2.3. Tính toán và lựa chọn các chi tiết
2.3.2. Tính toán thiết kế quạt hút
*) Thể tích phòng mô hình:
Thể tích phòng: 1x1x1= 1 m3
*) Mức độ thay đổi không khí cần thiết mỗi giờ:
Hình 2.2 Bảng mức độ thay đổi không khí cần thiết mỗi giờ
Dựa vào trên ta thấy mức độ thay đổi không khí cần thiết mỗi giờ là 6lần/giờ.
*) Lượng không khí cần thiết:
Lượng không khí cần thiết: 6*1 = 6 (m3/h)
Với nhu cầu lưu lượng không khí thực tế là 6 m /h thì ta phải lựa chọn loại quạt3 hút có lưu lượng gió lớn hơn để đảm bảo quá trình hút.
Quạt hướng trục là loại quạt cánh dẫn mà dòng khí đi vào quạt song song với trục quạt dùng để vận chuyển khí. Quạt hướng trục là một loại máy thủy khí biến đổi cơ năng thành năng lượng của chất khí mà cột áp của quạt không quá 1500 mm cột nước.
Quạt là thiết bị vận chuyển chất khí có số vòng quay đặt trưng nS = 80 ÷ 300 (vg/phút), ns = 53
Với :
ω :vận tốc góc [ 1/s ].
H :cột áp của máy quạt [mét không khí].
Q : lưu lương của quạt [m3/phút].
18
quạt li tâm nS = 20 ÷ 80 ( vg/ phút ) . quạt hướng trục nS > 80 ÷ 300 (vg/phút).
Căn cứ vào nguyên lý hút đẩy không khí ta chia ra thành các nhóm sau:
Quạt hút không khí vào.
Quạt đẩy không khí ra.
Căn cứ vào cấu tạo cánh quạt lắp vào bầu cánh chia ra thành các nhóm sau:
Quạt có cánh lắp cố định vào bầu cánh.
Quạt có cánh lắp có thể quay được quanh trục lắp vào bầu.
Quạt hướng trục được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất và sinh hoạt.
Nó có thể tạo được lưu lượng khá lớn từ 3000 ÷ 600000 (). Nó thường được kết hợp với các đường ống cùng những thiết bị trên đường ống để tạo thành hệ thống quạt:
Dùng để hút bụi, hút hơi, khí độc, vận chuyển các nguyên liệu có kích thước nhỏ như: bột , cám , trấu , mùn cưa , than cám ,...
Dùng thông gió làm mát trong nhà ở ; trong hầm; cho nhà xưỡng, được áp dụng khi nhiệt độ không khí ngoài trời thấp hơn nhiệt độ không khí trong phòng hay phân xưởng.
Dùng để điều hoà không khí. Điều hoà không khí là tạo ra bầu không khí có nhiệt độ và độ ẩm như ý muốn bất kể không khí ngoài trời có nhiệt độ như thế nào.
Ngoài ra bầu không khí do hệ thống điều hoà trung tâm tạo ra có chất lượng cao:
không bụi, không mùi, không chất độc hại, không ồn, luôn ổn định.
Ngoài ra nó còn được ứng dụng trong hệ thống sấy. Tác nhân sấy có thể là khí nạp hoặc khí lò.
*) Hiệu suất thuỷ lực của quạt hướng trục.
Hiệu suất thuỷ lực của quạt phụ thuộc vào sự hoàn thiện hình dạng phần dẫn dòng của quạt, chất lượng gia công sản phẩm dẫn dòng và vào kích thước của quạt.
Theo tài liệu [1] :
Ta có η = 0,75 ÷ 0,92. h Ta chọn η = 0,75.h
*) Hiệu suất cơ khí của quạt hướng trục.
Tổn thất cơ học bao gồm các tổn thất bao gồm các năng lượng gây nên do ma sát trong các chèn, palie, đĩa. Với việc ngày càng phát triển càng mạnh trong ngành chế tạo quạt thì hiệu suất cơ khí học ngày càng được cải thiện và nâng cao.
Theo tài liệu [1] :
Ta có η = 0,94 ÷ 0,98. m Ta chọn η = 0,94.m
*) Hiệu suất thể tích của quạt hướng trục Theo tài liệu [1]:
Ta có η = 0,94 ÷ 0,96. Q Ta chọn η = 0,94.Q
*) Hiệu suất chung của quạt hướng trục
Theo tài liệu [1] ta có hiệu suất chung của quạt hướng trục được xác định theo công thức sau:
η = ηh.η .ηm Q
Trong đó :
η : hiệu suất của quạt hướng trục.
