Wentylatory stosowane w tramwajowych zespołach wentylacyjnych



Podobne dokumenty
PRZETWORNIK NAPIĘCIE - CZĘSTOTLIWOŚĆ W UKŁADZIE ILORAZOWYM

WYBRANE MODERNIZACJE POMP GŁÓWNEGO OBIEGU PARA-WODA ELEKTROWNI

JTW SP. Z OO. Zapytanie ofertowe. Zakup i dostosowanie licencji systemu B2B część 1

Czteropompowy zestaw do podnoszenia ciśnienia ZKA35/3-6/4

CZYSTOŚĆ POWIETRZA I MIKROKLIMAT POMIESZCZEŃ

KARTA INFORMACYJNA ELEKTROMAGNESY NAPĘDOWE. TYP ES-2a i ES-2

Wały napędowe półosie napędowe przeguby wałów i półosi

Postępowanie WB NG zadanie nr 3 ZAŁĄCZNIK NR Zamrażarka niskotemperaturowa

SCHEMAT ZBIORNIKA HYDROFOROWEGO ZE STALI NIERDZEWNEJ

Falowniki wektorowe. Goodrive

ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

tel/fax lub NIP Regon

Transport Mechaniczny i Pneumatyczny Materiałów Rozdrobnionych. Ćwiczenie 2 Podstawy obliczeń przenośników taśmowych

Pomiary geofizyczne w otworach

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

Małe elektroniczne pompy obiegowe do c.o.

Seria OKW1. zabezpieczaj cy przed zabrudzeniem Ch odnica mo e by ustawiana przed albo za wentylatorem.

AERIS CA 350 VV EASE Zalety Informacje ogólne

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 14/14

PROCES TECHNOLOGICZNY KOMPLETACJI I PRZYGOTOWANIA ŁOPAT DURALOWYCH DO DOPUSZCZENIA DO LOTU NA WIATRAKOWCU

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

PROJEKT WYKONAWCZY WENTYLACJA MECHANICZNA

Gazowa pompa ciepła firmy Panasonic

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA SST ZT.03 PLACE ZABAW CPV

OGÓLNE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z KRUSZYWA ŁAMANEGO STABILIZOWANEGO MECHANICZNIE

DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA DTR. Regulator obrotów Obrotowego wymiennika odzysku ciepła Mini Start. (Flexomix ) (Envistar Top 04-10)

CENTRALE WENTYLACYJNE NAWIEWNO WYWIEWNE Z ODZYSKIEM CIEPŁA ORAZ WILGOCI

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

PLAN POŁĄCZENIA SPÓŁEK

Zamawiający potwierdza, że zapis ten należy rozumieć jako przeprowadzenie audytu z usług Inżyniera.

Segment B.XII Opór elektryczny Przygotował: Michał Zawada

ŠkodaOctavia Combi 4 4 & Superb 4 4

BAKS Kazimierz Sielski Karczew ul. Jagodne 5. Tel./ fax (022) fax (022) NIP Zapytanie ofertowe.

PODSTAWOWE ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Zakres pracy Przedstawienie wiedzy teoretycznej z zakresu konstrukcji reflektorów samochodowych Przegląd konstrukcji reflektorów oraz opis rozwoju ośw

ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) NR

Zakres pomiaru (Ω) Rozdzielczość (Ω) Dokładność pomiaru

PROCEDURA EWALUACJI WEWNĘTRZNEJ W SZKOLE PODSTAWOWEJ IM. JANA PAWŁA II W GRZĘDZICACH

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA 1. WSTĘP Podstawa opracowania Cele i zakres opracowania OPIS TECHNICZNY PROJEKTOWANEJ INSTALACJI.

Transformator Elektroniczny do LED 0W-40W Współpracuje z inteligentnymi ściemniaczami oświetlenia. Instrukcja. Model: TE40W-DIMM-LED-IP64

System centralnego ogrzewania

Agregat napędowy 24ANfM C13ENT

O produkcie. Przykład kodu produktu. Szybki dobór

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

I.1.1. Technik mechanizacji rolnictwa 311[22]

PRZYCISKI STEROWNICZE POWROTNE Z GUZIKIEM KRYTYM TYPU NEF22-K

k at alog opon Bieżnik napędowy Bieżnik naczepowy City Rozmiary Szerokość czoła Indeks nośności Indeks prędkości

