Ventilateur Axial [PDF]

Zitiervorschau

EXERCICE : Avant projet - ventilateur axial On effectue une étude préliminaire afin de définir les caractéristiques d’un ventilateur axial permettant d’extraire de l’air (d’une masse volumique constante égale à 1,2 kg/m3) d’un local. Dans cet avant projet on n’étudiera pas les pertes les pertes de charges dans la machine, et on négligera l’encombrement des aubages. Ce ventilateur fonctionne à la vitesse de rotation de 1950 t/min. La roue du ventilateur axial possède les caractéristiques suivantes : rayon moyeu : Ri=50 mm ; rayon extérieur : Re=400 mm ; angle du redresseur 

1) fonctionnement sans distributeur. . Le ventilateur doit permettre d’extraire un débit égal à 10 m3/s en fournissant une différence de pression totale (théorique) entre l’entrée et la sortie égale à 120 mm CE (millimètre de colonne d’eau). Tracer les triangles des vitesses à l’entrée et à la sortie de la roue au rayon moyen de la machine (en l’absence de distributeur). Déterminer (à partir de toutes ces données précédentes) les angles des aubages au rayon moyen à l’entrée de la roue et du redresseur pour fonctionner sans chocs ? Donner également la valeur de la variation de pression statique dans la roue et dans le redresseur. 2) Déterminer l’expression de la variation de pression totale théorique en fonction du débit dans la roue et dans le redresseur. La variation de pression totale théorique Pttheo est directement liée à la hauteur indiquée : Pt théo    g  h i . Donner la variation de pression totale maximale (théorique) que peut donner la machine ainsi que le débit maximal.

CORRECTION

1) fonctionnement sans distributeur. Tracer les triangles des vitesses à l’entrée et à la sortie de la roue au rayon moyen de la machine (en l’absence de distributeur). Déterminer (à partir de toutes ces données précédentes) les angles des aubages au rayon moyen à l’entrée de la roue et du redresseur pour fonctionner sans chocs ? Donner également la valeur de la variation de pression statique dans la roue et dans le redresseur.

V1

 V2

1

U1

V3 

U2



2

W1

V2 W2

V1 



Qv

  Re  Ri 2

2



 20,22 m / s

U1 

2 N  Rm  45,92 m / s 60

W1  U12  V12  50,18m / s

Qv  V1  1  arcTg    23,8 U 2  U1 Vd 2  V1   U1    Re 2  Ri 2 Pt theorique U 2Vu 2  Vd 2  hi    Vu 2  21,36 m / S 2  arctg    39,5 g g  U 2  Vu 2 



W 2  Vd 2 2  U 2  Vu 2 2  31,81m / s



V 2  Vu 2 2  Vd 2 2  29,41m / s

Variation de pression statique : dans la roue :

 V2 2 V12    903,4 Pa Ps  Pt     2 2   dans le redresseur (en l’absence de pertes) :

P3  

 V2 2 V32 V2 2 V32   =273,8 Pa  P2    P      2 2 2 2  

2) Déterminer l’expression de la variation de pression totale théorique en fonction du débit dans la roue et dans le redresseur. La variation de pression totale théorique ∆𝑃𝑡𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒 Pttheo est directement liée à la hauteur indiquée :.ℎ𝑖 = 𝜌𝑔

 Vd2  U2   U2 2  Pt  U2  VU2    U2   U2  Qv 2 tg2   Re  Ri 2  tg2 





Variation de pression maxi pour Qv=0 => Pt  2533 ,2 Pa Débit maxi pour variation de pression totale nulle => Qv  18,68 m3/s