ηh : hiệu suất thủy lực của quạt hướng trục.
ηm : hiệu suất cơ khí của quạt hướng trục.
ηtt : hiệu suất thể tích của quạt hướng trục.
Vậy hiệu suất của quạt hướng trục là:
η = 0.75x0.94x0.94 = 0,663.
2.3.2.1. Công suất của quạt hướng trục
20
Theo tài liệu [2] ta có công suất của quạt hướng trục được tính như sau:
N = (W) Trong đó :
N : công suất trên trục của quạt hướng trục.
η : hiệu suất chung của quạt hướng trục.
Q : lưu lượng của quạt hướng trục ta có:
Q = 300 () = 0.0834().
H : cột áp của quạt hướng trục:
H = 14 mm H O = 11.67 mét cột không khí.2
Vậy ta có công suất của quạt hướng trục là:
N = 17.3 (W).
2.3.2.2. Chọn động cơ kéo quạt
*) Phân tích và chọn loại động cơ kéo quạt
Khi chọn động cơ phải đảm bảo công suất dẫn động phù hợp với công suất trên trục quạt, đảm bảo số vòng quay để khi làm việc đảm bảo tuổi thọ cho quạt.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chủng loại động cơ kéo quạt (động cơ điện, động cơ nhiệt), ta chọn động cơ kéo quạt là động cơ điện :
Có độ tin cậy.
Dùng nguồn năng lượng rẻ tiền, chi phí quản lý ít tốn kém hơn động cơ nhiệt.
Số vòng quay động cơ điện ổn định.
Gọn nhẹ, dễ khởi động, dễ bố trí.
*) Chọn động cơ điện, các thông số kỹ thuật động cơ điện, cách lắp đặt
Chọn động cơ điện: động cơ điện ta chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất trên trục quạt để bù vào phần mất mát do ma sát, truyền động khớp nối từ động cơ điện đến quạt. Đồng thời có thể tận dụng được toàn bộ công suất của quạt, động cơ điện chọn có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động.
Theo tài liệu [2] ta có:
Công suất động cơ điện N :đc
Nđc = Trong đó :
N : công suất đặt lên trục quạt (KW).
a : hệ số , theo bảng 4.1 tài liệu [2] ta chọn a = 1,15.
t : hệ số hiệu dụng truyền động , t = 1 (truyền động trực tiếp).
Vậy N = 1,15x0.017 = 0.02 (KW)đc . 2.3.2.3. Tính số vòng quay riêng của quạt
Theo tài liệu [4] ta có:
ns = 53 với : ω =
Q: lưu lượng , Q =300 (m /h) 0.0834 (m3 3/s).
H: cột áp của bơm ( cột áp của quạt tính bằng Pa (pascan)), H =14 (mmH O) = 9,81x14 = 137.342 (Pa).
Suy ra :
ns = 53 = 215 (vòng/phút)
Đặc điểm của quạt hút là n > 80 vòng/ phút. Với quạt thiết kế có số vòngS
quay đặt trưng n = 215 vòng / phút > 80 vòng / phút, thỏa mãn điều kiện của quạtS
hút. Như vậy việc chọn động cơ kéo quạt là phù hợp cho việc thiết kế quạt hút.
22
2.3.2.4. Chọn phương án thiết kế quạt hút
Để đảm bảo tính kinh tế trong quá trình sử dụng đòi hỏi ta phải lựa chọn phương án thiết kế quạt cho phù hợp.
Dựa vào số vòng quay đặt trưng n ta có thể lựa chọn loại quạt hút thoả mãnS
yêu cầu là loại quạt thấp áp, quay nhanh, và là quạt hút một cấp một cửa vào.
2.3.2.5. Xác định đường kính trục và bầu của quạt Xác định đường kính trục
Kích thước đường kính trục được xác định từ điều kiện bền vững, từ đại lượng biến dạng cho phép dưới ảnh hưởng của các tải trọng tĩnh, động và từ giá trị giới hạn của số vòng quay. Do phụ thuộc vào các thông số này do đó ta có thể tính chọn dựa vào nó.
