Ti ng Vi t
LÊ CHÍ HI P. 2010. Giáo trình i u Hịa Khơng Khí. NXB KH&KT
NGUY N HÙNG TÂM. 2006. Bài gi ngb m qu t dùng trong nhi t l nh. S d ng n i b .
NGUY N MINH TUY N. 2005. B m, máy nén, qu t trong cơng ngh . Nhà xu t b n Xây d ng, Hà n i
PHAN HI U HI N, N. V. XUÂN, N.H. TÂM, L.V.B N, T.V NH. 2000. Máy s y h t Vi tnam. NXB Nơng nghi p, TP H Chí Minh, Vi t nam.
VÕ CHÍ CHÍNH. 2005. Giáo trình i u Hịa Khơng Khí. NXB KH&KT Hà N i TCVN 5965–1995. Âm h c và đo ti ng n mơi tr ng, áp d ng các bi n pháp gi i h n.
Ti ng Anh
ASAE (American Society of Agricultural Engineers).1995. Yearbook 1994
ASHRAE handbook. 2004. Systems and Equipment; 2005. Fundamental.
BLEIER, FRANK P. 1997. Fan Handbook: selection, application, and design. McGraw- Hill 1998.
CENGEL Y. A. 2006. Fluid mechanics: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill. Singapore.
ECK B. 1973. Fans: Designs and operation of centrifugal, axial-flow, and cross-flow fans. Pergamon Press, Oxford, England.
JAPANESE MINISTRY OF TRADE AND INDUSTRY. 1968. Japanese Industrial Standards: Testing methods for fans and blowers. Tokyo, Japan.
US Department of Energy, 2003. Improving Fan system performance. A sourcebook for industry.
43
--- NH Tâm 2006 - 2011
Cân b ng đ ng các chi ti t quay Qu t Ly tâm 1200
Kh o nghi m nh h ng c a Bơ gi m n đ n đ c tính c a qu t.
Qu t HT 1 và 2 t ng cánh: Q đ n 25m3
45
--- NH Tâm 2006 - 2011
Ph l c 1: K t qu thi t k ch t o kh o nghi m Qu t MF
Ph l c 2: K t qu thi t k ch t o kh o nghi m Qu t HT 2 t ng cánh 940, 1140, và 1300
--1--
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU QUẠT Mixed Fow & HỆ THỐNG Nhằm nâng cao hiệu suất, giảm ồn
Nguyễn Hùng Tâm
Giảng viên Khoa Cơ khí và Công nghệ E-mail: hungtamng@yahoo.com
ABSTRACT
Noise from grain drying fans is a frequent concern for people who own, operate or live near grain handling facilities. Axial fans (AF), the noisiest type of fan, are the most common type used at many grain drying facilities. For reducing noise and improving
efficiency, the mixed flow fans were designed, fabricated and tested. The results show that:
the mixed flow fans is quiet and more compact than AF, the total efficiency is about 50 – 55%, and with the silencer the fans noise can reduce more than 6dB(A). The mixed flow fans were used for agro product flatbed dryer, food tray dryer, grains cleaner.
D N NH P
Qu t là máy dùng v n chuy n khơng khí t n i này sang n i khác đ c s d ng nhi u trong các l nh v c khác nhau nh thơng thống nhà x ngchu ng tr i, các h th ng nung nĩng làm l nh, trong các máy s y... Qu t cĩ th t m chia thành 2 lo i chính: qu t li tâm (LT) và qu t h ng tr c (HT). Qu t LT v i nh ng u đi m nh hi u su t cao; cĩ nhi u d ng cánh khác nhau đáp ng tùy theo yêu c u s d ng; ít n nh ng c ng k nh khĩ ch t o l p đ t. Qu t HT cĩ l u l ng l n, nh g n d l p đ t h n nh ng n và cĩ hi u su t th p h n so v i qu t LT cùng c . Ngồi ra d a trên h s quay nhanh ns ( ph thu c vào l u l ng, c t áp và s vịng quay c a qu t) mà ng i ta cĩ th ch n qu t LT hay HTt ng ng. M t v n đ đ t ra là làm sao cĩ đ c d ng qu t cĩ các u đi m c a c qu t HT và LT, và kh c ph c đ c các nh c đi m trên.
