Ventilatori stati?kog i brzinskog pritiska. – Izlazna brzina (OV-engl.)

Ventilatori su vrste turbomašina
koji mehani?kuu energiju vrtnje rotora predaju okolnom fluidu (zrak,razliciti
gasovi,pare i dr.) kako bi im pove?ali brzinu kretanja i pritisak, kako bi
mogli savladati sve otpore pri kretanju. Danas se ?esto osoblju koje instalira
i održava ovakve vrste mašina postavlja zadatak da prilagodi ve? postoje?i
sistem ili instalira posve novi, te održava kako bi se ispunili odre?eni zahtjevi.

Slika 1. Ventilator centrifugalni

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

1.1.          
Osnovna terminologija , definicije i zakoni

Neke od osnovnih definicija i
termina koji se koriste za ventilatorske sisteme su:

– Kapacitet ventilatora (cfm –
engl.) je koli?ina fluida koji ventilator može da pokrene u jedinici vrmena.

– Stati?ki pritisak (SP-engl.) je
pritisak koji proizvede ventilator bilo da se fluid nalazi u stanju kretanja
ili mirovanja (npr. u nekom zatvorenom kanalu). Izražava se po jedinici dužine.
Može se gledati kao pontencijalna energija koju ventilator preda okolnom fluidu
kako bi mogao savladati otpore pri kretanju. Naziva se još otpor sistema ili
stati?ki sistem.

– Brzinski pritisak (VP-engl.) je
pritisak koji proizvede ventilator i može samo postojati kada se fluid nalazi u
stanju kretanja. Uvijek ima smjer u kojem se smjeru kre?e fluid.

– Totalni pritisak (TP-engl.) je
zbir stati?kog i brzinskog pritiska.

– Izlazna brzina (OV-engl.) je
brzina kojom fluid napušta ventilator.

– 
Ulazna snaga (BHP-engl.) je snaga koja je potrebna da se preda okolnom
fluidu kako bi savladao otopore pri kretanju, tj. da bi se obezbjedio dovoljan
pritisak i protok fluida.

– Stati?ka efikasnost (SE-engl.)
najviše služi za komparaciju sa ostalim ventilatorima. Ra?una se po formuli:

SE
= 0.000157 x cfm x SP

– Totalna efikasnost (ME-engl.)
je ukupna efikasnost sistema i ra?una se po formuli:

ME
= 0.000157 x cfm x TP

– Ostali podaci koji su bitni za
odabir odgovaraju?eg ventilatora kao npr. (broj okretaja-rpm, pre?nik
rotora-d  ugaona brzina i dr. podaci)

Osnovni zakoni koji vrijede za
rad ovih mašina su:

1. Cfm je proporcionalan br.
okretaja

2. Pritisak je proporcionalan kvadratu
br. okretaja

3. Snaga je proporcionalna kubu
br.okretaja

Slika 2. Karakteristi?na kriva rada
ventilatora

1.2.          
Višenamjenske tabele i standardi

Danas u svijetu postoji mnogo proizvo?a?a ovakvog tipa
opreme i mašina. Kako bi se uspostavila što bolja usporedba i ocjenjivajne
razli?itih vrsta ventilatora od raznih proizv?a?a prave se standardi po kojima
se ove mašine svrstavaju urazli?ite grupe i podgrupe, jedan od takvih standarda
je i AMCA standard. Kako bi se odabrao pogodna vrsta opreme za naše zahtjeve
sami proizvo?a?i prave razli?ite kataloge i višenamjenske tabele koje se
naj?eš?e koriste za opisivanje raznih parametara rada ventilatora. Primjer
standarda i tabele je dat na slikama:

 

Slika 3. AMCA standard i višenamjenska
tabela

 

2.    
Tipovi ventilatora

Postoje mnoge vrste ventilatora koji nalaze široku primjenu
u thenici za razli?ite namjene.

Generalno postoje 4 osnovne podjele ventilatora u zavisnosti
strujanja fluida. To su:

– Propelerni

– Aksijalni

– Centrifugalni (radijalni) koji mogu biti sa unazad
zakrivljenim ,naprijed zarivljenim i pravim lopaticama

– Za posbene namjene

Prave se od razli?itih materijala u zavisnosti okoline u kojoj
trebaju da rade kao i namjene. Materijali mogu biti od obi?nog ?elika,
legiranog sa razli?itim dodatnim elementima kao što su krom. nikal i dr. kako
bi pove?ali vijek trajanja i otpornost na razli?ite agresivne medije kao i
abrazivne. Osim ?elika uoptrebljavaju se i ostali materijali kao razli?iti
kompoziti, keramike, plastika zavisno o potrebi. Mogu biti poginjeni preko
elektro-motora, SUS motora, direktno spojeni ili preko raznih remena, pomo?u
turbina i dr.                                