Theo tài liệu [4] có thể tính chọn sơ bộ đường kính trục theo mômen xoắn:
Ta có : dt Trong đó:
[]x : ứng suất xoắn cho phép.
[]x = 10 13 (N/mm ) ứng với vật liệu là nhựa. 2 Chọn [ ]x = 10 (N/mm 2).
Mx : mômen xoắn tác dụng lên trục của quạt.
Mx = 9,55. .
= 9,55. .
Mx = 3103.75 (N.mm) = 3.10375 (N.m) Vậy:
dt= 0,01157 (m) Suy ra d 11.57 (mm).t Chọn d = 12 (mm).t
Xác định đường kính bầu
*) Xác định đường kính chu vi bánh công tác.
Theo tài liệu [4] đường kính chu vi bánh công tác của quạt hướng trục được xác địmh theo công thức sau:
Trong đó :
n : số vòng quay của quạt, n = 5400 (vòng / phút).
u : vận tốc vòng của quạt tại đỉnh cánh, theo tài liệu [5] ta có:2
(m/s) Trong đó :
H : cột áp của quạt, H = 14 (mmH2O).
φ : hệ số phụ thuộc vào dạng cánh.
Với dạng cánh cong thì φ = 2,2 ÷ 2,9. Ta chọn φ = 2,5.
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:
= 26.19 (m/s).
Thay các giá trị vào công thức (4.3) ta có:
D2 = 0,092 (m).
*) Tỉ số bầu
Là tỷ số giữa đường kính bầu gắn cánh Db và đường kính buồng làm việc Dt.
Theo tài liệu [1] và dựa vào các mẫu quạt hướng trục có được kiến nghị về việc chọn tỷ số bầu theo các đồ thị như hình dưới, ta có d = 0,4 ÷ 0,6 ta chọn:
24
d =
*) Đường kính bầu
Đường kính bầu của bánh xe công tác về cấu tạo có thể xác định theo đường kính trục và phụ thuộc vào hệ số lắp ghép.
Theo tài liệu [1] ta có công thức sau:
Db = d.D2
Trong đó : d: tỉ số bầu.
Dt: đường kính bánh công tác Db = 0,5 x 0,092
Db = 0,046 (m).
2.3.2.6. Tính toán bánh xe công tác Kích thước các đường dòng
Hình dạng cánh được khảo sát ở 5 mặt dòng trụ đồng tâm với trụ ở bánh công tác là I, II, III, IV, V.
I
29 1/45°
40H8
V
3,2
3,2
1/45°
IV III
V IV
III II
II I
Hình 2.3 Hình vẽ biểu diễn các mặt dòng.
Mặt dòng I, có đường kính bằng đường kính tại chu vi bánh công tác:
DI = D = 0,093 (m)2
Mặt dòng V, có đường kính bằng đường kính bầu gắn cánh công tác:
DV = D = 0,0465 (m)b
Mặt dòng III có đường kính bằng:
DIII = (D + D ) = (0,093 + 0,0465) = 0,0697 (m)I V
Mặt dòng II, có đường kính bằng:
DII = (D + D ) = (0,093 + 0,0697) = 0,0813 (m)I III
Mặt dòng IV có đường kính bằng:
DIV = (D + D ) = (0,0697 + 0,0465) = 0,0581 (m)III V
Vậy:
DI = 0,093 (m) D = 0,0581 (m)IV
DII = 0,0813 (m) D = 0,0465 (m)V
DIII = 0,0697 (m).
Xác định vận tốc vòng
26
Vận tốc vòng u được xác định theo tài liệu [2] ta có : ui = [m/s]
Tại mặt dòng I:
uI = = 26,28 (m/s) Tại mặt dòng II:
uII = = 22,97 (m/s) Tại mặt dòng III:
uIII = 19,69 (m/s)= Tại mặt dòng IV:
uIV = 16,41 (m/s)= Tại mặt dòng V:
uV = 13,14 (m/s)= Xác định vận tốc vòng tuyện đối
Thành phần vòng của vận tốc tuyệt đối c được xác định theo công thức u2
Ơle:
cu2i = Trong đó:
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2).
H: cột áp của quạt, H = 14 (mm H O) = = 11.67 (mét không khí).2
Ở đây u2i = u = ui 1i vì chất khí chuyển động trong mặt dòng hình trụ có bán kính không đổi từ cửa vào đến cửa ra.