Metrologia cieplna i przepływowa

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

Metody oszczędzania energii w zakładach przemysłowych

Przykłady oszczędności energii w aplikacjach napędowych

Technik elektryk 311[08] Zadanie praktyczne

Instrukcja do ćwiczenia Kompensacja mocy biernej

TEST WIADOMOŚCI: Równania i układy równań

Centrum Badawcze Polskiej Akademii Nauk

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

I. POSTANOWIENIE OGÓLNE

Trenuj przed sprawdzianem! Matematyka Test 4

2.Prawo zachowania masy

Sterowanie maszyn i urządzeń

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

D NAWIERZCHNIE SYNTETYCZNE BOISK

Podejmowanie decyzji. Piotr Wachowiak

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

Ćwiczenie nr 2 Zbiory rozmyte logika rozmyta Rozmywanie, wnioskowanie, baza reguł, wyostrzanie

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

Podstawa prawna: Ustawa z dnia 15 lutego 1992 r. o podatku dochodowym od osób prawnych (t. j. Dz. U. z 2000r. Nr 54, poz. 654 ze zm.

ST SPECYFIKACJA TECHNICZNA ROBOTY GEODEZYJNE. Specyfikacje techniczne ST Roboty geodezyjne

Standardowe tolerancje wymiarowe

Arkusz zmian. Serwowzmacniacz wieloosiowy MOVIAXIS * _1014*

MODERNIZACJA CENTRALI WENTYLACYJNEJ I HALI BASENU I LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO IM. STEFANA CZARNIECKIEGO W CHEŁMIE II ETAP

SILNIKI INDUKCYJNE GÓRNICZE 3SG4 315M-4 STRONA 1/5

Projekt MES. Wykonali: Lidia Orkowska Mateusz Wróbel Adam Wysocki WBMIZ, MIBM, IMe

SILNIKI ASYNCHRONICZNE INDUKCYJNE

INSTALACJE ELEKTRYCZNE. upr. proj. 104/83. upr. proj. SLK/0791/POOE/05

Wskaźnik poziomu wody Kemo M167N, 10 diod LED, 3 V/DC

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

KATALOG ROZWIĄZA ZAŃ AKUSTYCZNYCH - UNIKALNE NARZĘDZIE DLA PROJEKTANTÓW. Marek Niemas

2. Znaczenie warunków klimatycznych w pomieszczeniach obiektu basenowego.

Zarządzanie Produkcją II

ZAPYTANIE OFERTOWE. S.C. WILLAMARIANNA Maria Słabońska, Maria Łukaszewska, Anna Słabońska z siedzibą: Ul. Inspektowa Szczecin

I. Minimalne wymagania. Tool Form s.c. Jacek Sajan, Piotr Adamiak. ul. Pafalu 11, Świdnica, NIP:

Projekt uchwały do punktu 4 porządku obrad:

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

K O Z I C K I. KAROL KOZICKI EŁK, ul. W. Polskiego 54/13 tel./fax.:(87) NIP: tel. kom

Kategorie inwestycyjne poprowadzenia ruchu rowerowego

Wentylator serii KAM EKO MAX jest wyposa ony w silnik o zwi kszonej mocy z wirnikiem zewn trznym.

Rodzaj środka technicznego. Stan techniczny obiektu. Opis działania, przeznaczenie środka technicznego. Podstawa metodologiczna wyceny.

Test F- Snedecora. będzie zmienną losową chi-kwadrat o k 1 stopniach swobody a χ

PROJEKTOWANIE PROCESÓW PRODUKCYJNYCH

Uwarunkowania międzysystemowej kompatybilności elektromagnetycznej standardu IEEE a

STANDARD SCM (Szybki Czysty Montaż) SCM SZYBKI CZYSTY MONTAŻ

Stan prac w zakresie wdrożenia systemów operacyjnych: NCTS2, AIS/INTRASTAT, AES, AIS/ICS i AIS/IMPORT. Departament Ceł, Ministerstwo Finansów

Transkrypt:

Jan Kędzierzawski, Rafał Kaczyński Wentylatory stosowane w tramwajowych zespołach wentylacyjnych W artykule przedstawiono historię rozwoju konstrukcji wentylatorów, stosowanych w tramwajowych zespołach wentylacyjnych*, przeznaczonych do chłodzenia rozrusznika i silników trakcyjnych, opracowanych w Instytucie Techniki Cieplnej, a produkowanych przez fabryki wentylatorów oraz Zakład Produkcji Doświadczalnej ITC. W latach 60. na podstawie badań przeprowadzonych w Instytucie Elektrotechniki w Warszawie dysponującym oryginalnymi tramwajowymi kanałami doprowadzającymi powietrze do silników trakcyjnych i na rozrusznik została opracowana w Instytucie Techniki Cieplnej w Łodzi konstrukcja zmodernizowanych wentylatorów typu GC-149 napędzanych przetwornicą dynamiczną prądu stałego. Przy opracowywaniu nowego wentylatora zmodernizowany został przez Instytut kształt kanałów dolotowych do rozrusznika i silników trakcyjnych, co pozwoliło na wymianę niskosprawnego wentylatora promieniowego z wirnikiem bębnowym oznaczonego KONSTAL na wysokosprawny wentylator promieniowy z łopatkami odchylonymi do tyłu oznaczony ITC-GC-149, który został przyjęty do produkcji seryjnej, ponieważ spełniał ówczesne żądane warunki chłodzenia i zużycia mocy (wówczas bez ograniczeń emitowanego poziomu dźwięku). Pierwsze wentylatory GC-149 produkowała seryjnie Fabryka Wentylatorów OWENT w Olkuszu, a następnie Zakłady KLIMATOR pod oznaczeniem GC-150. Następnym rozwiązaniem konstrukcyjnym, opracowanym w połowie lat 90. i produkowanym przez Zakład Produkcji Doświadczalnej Instytutu, jest wentylator WP-30/71 napędzany silnikiem prądu przemiennego, współpracującym z umieszczoną w wagonie tramwaju przetwornicą częstotliwości pozwalającą na pracę wentylatora w zakresie częstotliwości f = 36 40 Hz. Konstrukcja wentylatora wymagała dodatkowego łożyskowania, ponieważ napęd z silnika przekazywany był za pośrednictwem sprzęgła na dodatkowo ułożyskowane koło wirnikowe. Obecnie producenci i użytkownicy tramwajów stawiają przed konstruktorami wymagania dotyczące opracowania wentylatora, który wraz z przetwornicą częstotliwości umieszczoną w komorze wentylacyjnej tramwaju (wentylatory po dwu stronach przetwornicy) powinien spełniać podwyższone wymagania akustyczne. Strumienie objętości powietrza chłodzącego silniki i rozrusznik mogą być zbliżone do uzyskiwanych w latach 60., natomiast poziom emitowanego dźwięku w odległości 1 m od tramwaju powinien spełniać warunek L WA 70 db. Rozwiązaniem konstrukcyjnym, spełniającym postawione wymagania, jest wentylator WP-30/71-Z/B (z kołem wirnikowym bębnowym) opracowany w ramach realizacji projektu celowego dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych. Żądane parametry Przeznaczeniem wentylatorów stosowanych w zespołach wentylacyjnych tramwaju jest skuteczne chłodzenie rozrusznika i silników trakcyjnych tramwaju. Obecnie dodatkowym parametrem stawianym zespołom wentylacyjnym jest niski poziom emitowanego przez wentylatory dźwięku. Dla żądanego strumienia objętości powietrza chłodzącego należy pokonać opory przepływu przez kanały rozrusznika oraz kanały silników trakcyjnych, tzn. że wentylatory powinny mieć odpowiednie spiętrzenie. Ponieważ moc zainstalowanego wentylatora zależy od iloczynu strumienia objętości i spiętrzenia oraz sprawności wentylatora, ważne jest aby wentylator miał do pokonania jak najmniejsze opory przepływu przez kanały przy maksymalnie wysokiej jego sprawności. Parametry przepływowe Mając na uwadze konieczność zmniejszenia zapotrzebowania na spiętrzenie i moc wentylatora, zmodyfikowano w latach 60. układ wlotowy do komory wentylacyjnej, wprowadzając ściankę dzielą- Rys. 1. Schemat stoiska do pomiaru strumienia objętości i oporów przepływu bez rozdziału w komorze wentylacyjnej [1] O - okna wlotowe, Ż - żaluzja, WS - wentylator szeroki, WW - wentylator wąski, L - Lemiskata, T - walec Thomasa, D - dławienie, P - przetwornica, R - rozrusznik, S 1 i S 2 - silniki tramwajowe * Tramwajowy zespół wentylacyjny składa się zawsze z dwóch wentylatorów podających powietrze chłodzące na rozrusznik i silniki trakcyjne. 60 9/2003