                                                                                                                         

 

Slike 4. i 5. Tipovi ventilatora i aksijalni
ventilator direktno spojen za motor

 

Pored gore navedenih tipova postoje mnoge podgrupe ventilatora
koje se mogu napravit za razli?ite potrebe i namjene. Osim ovakvih jos se mogu
na?i ventilatori u upotrebi koji ne dolaze kao zasebne jedinice ve? u sklopu
ve?ih sistema koji se naj?eš?e koriste za klimatizaciju i ventilaciju
prostorija u vidu zidnih (plafonskih jedinica). Osim toga postoje ventilatori
za posebne namjene kao npr. takozvani injektori ili ejektori (jet pumps-engl.)
koji služe kao neki vid kompresora za ubrizgavanje goriva ili sli?nih materija
u sklopu nekih gasnih turbina, mlaznih aviona i dr.

 

 

 

3.    
Primjena ventilatora i ispušnih sistema

 

Kako je primjena ovakvih sistema velika i raznovrsna
potrebno je dobro poznavati okolinu i parametre pod kojim treba da radi nas
sistem. Radi sto boljeg iskoristenja mašine treba na startu da se utvrde sve
mogu?e nepravilnosti i granice pod kojima bi sistem trebao da radi. Radi lakšeg
odabira mašine potrebno je i kontaktirati potencijalnog dobavlja?a koji ve? ima
iskustva u toj branši, kako bi nam pomogao u izboru same mašine. Ako odma na
po?etku izaberemo optimalni sistem mogu?e je izbje?i neke od problema koji bi
se u eksploataciji kasnije javili i stvarali velike štete, pa ?ak i otkaz
sistema. Osim navedenog postoji i druga strana koja se mora uzeti u obzir,a to
je cijena i troškovi ne samo nabavke sistema nego i održavanja koja može biti i
skuplja nego sama po?etna cijena mašine. Kako je primjena ovih mašina velika od
upotrebe u ku?anstvu za hla?enje zraka i venitlaciju do posebnih ventilatora
koji se koriste u procesnoj industiji, termoelektranama, kao sistemi za
pro?iš?avanje zraka i kolektori ne?isto?a. sklopovi nekih gasnih turbina ili
mlaznih motora itd. potrebno je angažovati i neki stru?ni kadar kako bi se
smanjili rizici od otkaza i održavali parametri sistema u optimalnim granicama.

             

Slike 6. i 7. Industrijski ventilator
(centrifugalni) i sistem spojenih ventilatora za KGH

 

                 

Slike 8. i 9. Ventilatori za ventilaciju
prostora

 

4.    
Održavanje ventilatora i ispušnih sistema

 

Zbog raznovrsne primjene ovakvih sistema i velikog broja
problema koji mogu nastati kao mogu?i uzroci otkaza, izdvajaju se neki od
naj?eš?ih problema i mogu?i uzroci koji nastaju zbog okoline u kojima mašine
rade, te na?ini na koji se njihov uticaj na rad ventilatora može smanjiti.

 

4.1.          
Rad pri povišenim temperaturama

 

Rad pri povišenim temperaturama može uzrokovati mnoge
probleme kako na samom ventilatoru tako i na opremi koja se montira u cijeli
sistem kao što su klizni ležajevi, remen ako je ventilator pogonjen preko
njega, ispušni vodovi itd. Kako bi se smanjio uticaj ovog problema mogu?e je
izvršiti nekoliko koraka da bi se smanjila temperatura fluida kojeg pogoni
ventilator. Te metode su:

– Hla?enje zraka vodenim sprejom je jedna od efektivnih
metoda za snižavanje temperture zraka na usisnom dijelu prije samog rotora.

– Ubrizgavanje hladnog zraka prije ulaska u rotor
ventilatora je tako?er jedna od metoda, gdje se dobija mješavina gasova ?ija je
temperatura niža i samim tim pogodnija za rad ventilatora.