Hiệu suất thuỷ lực đã xác định và bằng = 0,8037.h h
Tại mặt dòng I:
cu2I = = = 5.42 (m/s)
Tại mặt dòng II:
cu2II = = = 6.2 (m/s) Tại mặt dòng III:
cu2III = = = 7.23 (m/s) Tại mặt dòng IV:
cu2IV = = = 8.68 (m/s) Tại mặt dòng V:
cu2V = = = 10.84 (m/s) Xác định hướng của vận tốc ở vô cực Xác định thành phần vận tốc hướng trục c .a1
Theo tài liệu [6] ta có c = c = c vì vận tốc hướng trục không đổi từ cửa vào a1 a2 a
đến cửa ra và hiệu suất thể tích của quạt là ηQ.
Giá trị của thành phần vận tốc hướng trục c khi chưa kể đến sự chiếm chỗ của a
cánh guồng động được xác định như sau.
Trong đó :
Q’: lưu lượng của không khí vào quạt.
Q’ = = = 0.088 ()
D : đường kính bánh công tác.2
d: tỉ số bầu
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:
ca’ = 22.61 (m/s).
28
Tuy nhiên do sự chiếm chỗ của cánh guồng nên thành phần vận tốc hướng trục thực tế sẽ được xác định theo công thức sau:
ca =
Trong đó : λ hệ số chật hẹp (do sự chiếm chổ của cách gây nên).
λ = 0,7 ÷ 1. chọn: λ = 0,95 Như vậy :
ca = = 23.8 (m/s).
Vậy c = c = c = 23.8 (m/s).a1 a2 a
Xác định hướng của vận tốc ở vô cực .
Dựng tam giác vận tốc tại cửa vào và cửa ra. Do thành phần hướng trục vận tốc tuyệt đối bằng nhau tại các mặt dòng c = const có phương theo trục của quạt a
nên gọi là vận tốc hướng trục.
ca1 = c = ca2 a
Tam giác vận tốc được vẽ ở hình dưới.
Trong đó:
c : vận tốc tuyệt đối.
cu : thành phần vòng của vận tốc tuyệt đối.
ca : vận tốc hướng trục.
w : vận tốc tương đối.
u : vận tốc vòng.
Hình 2.4 Tam giác vận tốc Từ hình vẽ ta thấy:
β∞ = arctg
mà arctg = Tại mặt dòng I:
tgI = = = = 1 Vậy: I = 45 .0 Tại mặt dòng II:
tgII = == = 1.19 Vậy: II = 49.95 .0 Tại mặt dòng III:
tgIII = = = = 1,48 Vậy: III = 55.95 .0 Tại mặt dòng IV:
tgIV = = = = 1,97 Vậy: Iv = 63.08 .0 Tại mặt dòng V:
30
tgV = = = = 3.08 Vậy: V = 72.01 .0 Xác định góc vào 1
Theo hình trên ta có:
tg1 = Tại mặt dòng I:
tg1I = = = 0,905 Vậy: = 42.14 .1I 0
Tại mặt dòng II:
tg1II = = = 1.03 Vậy: 1II = 45.84 .0 Tại mặt dòng III:
tg1III = = = 1.2 Vậy: 1III = 50.19 .0
Tại mặt dòng IV:
tg1IV = = = 1,45 Vậy: 1IV = 55.4 .0
Tại mặt dòng V:
tg1V = = = 1,81 Vậy: 1V = 61.07 .0
Xác định góc ra 2
Theo hình trên ta có:
tg2 =
Tại mặt dòng I:
tg2I = = = 1.14 Vậy: = 48.74 .2I 0
Tại mặt dòng II:
tg2II = = = 1.41 Vậy: 2II = 54.65 .0
Tại mặt dòng III:
tg2III = = = 1,91 Vậy: 2III = 62.36 . 0
Tại mặt dòng IV:
tg2IV = = = 3.07 Vậy: 2IV = 71.95 .0
Tại mặt dòng V:
tg2V = = = 10.34 Vậy: 2V = 84.47 .0
Xác đinh vận tốc w
Theo hình trên ta có:
w =
Tại mặt dòng I:
wI = = = 33.65 (m/s) Tại mặt dòng II:
wII = = = 31.09(m/s)
32
Tại mặt dòng III:
wIII = = = 28.72 (m/s) Tại mặt dòng IV:
wIV = = = 26.69 (m/s) Tại mặt dòng V:
wV = = = 25.02 (m/s) Xác định số cách bánh công tác
Theo tài liệu [2], số cánh bánh công tác của quạt hướng trục được xác sao cho:
Trong đó:
D2: đường kính chu vi bánh công tác, D2 = 0,093 (m).
