới (FC) Hướng tâm (RB) Đầu cánh hướng tâm (RT) 2 miệng hút Nguyễn Hùng Tâm 8 Nguyễn Hùng Tâm 9 Quạt li tâm nhiều tầng cánh Vỏ ngoài dạng trụ tròn Quạt li tâm 1 tầng cánh có vỏ ngoài dạng xoắn ốc 10 QUẠT và HỆ THỐNG CÁC DẠNG CÁNH: phạm vi sử dụng Cánh AF: có hiệu suất (ƞ) cao nhất, ít ồn, dùng trong thông thóang,ĐHKK, TĐN. Cánh BI: dễ chế tạo hơn AF, dùng trong HVAC, khí có tính mài mòn Cánh FC: ít ồn nhất, Q lớn, ƞ thấp Cánh RB: ƞ trung bình, vận chuyển vật liệu Cánh RT: có ƞ cao hơn RB Nguyễn Hùng Tâm 11 QUẠT và HỆ THỐNG • QUẠT HƯỚNG TRỤC: cấu tạo và NLHĐ • Có 3 dạng Quạt chong chóng,(propeller, panel) Quạt trục ống (tube axial, TAF) Quạt trục có hướng dòng (van axial, VAF) Nguyễn Hùng Tâm 12 QUẠT và HỆ THỐNG • QUẠT HƯỚNG TRỤC: 2 tầng cánh, nhằm tăng H, có 2 dạng: 2 stage VAF 2 stage TAF Nguyễn Hùng Tâm 13Nguyễn Hùng Tâm 14 Đường đặc tính của quạt HT Đường đặc tính của các lọai quạt HT có cùng đường kính roto và số vòng quay n Nguyễn Hùng Tâm 15 QUẠT và HỆ THỐNG • QUẠT mixed flow = axial +centrifugal Dạng 1 Dạng 2 Nguyễn Hùng Tâm 16 QUẠT mixedflow = axial +centrifugal = inline centrifugal Nguyễn Hùng Tâm 17 QUẠT và HỆ THỐNG • QUẠT crossflow Nguyễn Hùng Tâm 18 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TÍNH • Lưu lượng Q, m3/s • Cột áp H: tĩnh áp-động áp, mmH2O • Công suất Plt kW • Plt= Q * H/102 • Công suất thực Pth kW • • Hiệu suất: % η = Plt / Pth • BEP, FOP • Đường đặc tính Quạt: Q= f(H,P, η) Nguyễn Hùng Tâm 19 CÁC THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC QUẠT HT • Đường kính rotor, Dro, • Đường kính trống, Dtr, Dh • Đường kính vỏ, Dvỏ • Góc đặt cánh β1 β2 • Khe hở đầu cánh – < 1,5% chiều dài cánh • Cánh nắn dòng • Chiều dài ống vào – L1> 0,2Dtr • Chiều dài vỏ – L2 > 0,7Dtr • Bán kính loe r • Số cánh z, dạng cánh khí động, hay cong phẳng Nguyễn Hùng Tâm 20 Ảnh hưởng của các thông số hình học Tỷ số Dh/Dr đến H • Số cánh và Bề rộng cánh đến độ ồn và η • Khe hở đầu cánh đến η, độ ồn, H Nguyễn Hùng Tâm 21 Ảnh hưởng của góc đặt cánh Góc đặt cánh ảnh hưởng đến Q, H Nguyễn Hùng Tâm 22 CÁC THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC QUẠT LT • Đường kính roto D2, đường kính miệng hút D1, bề rộng roto B1, B2; bề rộng vỏ B; góc đặt cánh ß1, ß2; Có vỏ ngòai tròn, hoặc xoắn với các bán kính tạo vỏ R1, 2, 3, 4 hoặc không có vỏ • Số cánh z, dạng cánh khí động, cong phẳng Nguyễn Hùng Tâm 23 CÁC QUI LUẬT ĐỒNG DẠNG • Đồng dạng lưu lượng • Đồng dạng cột áp • Đồng dạng công suất • Đồng dạng độ ồn N2 - N1=50 log10(D2/D1) + 50 log10(n2/n1) • Với chỉ số 1 là của quạt đã biết, 2 là của quạt muốn biết 3 1 2 1 2 1 2             = D D n n Q Q 2 1 2 2 1 2 1 2             = ∆ ∆ D D n n p p 5 1 2 3 1 2 1 2             = D D n n P P Nguyễn Hùng Tâm 24 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH QUẠT – HỆ THỐNG • Đồ thị mô tả quan hệ của Q với H,P, • Điểm BEP • Điểm FOP là giao điểm của đường đặc tính quạt với hệ thống Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 25 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH QUẠT Đồ thị mô tả quan hệ của Q với H,P, 10 12 14 16 18 20 22 24 26 20 30 40 50 60 70 80 90 100 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tó nh