T nh ng n m 80, Khoa C khí Cơng ngh tr ng đ i h c Nơng Lâm tp HCM đã thi t k ch t o các m u qu t HT cĩ l u l ng 4, 6, 8m3/s m c t nh áp 30-40 mmH2O khá t t: hi u su t kho ng 40%, g n, và đã chuy n giao cơng ngh ch t o cho nhi u c s s n xu t. Tuy nhiên lo tqu t này cĩ hi u su t trung bình và khá n ( > 94dB(A)); vì v y vi c ti p t c nghiên c u hịan thi n nh m nâng cao hi u su t và gi m đ n đã đ c l u ý và liên t c c i ti n.
Trong nhi u n m qua, m t s vi n nghiên c u, cơng ty trên th gi i nh Cimbria ( an m ch), Eraba ( Nh t), Greenheck (M )… đã nghiên c ud ng qu t mixedflow (MF) nh m k t h p các u đi m c a qu t LT cĩhi u su t cao, ít n và u đi m c a qu t HT cĩ l u l ng l n, nh g n d ch t o và l p đ t, và đã đ c s d ng nhi u trên các l nh v c khác nhau.
Tuy nhiên cho đ nnay c ng ch a cĩ tài li u thơng tin c th nào đ tính tốn thi t k qu t MF này, n u cĩ thì ch m t ít v b m MF, h n n a đây c ng là bí quy t c a các cơng ty l n v i doanh thu và l i nhu n cao. Vì v y trên c s các tài li u liên quan v tính tốn thi t k qu t LT, HT và b m MF; và các kinh nghi m v thi t k ch t o kh o nghi m qu t LT, HT chúng tơi đã m nh d n c g ng n l c t ng h p tài li u, thi t k ch t o kh o nghi m d ng qu t MF này nh m nâng cao hi u su t chung, gi m đ n, t ng đ nh g n đ ph c v s n xu t trong n ct t h n.
M C ÍCH TÀI
D a trên nhi u kinh nghi m, và các k t qu thi t k , kh o nghi m qu t HT, LT, m u qu t MF đ c ch nthi t k c n đ t các yêu c u sau:
--2-- - Ít n h n và nh g n, và
- C th k t h p v i các b tiêu âm (TA) gi m đ n đ h th ng s d ng qu t cĩ đ n
chung th pnh t.
CÁC THƠNG TIN, TÀI LI U LIÊN QUAN.
tài đ c th c hi n t ng b c ch t ch g m tra c u t ng h p phân tích ch n l c:
Các thơng tin k thu t v qu t HT, MF c a các cơng ty Cimbria, Greenheck, Trane: l u ý c th v kích th c chung, hi u su t và đ n.
Các tài li u tính tốn, s tay thi t k qu t LT, HT và b m MF.
Các k t qu , kinh nghi m v thi t k ch t o kh o nghi mqu t LT, HTc a tác g a
PH NG PHÁP TH C HI N TÀI
Các b c th c hi n
1) Tra c u, t ng h p các tài li u liên quan. 2) Thi t k ch t o qu t MF.
3) Thi t k các b ph n làm gi m n. 4) Kh o nghi m qu t, qu t và h th ng.
5) S d ng qu t MF vào m t s h th ng máy.
Ph ng pháp tính tốn thi t k .
Các s li u tính tốn ban đ u đ c ch n d a vào các thơng tin v qu t MF c a các cơng ty k trên. D ng Qu t MF này và b gi m n đã đ c thi t k trên c s mơ hình l a ch n các thơng s h p lý, cĩ k th a kinh nghi m thi t k qu t LT và HT, ch t o và kh o nghi m nh m xác đ nh nh h ng c a các thơng s t i hi u su t và đ n, theo ph ng pháp th và lo i d n sai s khi thi t k .