D1: đường kính bầu gắn bánh công tác, D1 = 0,0465 (m).
Thay các giá trị trên vào công thức ở trên, ta có :
Vậy ta chọn Z = 6 (cánh).
Xác đinh bước lưới
Theo tài liệu [2], bước lưới t được xác định theo công thức sau:
(m) Từ đó ta có:
Tại mặt dòng I : 0,029 (m).
Tại mặt dòng II : (m).
Tại mặt dòng III : (m).
Tại mặt dòng IV : (m).
Tại mặt dòng V : (m).
Xác định chiều dài cánh
Theo tài liệu [7] , chiều dài cánh có thể chọn sao cho:
Ta có thể chọn : Suy ra Từ đó ta có:
Tại mặt dòng I :
= 0,116 (m) = 116 (mm) Tại mặt dòng II :
= 0,102 (m) = 102 (mm) Tại mặt dòng III :
= 0,087 (m) = 87 (mm) Tại mặt dòng IV :
= 0,072 (m) = 72 (mm) Tại mặt dòng V :
34
= 0,058 (m) = 58 (mm).
=
Hình dạng prôfin cánh
Người ta dùng dạng prôfin cánh quạt tương tự cánh máy bay. Các điểm thuộc biên dạng xác định theo toạ độ theo tài liệu [8].
Tại X chiều dài, ta có: y , y ,...Nối các điểm tại X , X , Xi 1i 2i 1 2 3,...,Xn = L ta nhận được dạng prôfin cần có.
Xi Y1
Y2
Hình 2.5 Dạng prôfin cánh.
Theo tài liệu số [9], dạng prôfin cho từng mặt dòng được chọn như sau:
Mặt dong I : Dạng prôfin 622.
Mặt dòng II : Dạng prôin 682.
Mặt dòng III : Dạng prôfin 623.
Mặt dòng IV : Dạng prôfin 480.
Mặt dòng V : Dạng prôfin 624
Tọa độ xác định biên dạng cánh của từng mặt dòng ứng với các dạng prôfin đã được chọn thể hiện trong các bảng.
Tọa độ xác định biên dạng cánh của mặt dòng I( prôfin 622 )
X 0 3 6 12 18 24 36 48 72
Y1 5,76 9 10,8 13,08 14,76 15,52 17,52 18,48 19,2
Y2 5,76 3,48 2,52 1,44 0,84 0,6 0,36 0,12 0
X 96 120 144 168 192 216 228 240
Y1 18,72 17,04 14,76 12 8,52 4,68 2,76 0,48
Y2 0 0 0 0 0 0 0 0
Hình 2.6 Biên dạng prôfin cánh quạt 622
Tọa độ xác định biên dạng cánh của mặt dòng II( prôfin 682 )
X 0 2,625 5,25 10,5 15,75 21 31,5 42 63
Y1 5,25 9,555 11,655 14,7 16,90 5
18,69 21 22,36
5
23,5 2
Y2 5,25 2,205 1,26 0,525 0,21 0 0,105 0,42 1,15
5
X 84 105 126 147 168 189 199,5 210
Y1 22,89 21,10 5
18,16 5
14,49 10,18 5
5,355 2,835 0 Y2 1,575 1,68 1,785 1,575 1,26 0,735 0,315 0
L = 223
X0 =93,66
y ma
x =18,37
Y0 = 15,298
36
Hình 2.7 Biên dạng prôfin cánh 628
Tọa độ xác định biên dạng cánh của mặt dòng III( prôfin 623 )
X 0 2,25 4,5 9 13,5 18 27 36 54
Y1 5,85 9,81 11,61 14,22 16,29 17,82 19,71 20,79 21,6
Y2 5,85 3,51 2,7 1,62 0,63 0,36 0,18 0,09 0
X 72 90 108 126 144 162 171 180