– Zrak-zrak izmjenjiva?i toplote, problem ove  metode je njena kompleksnost koja zahtjeva
neke od prora?una koji se moraju izvršiti prije instalacije samog izmjenjiva?a,
ali prednost je tako?er što se razmjenjena koli?ina toplote može koristiti za
grijanje prostora ili ne?eg drugog.

– Metoda vodonepropusnih kanala je jedna od efektivnih
metoda kada su temperature fluida iznimno velike. Tada se kratki dio usisnog
kanala može nalaziti u vodi te na taj na?in se razmjeni odre?ena koli?ina
toplote i samim tim smanji temperatura zraka. U ovom slu?aju dobro  bi bilo koristiti motore za pogonjenje
ventilatora koji nisu direktno izloženi zraku ili sa posebnim izolacijama.

 

4.2.          
Rad u korozivnim uslovima

 

Danas postoje mnogi ventilatori koji uspješno rade u ovakvim
uslovima, zahvaljuju?i raznovrsnoj ponudi zaštitnih boja, presvlaka, materijala
koji su otporni na koroziju itd. Generalno ne postoje striktne upute kako
održavati sisteme u ovakvim sredinama, ali neke preporuke se mogu primjeniti
kao npr:

Korištenje jednosmjernih centrifugalnih ventilatora, korištenje
raznih brtvi kako bi se sprije?ilo prodiranje korozivnog medija na unutrašnjost
ležaja, spajanje dovodnog i odvodnog kanala ?vrsto zaptivnim vezama,
postavljanje odvodne spojnice na najnižu ta?ku ku?išta ventilatora, ako je
mogu?e treba se instalirati ventilator na strani ?istog medija, te se mogu
koristiti neki standardi koji daju preporuke za premazivanje antikorozivnih
materijala preko osnovnog materijala ventilatora i opreme, kao što je standard
AMCA 99.

 

 

4.3.          
Rad u abrazivnim uslovima

 

Kako je primjena ventilatorskih sistema ogromna osim
korozije i povišenih temperatura jedna od naj?eš?ih pojava je rad u uslovima
gdje se može pojaviti abrazija (razne ne?isto?e, sitni pijesak, oštra prašina
tvrdih materijala itd.) koja može znatno oštetiti kako same lopatice rotora
tako i popratnu opremu. Za rad u ovakvim uslovima preporuka je korištenje
centrifugalnih ventilatora sa radijalnim lopaticama. Nedostatak je njiha niska
efikasnost tako da nekad nije ekonomski opravdano koristiti ovaj tip. Rješenja
mogu biti centrifugalni radijatori sa naprijed-zakrivljenim, nazad-zakrivljenim
i modificiranim radijalnim lopaticama. Postoje dodatni elementi koje možemo
ugraditi na ve? postoje?e lopatice i ventilatore kako bi se pove?ala njihova
otpornost na abraziju kao što su :

– ?eli?ne plo?e navarene ili pritegnute vijcima na lopatice
koje se mogu mijenjati

– Zamjenjivi pokrov za ku?ište i bo?ne strane ventilatora od
?elika ili lijevanog željeza

– Razne presvlake od tvrdih karbida kao što je wolframov
karbid.

Neki proizvo?a?i nude male 
i srednje centrifugalne ventilatore sa radijalnim lopaticama napravljene
od lijevanog željeza. Njihova prednost je debljina materijala.

 

 

4.4.          
Rad sa zapaljivim materijalima

 

Kada su u pitanju zapaljive materije bilo da sistemi rade
kontinuirano ili u odre?enim intervalima neophodno je obezbjediti takvo
okruženje da ne može do?i do iskri i zapaljenja za bilo koji tip ventilatora.
Postoje striktni standardi na nivou država koji se moraju pratiti i u važiti
ako se radi sa ovakvim materijama, gdje i najmanja greška može dovesti do
havarije. Nekolik osnovnih na?ina na koje se može obezbjediti siguran rad jeste
korištenje ventilatora i njegovih dijelova koji su napravljeni od ne obojenih
materijala, dobro uzemljenje svih elektri?nih dijelova i vodova, izmještanje
dijelova ventilatora gdje dolazi do pove?anja temperature (ležajevi, remen,
motor, itd) van struje medija koji se transportuje i dr.