cą kanał wlotowy od żaluzji poprzez otwory kieszeni wlotowej aż do komory przetwornicy. Zastosowanie podziału w komorze wentylacyjnej pozwoliło na uzyskanie żądanych wartości strumieni objętości powietrza chłodzącego rozrusznik i silniki trakcyjne przy obniżonych oporach przepływu, a zatem i żądanego spiętrzenia wentylatora. Schemat stoiska z komorą wentylacyjną przed modernizacją, bez podziału przedstawiono na rysunku 1, natomiast z podziałem na rysunku 2. Pomiary przeprowadzono na tramwaju, wykorzystując do pomiarów strumieni objętości walce Thomasa. Charakterystyki oporów uzyskane z pomiarów kanałów bez rozdziału i z rozdziałem dla tych samych wartości strumieni objętości podawanych na rozrusznik przedstawiono na rysunku 3, a dla silników na rysunku 4. pc50 = 420 oferty pc50 R i BR pc40 = 450 pc40 pc40 BR Rys. 3. Charakterystyka oporów przepływu przez kanał rozrusznika po stronie ssania i tłoczenia (koło wirnikowe szerokie) z rozdziałem R i bez rozdziału BR [1] pc50 = 800 pc50 BR pc50 R Rys. 2. Schemat stoiska do pomiaru strumienia objętości i oporów przepływu z zastosowaniem rozdziału w komorze wentylacyjnej [1] Ż - żaluzja, WS - wirnik szeroki, WW - wirnik wąski, L.R. - Lemiskata rozrusznika, L.S. - Lemiskata silnika, T - walec Thomasa, D - dławienie zasuwą, P - przetwornica, R - rozrusznik, S 1 i S 2 - silniki tramwajowe, 0 - okno wlotowe, 1 6 - punkty pomiarowe pc40 = -70 pc40 R Uzyskane wyniki (po zastosowaniu rozdziału w komorze wentylacyjnej) pozwoliły na wyznaczenie parametrów spiętrzenia i strumienia objętości, jakimi powinien charakteryzować się wentylator GC-149 dla części koła wirnikowego podającego powietrze na rozrusznik oraz dla części koła wirnikowego podającego powietrze na silniki. Porównanie wartości parametrów uzyskanych bez rozdziału na wlocie do komory wentylacyjnej tramwaju i z rozdziałem przedstawiono w tablicy 1. Przedstawione na rysunku 5 porównanie schematów aerodynamicznych i wartości przepływowych, uzyskiwanych przez prototyp wentylatora GC-149 i wentylator KONSTAL, dotyczy różnych wartości strumieni objętości chłodzącego powietrza. Rys. 4. Charakterystyka oporów przepływu przez kanał rozrusznika po stronie ssania i tłoczenia (koło wirnikowe wąskie) z rozdziałem R i bez rozdziału BR [1] pc40 BR 9/2003 61