Y1 21,06 19,17 16,47 13,23 9,27 5,04 2,88 0,54
Y2 0 0 0 0 0 0 0 0
Y0 = 11,869
X0 = 79,128 L = 188,4
ymax = 17,796 Hình 2.8 Biên dạng prôfin cánh 623
Tọa độ xác định biên dạng cánh của mặt dòng IV( prôfin 480 )
X 0 1,785 3,75 7,5 11,25 15 22,5 30 45
Y1 3,825 7,65 9,225 11,47 5
13,27 5
14,7 16,875 18,15 19,275
Y2 3,825 1,2 0,45 0,075 0 0,15 0,675 1,05 1,65
X 60 75 90 105 120 135 142,5 150
Y1 18,9 17,4 15 11,77
5
8,175 4,27 5
2,175 0
Y2 2,175 2,325 2,25 1,875 1,275 0,6 0,3 0
L = 153
X0 = 64,24
max
0
Hình 2.9 Biên dạng prôfin cánh 480
Tọa độ xác định biên dạng cánh của mặt dòng V( prôfin 624 )
X 0 1,5 3 6 9 12 18 24 36
Y1 4,8 8,58 10,2 12,48 14,1 15,42 17,22 18,36 19,2
Y2 4,8 2,7 1,98 1,14 0,72 0,48 0,18 0,06 0
X 48 60 72 84 96 108 114 120
Y1 18,48 16,86 14,4 11,4 7,92 4,26 2,4 0,6
Y2 0 0 0 0 0 0 0 0
L = 118
Y0 = 6,608 ymax = 18,88 X0 = 49,65
38
Hình 2.10 Biên dạng prrôfin cánh 624 Lúc chất khí chảy bao cánh sẽ xuất hiện các lực tác dụng Trong hình:
U: vận tốc vòng.
Fu: lực vòng gây ra chuyển động quay.
Fa: lực dọc trục tác dụng vào đường hút.
F: hợp lực.
A: lực nâng.
B: lực cản.
: góc tới.
b
W
B
F
A Fu
FA
U
Hình 2.11 Lực tác dụng lên prôfin khi có chất khí chảy bao.
Lực nâng A:
A = a.L. . . [N]
Lực cản B:
B = b.L. . . [N]
Trong đó:
a(Cx), b(Cy): là hệ số lực nâng, hệ số lực cản.
L: chiều dài cánh.
: chiều rộng cánh.
: trọng lượng riêng chất khí chảy bao prôfin.
Góc nâng được xác định theo công thức: tg =
Thường tg có giá trị rất nhỏ khoảng 0,01 đến 0,02, nên ta chọn bằng 1 . 0 Như vậy góc + sẽ là:
Tại mặt dòng I:
I + = 45 + 1 = 460 0 0 Tại mặt dòng II:
II + = 49.95 + 1 = 50.950 0 0 Tại mặt dòng III:
III + = 55.95 + 1 = 56.950 0 0 Tại mặt dòng IV:
IV + = 63.08 + 1 = 64.08 0 0 0 Tại mặt dòng V:
V + = 72.01 + 1 = 73.01 .0 0 0 Xác định lực nâng cánh cy
Theo tài liệu số [8] ta xác định được lực nâng cánh c :y
Hệ số lực nâng cy được xác định theo công thức:
cy = Trong đó:
= Cột áp lý thuyết:
Hth = = = 12.96 (m) Tại mặt dòng I:
40
I = = = 0,29 Suy ra:
cyI = =0,29.0.75 = 0,218 Tại mặt dòng II:
II = = = 0,412 Suy ra:
cyII = =0,412.0,75 = 0,309 Tại mặt dòng III:
III = = = 0,56 Suy ra:
cyIII = =0,56.0,75 = 0,42 Tại mặt dòng IV:
IV = = = 0,76 Suy ra:
CyIV = =0,76.0,75 = 0,57 Tại mặt dòng V:
V = = = 1,148 Suy ra:
CyV = =1,1480,75 = 0,861.