 

4.5.          
Problemi u radu ventilatora i spušnih sistema

 

Problemi koji nastaju u radu ovih sistema i nepravilnosti su
raznovrsne i velike. Radi njihovog smanjenja i spre?avanja nastanka ve?ih
grešaka i otkaza sistema potrebno je preduzimati niz radnji koje bi uklju?ivale
preventivno održavanje, konstantno nadziranje sistema kako vizuelno tako i
putem nekih aplikacijskih softvera koji se mogu nabaviti, periodi?ni remonti
itd. Neke od naj?eš?ih pojava nepravilnosti u radi ovih sistema i razlozi zbog
kojih nastaju su :

 

 

 


Kapacitet ili pritisak ispod zadanog nivoa:

Ukupni otpor sistema ve?i od o?ekivanog, brzina
preniska, prigušiva?i ili promjenjivi uljni krilci nisu pravilno namješteni, loši
uslovi ulaznog ili izlaznog ventilatora, propuštanja zraka u sistemu,ošte?en
rotor, nepravilni smjer vrtnje, rotor montiran unatrag na osovinu.

-Vibracije
i buke:

 

Nepravilno
postavljanje ležajeva, spojki, rotora ili pogonskog remena, nestabilan temelj,
strani materijal u ventilatoru koji uzrokuje neravnotežu, izlizani ležajevi, ošte?eni
rotor ili motor, razbijeni ili labavi vijci ili vijci za pri?vrš?ivanje,
savijeno vratilo, izlizana spojnica.

 

– Povišena temperatura

Trenje u motoru, nedovoljno podmazani ležajevi, trenje na
remenu i remenici, kratki spojevi u elektroinstalacijama itd.

 

Kako bi se smanjio uticaj i pojava ovakvih nepravilnosti
potrebno je redovno održavati i pratiti rad sistema. Neka od rješenja su:

– Pri samoj instalaciji sistema potrebno je detaljno
pregledati isporuku datog venitlatora i opreme i uo?iti ako ima ošte?enja,
grešaka u materijalu, vrsti opreme koja se naru?uila i dr.

– Pravilno montirati cijeli sistem vode?i ra?una o pravilno
balansiranom sistemu, pravilnim odabirom spojeva i spojnica . Tamo gdje je
potrebno koristiti fleksibilne spojnice i pravilno odabrane vrste vijaka koje
dozvoljavaju odre?ene oscilacije i time smanjuju buku i vibracije sistema. Pravilno
centrirati vratila kako bi se izbjegle nesaosnosti i tim smanjile mogu?e
vibracije, buka, pogrešna brzina vrtnje i td. Postaviti sami sistem gdje su
napravljeni ?vrsti temelji i pravilno ga u?vrstiti pogodnim vezama npr.
vijcima. Provjeriti smjer vrtnje rotora i da li postoji dovoljan zazor izme?u
lopatice i ku?išta. Provjeriti sve elektri?ne instalacije i ispušni sistem, te
vidjeti da li postoji ošte?enja gdje bi moglo do?i do curenja fluida koji se
transportuje. Provjeriti zategnutost remena i njegovu ?vrsto?u.

Tako?er je potrebno provjeriti ležajeve, te njihovo hla?enje
i da li su pravilno  podmazani, te vrstu
podmazivanja koja je potrebna. Potrebno je provjeriti i sve spojnice, ukoliko
je potrebno i njihovo podmazivanje provjeriti da li je i to ura?eno. Ugraditi
potrebnu zaštitu za spojnice i vijke i provjeriti da li obezbje?uju potpunu
zaštitu ovih dijelova od vanjskih uticaja. Ukoliko je sistem sa kontrolom
protoka medija npr. izlaznim prigušiva?em, ulaznim lopaticama ili automatskim
upravljanjem treba provjeriti njihov pravilan rad i montažu.

Instalirati potrebnu opremu za konstantan monitornig sistema
ukoliko je finansijski prihvatljivo, sigurnosne prekida?e koji u slu?aju
havarije mogu ugasiti dijelove sistema ili cijeli sistem, itd.

– Nakon montaže i svih provjera koje se trebaju napraviti
treba pokrenuti sistem i pustiti odre?eno vrijeme da se uhoda. U ovom vremenu
potrebno je da se mjere neki od btinih parametara koji nam mogu ukazati na
odre?ene nepravilnosti. Potrebno je ispitati funkcionalost sistema i rad pri
maksimalnim brzinama okretaja i minimalnim te nivo vibracija, buke, temperaturu
na odre?enim dijelovima, zategnutost i rad remena ako postoji i dr. Nakon
odre?enog vremena uhodavanja ako je sistem ispunio zahtjeve potrebno ga je ugasiti
radi redovite provjere.