a ùp, m m H 2O , H ie äu su aát , Ñ oä oàn Löu löôïng, m3/s ÑÖÔØNG ÑAËC TÍNH QUAÏT Quaït 150HT-0.50-32-2010, n=782 v/ph mmH2O Tinh,% Co, % dB(A)_T kWatt 26 KHẢO NGHIỆM QUẠT • Nhằm xác định đường đặc tính quạt • PHƯƠNG PHÁP vật cản : (Orific, Ventury, Nozzle) • PHƯƠNG PHÁP dùng ống pitot (Hệ Ống khảo nghiệm): (JIS B 8330, ANSI/AMCA 210-99) Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 27 Dụng cụ đo áp: ống pitot, áp kế Phương pháp lỗ ( orific) Áp kế nghiêng ( inclined manometer) Ống pitot Nguyễn Hùng Tâm 28 Đọc thêm Giáo trình Bơm quạt máy nén, Nguyễn Hùng tâm, 2007; và Phương pháp khảo nghiệm quạt theo JIS B 8330 Phương pháp ống khảo nghiệm Khi 29 Ống pitot tiêu chuẩn Nguyễn Hùng Tâm 30 Vị trí đo vận tốc gió trong ống tròn, chữ nhật Nguyễn Hùng Tâm 31 CHỌN QUẠT • LI TÂM, HƯỚNG TRỤC HAY HỖN HỢP? • 1/ Tùy theo Q, H, n – Nếu H < 50mmWG nên chọn HT – Dựa vào hệ số ns – Với Q,m3/s; H,mmH2O; n,rpm • 2/ Tùy vào các yêu cầu: gọn nhẹ, độ ồn, to ,bụi 4 3 2 1 * H Qnns = Nguyễn Hùng Tâm 32 Chọn quạt theo hệ số ns Nguyễn Hùng Tâm 33 TRỞ LỰC HỆ THỐNG • TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG • TRỞ LỰC CỤC BỘ • TRỞ LỰC CỦA THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI. • Đọc tài liệu: • NGUYỄN HÙNG TÂM , 2007, Giáo trình Bơm Quạt Máy nén ứng dụng • ASHRAE handbook, 2004. Systems and Equipment. Chương16,18 . ASHRAE handbook, 2001. Fundamental. Chương,12,32,34,35. • Leâ Chí Hieäp. 2001. Kyõ thuaät ñieàu hoøa khoâng khí: Chöông 10: Thieát keá oáng daãn khoâng khí, trang 325- 416. Nxb Khoa hoïc Kyõ thuaät, Haø noäi. Nguyễn Hùng Tâm 34 TÍNH TÓAN • Nhằm tính toán các thông số chính của quạt: hướng trục, li tâm đọc NGUYỄN HÙNG TÂM , 2007, file Xls, Giáo trình Bơm Quạt Máy nén ứng dụng • và các bảng tính Excels. • Làm các bài tập liên quan, và • Làm các khảo nghiệm quạt • Lưu ý: việc tính tóan thiết kế quạt cần kết hợp lý thuyết và thực nghiệm, kinh nghiệm, nhất là đối với quạt li tâm vì có nhiều sự chọn lựa cho một yêu cầu cụ thể Nguyễn Hùng Tâm 35 MỘT VÀI LƯU Ý KHI LẮP ĐẶT QUẠT-TK Ổ đở có thể: treo 1 bên, 2 bên, hoặc đặt 1 bên, Không hoặc có miệng hút chuyển hướng, 1 hay 2 miệng hút.. Nguyễn Hùng Tâm 36Nguyễn Hùng Tâm 37 Lắp đặt quạt – đường ống hút Lắp đúng ống hút Lắp sai Nguyễn Hùng Tâm 38 Lắp đặt quạt – đường ống đẩy Lắp ống đường đẩy Đúng Lắp sai Cần chọn quạt hợp lý để diện tích miệng thổi và diện tích đường ống gần bằng nhau! Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 39 Lắp trên sàng Lắp dưới trần nhà Nguyễn Hùng Tâm 40 • Kiểm tra bộ truyền đai 41 LẮP QUẠT HT • CHƯA ĐÚNG • ĐÚNG Môtơ phía trước cánh gây rối và ồn Độ côn đầu vào lớn gây rối và tổn thất Nguyễn Hùng Tâm 42Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 43 Quạt HT lắp trên sàng nhà Nguyễn Hùng Tâm 44 Quạt HT lắp dưới trần Nguyễn Hùng Tâm 45 Quạt + Moto lắp ngoài, lắp trên sàng Nguyễn Hùng Tâm 46 Quạt + Moto lắp ngoài, lắp dưới trần Nguyễn Hùng Tâm 47 • Cần trao đổi thêm xin liên hệ: • GVC. Nguyễn Hùng Tâm • hungtamng@yahoo.com • DĐ 0913 900 676 • Một số hình ảnh về quạt đã được nghiên cứu TK chế tạo KN và lắp đặt 48Nguyễn Hùng Tâm 49Nguyễn Hùng Tâm Nguyễn Hùng Tâm 50 Nguyễn Hùng Tâm 51 NOW WHAT ??? Why ???