Xác định hệ số lực cản cx
Theo tài liệu số [9] , ứng với mỗi dạng prôfin, với mỗi giá trị của hệ số lực nâng
cy, dựa vào đồ thị, ta có thể xác định hệ số lực cản cx như sau:
Hình 2.12 Quan hệ giữa c và cx y
Mặt dòng I : với c = 0,218 ta chọn c = 0,0085.y x
Mặt dòng II : với c = 0,309 ta chọn c = 0,0097.y x
Mặt dòng III : với c = 0,42 ta chọn c = 0,012.y x
Mặt dòng IV : với c = 0,57 ta chọn c = 0,0122.y x
Mặt dòng V : với c = 0,861 ta chọn c = 0,0158.y x
Xác định góc tới δ
Theo tài liệu số [9] , dựa vào đồ thị ta xác định góc tới δ từ Cy cho mỗi mặt dòng như sau:
Mặt dòng I : với c = 0,218 ta chon δ = - 1,330 y
Mặt dòng II : với c = 0,309 ta chọn δ = -2,940 y
Mặt dòng III : với c = 0,42 ta chọn δ = -1,210 y
Mặt dòng IV : với c = 0,57 ta chọn δ = - 0,950 y
Mặt dòng V : với c = 0,861 ta chọn δ = 1,970 y
42
Hình 2.13 Quan hệ giữa cy với δ.
Xác định lại góc nâng λ
Ta có : tg( λ ) = => λ = artg () Từ đó ta có:
Tại mặt dòng I :
tg( λ ) = => λ = artg () =2,130 . Tại mặt dòng II :
tg( λ ) = => λ = artg () =1,80 . Tại mặt dòng III :
tg( λ ) = => λ = artg () = 1, 630 . Tại mặt dòng IV :
tg( λ ) = => λ = artg () = 1,230 . Tại mặt dòng V :
tg( λ ) = => λ = artg () =1,10 . Xác định góc đặc cánh βp
Góc đặt cánh β được xác định theo công thức sau:P
βP = β∞ + δ Tại mặt dòng I :
βP = β∞ + δ = 32,620 - 1,330 = 31,290 Tại mặt dòng II :
βP = β∞ + δ = 38,960 - 2,940 = 36,020 Tại mặt dòng III :
βP = β∞ + δ = 45,570 -1,210 = 44,360 . Tại mặt dòng IV :
βP = β∞ + δ = 54,240 - 0,950 = 53,290 . Tại mặt dòng V :
βP = β∞ + δ = 66,210 .+ 1,970 = 68,180 . Xác định chiều dày tương đối của prôfin
Từ các thông số tọa độ của từng dạng prôfin ở bảng, ta vẽ được năm dạng prôfin ứng với năm đường dòng I, II, III, IV, V, sau đó trên các prôfin các giá trị ymax đo, ta được kết quả như sau:
ymax đo I = 19,2 (mm).
ymax đo II = 23,52 (mm).
ymax đo III = 21,6 (mm).
ymax đo IV = 19,3 (mm).
ymax đo V = 19,2 (mm).
Khi đó, chiều dày y được xác định theo tài liệu [8] :max
ymax = Tại mặt dòng I :
44
ymaxI = = = 41,12 (mm) Tại mặt dòng II :
ymaxII = = = 43,708 (mm) Tại mặt dòng
III :
ymaxIII = = =33,912 (mm) Tại mặt dòng IV :
ymaxIV = = = 24,6075 (mm) Tại mặt dòng V :
ymaxV = = = 18,88(mm) Từ đó ta tính được chiều dày tương đối ymax/L:
Tại mặt dòng I:
= = 0,16 Tại mặt dòng II:
= = 0,196 Tại mặt dòng III:
= = 0,18 Tại mặt dòng IV:
= = 0,1608 Tại mặt dòng V:
= = 0,16
Tọa độ trọng tâm các prôfin của các mặt dòng được xác định theo tài liệu [8]:
Xo = 42%.L Yo = 35%.ymax
Mặt dòng I:
Xo= 42%.LI = 42.
Yo= 35%.ymaxI = 35.
Mặt dòng II:
Xo = 42%.LII = 42.
Yo = 35%.YmaxII = 35.
Mặt dòng III:
Xo = 42%.LIII = 42.
Yo = 35%.ymaxIII = 35.
Mặt dòng IV:
Xo = 42%y.maxIV = 42.
Yo = 35%.ymaxIV = 35.
Mặt dòng V:
Xo = 42%.LV = 42.
Yo = 35%.ymaxV = 35..
Từ kết quả tính toán trên thì nhóm đã lựa chọn được một số loại quạt phù hợp với yêu cầu:
*) Leipole F2E-120S-230 Kích thước khối: 120x120x38mm
Điện áp định mức: 230 V AC – 50/60HZ Lưu lượng gió: 145/160 m3/h
Công suất: 19W-50HZ
46