Ph ng pháp kh o nghi mqu t
Qu t sau khi đ c thi t k ch t o s đ c kh o nghi m d a vào tiêu chu n kh o nghi m qu t JIS 8330-B c a Nh t nh m xác đ nh l u l ng, c t áp, cơng su ttiêu th , hi u su t và đ
n.
D ng c và Ph ng pháp đo:
Các s li u thu th p đ cd a theo tiêu chu n JIS 8330-B.
Nh m đ t đ chính xác cao, t nh áp và l u l ng đ c đo b ng các d ng c đo nh áp k ch U, áp k gi ng (Cistern), áp k nghiêng (inclined) v i đ n v đo là mmH2O, và áp k đi n t v i đ n v đo là Pa.S vịng quay, cơng su t tiêu th , đ n đ c b ng các d ng c đo hi n s t ng ng, v i các thang đo phù h p.
B ng tính Excels đã đ c s d ng đ tính tốn các k t qu thơng qua các cơng th c trung gian.
--3--
TÍNH TỐN THI T K QU T
Nh m cĩ th đáp ng nhu c u s d ng qu t MF vào các máy s y nơng s n th c ph m, máy làm s ch, thơng thống.. các thơng s ban đ u đã đ c ch n nh sau:
L u l ng: v i các m c 0,5; 1; 2, 4 và 6 m3/s T nh áp: v i 2 m c 30 - 40 và 70 - 80 mmH20.
n: < 85dB(A)
Nh m chu n hĩa m u qu t và cĩ th s d ng l p tr c ti p trên mơ t đi n, s vịng quay qu t đ c ch n 2 m c 1450 và 2900 v/ph.
Cĩ th k t h p v i b gi m âm (TA) nh m gi m đ n cho h th ng máy cĩ s d ng qu t.
K T QU THI T K KH O NGHI M QU T:
1/ C u t o và nguyên lý ho tđ ng c a qu t MF:
Hình 1a: B n v chung qu t MF. Hình 1b: Qu t MF.
Qu t MF đã đ c thi t k ch t o nh (H.1a – 1b), cĩ c u t o g n gi ng nh qu t HT, bao g m v qu td ng hình tr , bên trong cĩ rotor đ c l p tr c ti p trên mơ t đi n ho c trên tr c đ c kéo thơng qua b truy n đai. i m khác v i qu t HT là tr ng qu t cĩ d ng hình tr cơn v i đ d c thay đ i t ng d n theo h ng giĩ đi vào, v i t s = dtr/Dro(đ ng kính tr ng/ đ ng kính rotor) t 0,6-0,7 nh m cĩ th nâng cao t nh áp. S cánh ít h n (t 6-8 cánh) nh m cĩ th nâng cao hi u su t và gi m n. D ng cánh cong xo n, v i b r ng cánh ph n đ u cánh l n h n chân cánh đ gi m n.
2/ M t s k t qu kh o nghi m qu t MF:
M t l at qu t MF cĩ đ ng kính rotor t 320, 380, 500, 640, 700, 750, và 900mm đã đ c thi tk ch t o và kh o nghi m. Các k t qu thu đ c khá kh quan, m t s k t qu đ c trình bày tĩm t t d i đây.
Hình 2: Các qu t MF v i đ ng kính roto t 320 – 900mm 2.1 K t qu kh o nghi m qu t MF 1-40-2900
--4--
M^3/s mmH2O kWatt Tinh,% Co, % dB(A)_G 0.86 59.1 1.33 44.77 46.84 91.6 1.06 51.0 1.36 46.53 53.61 90.6 1.20 40.8 1.23 47.37 53.61 89.3 1.32 30.6 1.19 40.64 49.23 87.9 1.41 20.4 1.08 32.66 44.51 87.7 1.50 10.2 1.02 18.77 34.20 88.7
V i M^3/s, mmH2O, kWatt, tinh %, Co %, dB(A)_G là l u l ng, t nh áp, cơng su t tiêu th , hi u su t t nh, hi u su t chung, và đ n trên tr c tâm qu t.
ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH QUẠT Quạt MF380 - 2007, n=2935 v/ph 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Lưu lượng, m3/s T ĩn h á p, m m H 2O , H iệ u s uấ t, Đ ộ ồ n 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 mmH2O Tinh,% Co, % dB(A)_G kWatt Hình 3: ng đ c tính qu t MF 1-40-2900 Qu t MF 1-40-2900 cĩ đ ng kính 380mm, s vịng quay n= 2950 v/ph v i = 0,7 cho th y: m c t nh áp 40-50 mmH2O qu t cĩ l u l ng 1 - 1,2m3/s, cĩ hi u su t chung khá cao > 50%. Do qu t quay nhanh 2950 v/ph đ n m c 90dB(A) và đ n v trí bên ph i và trái qu t đ u nh h n gi a kho ng 4-5dB(A). n này h i cao nh ng th p h n nhi u so v i qu t HT cùng c ( > 94dB(A)), so sánh v i qu t HT cùng c qu t MF này cĩ kích th c g n h n,s đ c so sánh ti p t c các kh o nghi m sau. Nh m gi mđ n h n n a v i d ng qu t quay nhanh này m t thi t b gi m âm (TA) c ng đã đ c ch t o l p đ t và kh o nghi m các k t qu thu đ c trình bày trong b ng 1b và hình 3b.
B ng 1b: K t qu kh o nghi m qu t MF 1-40-2900 cĩ l p b TA
M^3/s mmH2O-TA kWatt Tinh, % Co, %-TA dB(A)-TA
0.79 60.0 1.32 42.11 43.75 86.7 1.02 51.0 1.35 44.78 48.56 84.6 1.17 41.0 1.31 43.19 48.56 82.9 1.29 30.8 1.24 38.26 46.00 82.6 1.40 20.4 1.18 29.09 39.49 82.8 1.49 10.2 1.09 17.20 31.17 83.8
--5--
Qua các kh o nghi m cho th y, b TA cĩ th l p tr c qu t, sau qu t và l p c tr c và sau. Tuy nhiên các k t qu cho th y khi l p TA sau qu t, hi u qu gi m n khơng rõ r t. Khi l p TA tr c qu t đ n gi m rõ r t t 89 – 90 xu ng cịn 83-84 dB(A), Tuy nhiên b TA này làm hi u su t chung gi m t 53% xu ng 48%.
2.2 K t qu kh o nghi m qu t MF 1-30-1450:
Qu t MF 1-30-1450 cĩ đ ng kính 500mm, n= 1450 v/ph v i = 0,7 cho th y: m c t nh áp 25-30 mmH2O qu t cĩ l u l ng 1 - 1,2m3/s ng v i hi u su t t nh và chung khá cao > 50%. n khá th p t 80 – 82dB(A) đ c trình bày c th d i đây.
Đường đặc tính quạt QMF380-0.7 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Lưu lượng, m3/s T ỉn h a ùp , m m H 2 O ; H ie äu s u a át, % 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 Đ o ä o àn , d B (A ) mmH2O Co, % mmH2O-TA Co, %-TA dB dB-TA2 Hình 3b: ng đ c tính qu t MF 1-40-2900 cĩ b TAtr c qu t B ng 2: K t qu kh o nghi m qu t MF 1-30-1450.
M^3/s mmH2O kWatt Tinh,% Co, % dB(A)-G
0.85 35.9 0.95 44.39 45.74 81.4
1.04 30.3 0.89 50.42 53.17 80.3
1.21 25.5 0.87 51.18 55.64 82.3
1.38 20.8 0.84 49.83 56.77 82.2
1.58 15.3 0.78 47.25 58.91 81.9
Các k t qu cho th y qu t cĩ hi u su t khá cao và đ n th p kho n 80-82dB(A). Qua k t qu trên rút ra nh n xét n ul u ý đ n đ n cĩ th thi t k qu t s vịng quay 1450 v/ph .
2.3 K t qu kh o nghi m Qu t MF 4-40-1450.
Nh m so sánh đ nh g n, hi u su t, và đ n c a qu t MF so v i qu t HT, m t qu t HT nh p ngo i đã đ c s d ng đ so sánh. Qu t HT 700 cĩ đ ng kính roto 700mm, cĩ 14