 

 

4.6.          
Preventivno i naknadno održavanje (remonti)

 

– Kao i za svaki sistem tako i za ventilatore potrebno je
predvidjeti i unaprijed isplanirati periodicne provjere stanja sistema i
njegovih elemenatau sklopu periodicnih remonta,osim ovog neke parametre sistema
je nužno kontinuirano pratiti tokom rada jer nam mogu ukazati na odre?ene
nepravilnosti u radu samog sistema i na odre?ene greške koje se dešavaju u
radu. Ovakav na?in održavanja sistema realizuje osoblje koje je zaduženo za to
tokom periodi?nih provjera i remonta. Neke od osnovnih stvari koje je potrebno
konstantno mjeriti i bilježiti su pritisak, temperatura, eventualno curenje
teku?ina i fluida koji se transporuje i dr.

Tokom periodi?nog pregleda stanja sistema potrebno je provjeravati
i podmazivati ležajeve, veze ukoliko su popustile npr. vijci te ih dodatno
pritegnuti, spojnice (ukoliko je potrebno dodati lubrikanta ako je ta vrsta
spojnice upotrebljena), provjeriti lopatice ventilatora da li udaraju o ku?ište
tokom vrtnje, tako?er je potrebno provjeriti sve zaptivne veze i brtve, te
zamijeniti ih po potrebi.

Tokom periodi?nih remonta potrebno je mijenjati sredstva
koja služe za podmazivanje vode?i ra?una o izboru odgovaraju?eg lubrikanta, po
potrebi promijeniti vijke i veze, centriranost vratila i balansiranost
ventilatora. Ukoliko je ventilator pogonjen remenom, potrebno je provjeriti
remen da li ispunjava sve zahtjeve ukoliko ne potrebno je izvršiti zamjenu. Ako
su sistemi koji imaju filtere ili neke vrste pro?iš?iva?a fluida potrebno ih je
zamijeniti ili o?istiti. Potrebno je provjeriti i elektroinstalaciju te ispušne
kanale kako se ne bi pojavila ošte?enja i uzrokovala naknadne gubitke i ve?u
štetu. Ukoliko je ventilatorska oprema presvu?ena odre?enim bojama, lakovima ili
nekom vrstom materijala koja je štiti od uticaja od okolne atmofere tokom rada,
potrebno je provjeriti da li je negdje došlo do skidanja materijala sa osnovnog,
te ukoliko jest potrebno je ponovo premazati materijal odgovaraju?im sredstvom.

Kako su vibracije, pritisak i temperatura neki od najvažnijih
parametara koji se prate poželjno je pored obi?nih ure?aja koji postoje imati i
mogu?nost kontinuiranog pra?enja i predvi?anja vrijednosti. Ukoliko se uo?e
promjene ovih parametara mogu?e je brzo uklanjanje problema i smanjenje daljnje
štete. Jedan od na?ina na koji se navedeni parametri mogu mjeriti je pomo?u
aplikativnih softvera i upotrebom vješta?ke inteligencije kojom se mogu
predvidjeti vrijednosti temperature i vibracije nekih dijelova sistema, kao
npr. kliznih ležajeva u nekom vremenskom periodu, u cilju boljeg predvi?anja
samih troškova održavanja, kadra koji vrši održavanje, kao i samog održavanja
sistema i produženja vijeka trajanja.

Slike 10 i 11. aplikativni sofvter (shema
postrojenja) i mjernje vibracija i temperature

 

5.    
Zaklju?ak

 

Kao i kod svih sistema tako i kod ventilatora i ispušnih
sistema potrebno je poznavanje osnovnih principa rada i sredine u kojoj sistem
radi. Pored pravilnog odabira vrste ventilatora i opreme koja ?e ispuniti sve
zahtjeve, potrebno je konstantno pra?enje i bilježenje vitalnih parametara za
sistem, u ovom slu?aju su to temperatura, vibracije, pritisak i dr. Da bi se
sistem maksimalno iskoristio i umanjile sve vrste nepravilnosti potrebno ga je
pravilno montirati i redovno održavati. Potrebno je unaprijed isplanirati
rokove za sve vrste remonta, kao i koli?inu rezervnog materijala i potreban
broj radnika koji taj posao obavljaju. Ulaganjem i baziranjem na preventivno i
prediktivno održavanje pove?avamo mogu?nost boljeg iskorištenja sistema i
prouženje njegovog vijeka trajanja.