Tablica 1 Porównanie wartości parametrów uzyskanych bez rozdziału na wlocie do komory wentylacyjnej tramwaju Układ Rozrusznik q VR = 0,46 m 3 /s Silniki q VS = 0,25 m 3 /s do chłodzenia silników: q VS = 0,23 m 3 /s przy p c = 810 Pa. Dla wszystkich rozpatrywanych rozwiązań konstrukcyjnych wentylatorów ITC i innych wentylatorów parabole oporów wyznaczone są dla wymienionych parametrów. Rozdzielony 420 + 450 = 870 Pa 800 + 700 = 870 Pa Nierozdzielony 420 + 1280 = 1700 Pa 900 + 1400 = 2300 Pa Zastosowanie w rozwiązaniu konstrukcyjnym Instytutu rozdziału powietrza na wlocie do komory wentylacyjnej wraz z dodatkowym podziałem w obudowie spiralnej dało w eksploatacji bardzo korzystne wyniki. Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów, zapewniających skuteczne chłodzenie rozrusznika i silników trakcyjnych opracowano w Instytucie Techniki Cieplnej Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru (WTWO) wentylatorów GC-149 dla KON- STAL - Chorzów Zakładu odbierającego wentylatory od ich producenta OWENTU w Olkuszu. Przeprowadzona próba wyrobu dla pierwszej partii 10 szt. wentylatorów GC-149 [3] pozwoliła na określenie (uśrednionych) wartości parametrów przepływowych, z uwzględnieniem pola błędów wykonania i niepewności pomiarowych (rys. 6). Do dalszych rozwiązań konstrukcyjnych przyjęto następujące, minimalne wartości parametrów wymaganych dla prawidłowego chłodzenia rozrusznika i silników trakcyjnych: do chłodzenia rozrusznika: q VR = 0,44 m 3 /s przy p c = = 785 Pa; Rys. 6. Wyniki pomiarów charakterystyk uśrednionych wartości spiętrzenia oraz strumieni objętości części szerokiej i wąskiej wentylatora GC-149 [3] Parametry akustyczne W latach 60. przy napędzie wentylatorów przetwornicą dynamiczną poziom emitowanego dźwięku nie był określany wymaganiami i wartość mierzona przy kratce wlotowej tramwaju wynosiła L WA = 95,6 db. Obecnie zakłady eksploatujące tramwaje z zespołami wentylacyjnymi oraz producenci tramwajów mają indywidualne wymagania odnośnie emitowanego przez wentylatory dźwięku: Tramwaje Warszawskie wymagają, aby poziom emitowanego dźwięku mierzony w odległości 3 m od tramwaju na wysokości 1 m od główki szyny odpowiadał wartości L WA 70 db; producent tramwajów KONSTAL - Chorzów wymaga, aby poziom emitowanego dźwięku odpowiadał wartości L WA 70 db w odległości 1 m od tramwaju na wysokości 1 m od główki szyny. Rys. 5. Porównanie schematów aerodynamicznych i wartości przepływowych uzyskiwanych przez wentylator KONSTAL i zmodernizowany wentylator GC-149 [4] Wentylatory stosowane w tramwajach Wentylator oryginalny KONSTAL Był to wentylator promieniowy z kołem wirnikowym bębnowym zawieszonym na czopie wału przetwornicy dynamicznej obracającego się z prędkością n = 2650 1/min (rys. 5). Charakteryzował się wysokimi wartościami spiętrzeń, ale za małymi wartościami strumieni objętości powietrza chłodzącymi rozrusznik i silniki trakcyjne, co doprowadziło w eksploatacji (w latach 60.) do palenia się taśm rozrusznika i uzwojeń silników trakcyjnych, z jednoczesnym przekroczeniem mocy znamionowej przetwornicy dynamicznej [4]. Parametry wentylatora w żądanym punkcie pracy wynosiły: na rozrusznik: q VR = 0,24 m 3 /s przy p c = 900 Pa; na silniki: q VS = 0,15 m 3 /s przy p c = 1050 Pa. 62 9/2003

Moc pobierana przez wentylator N = 3,9 kw, przy niskiej sprawności η 30% i poziomie emitowanego dźwięku przy wlocie do kratki tramwaju L WA = 95,6 db. Rys. 8. Schemat stanowiska pomiarowego [3, 5, 8,9, 10] WB - badany wentylator, KR - kratki prostujące, ZP - zwężki pomiarowe, RP1 - rurociąg pomiarowy 250, RP2 - rurociąg pomiarowy 180, 1 1, 2 2, 3 3, 1 1, 2 2, 3 3 - płaszczyzny pomiarowe Rys. 7. Charakterystyka wentylatora KON- STAL [4] Wentylatory Instytutu Techniki Cieplnej Stanowisko pomiarowe Wszystkie wentylatory opracowane w Instytucie, a następnie produkowane przez OWENT w Olkuszu i przez KLIMATOR w Świebodzicach oraz przez Zakład Doświadczalny Instytutu Techniki Cieplnej w Łodzi były badane na specjalnie przystosowanym do tego celu stanowisku pomiarowym, pozwalającym na wyznaczenie charakterystyki dwustrumieniowego wentylatora tramwajowego. Stanowisko wykorzystywane w latach 60. dostosowano obecnie do najnowszej normy [11]. Na stanowisku (rys. 8) wyznacza się oddzielnie parametry powietrza przeznaczonego do chłodzenia rozrusznika i oddzielnie powietrza przeznaczonego do chłodzenia silników trakcyjnych. W optymalnych punktach pracy wentylatorów przeprowadzane są pomiary akustyczne zgodnie z obowiązującą normą (rys. 9) [12]. Pomiar strumienia objętości odbywał się za pomocą klasycznych zwężek pomiarowych Venturiego. Zmiana obciążenia wentylatora była realizowana urządzeniami dławiącymi zamontowanymi na wylotach z rurociągów pomiarowych. Rys. 9. Schemat rozmieszczenia punktów pomiaru hałasu [ 3, 5, 8, 9, 10] Wentylator GC-149 Wentylator GC-149 zastąpił wentylator KONSTAL i był seryjnie produkowany od końca lat 60. do początku lat 90. Wentylator miał koło wirnikowe promieniowe z łopatkami odchylonymi do tyłu i osiągał sprawności η 70%. Dzięki wysokiej sprawności moc pobierana przez wentylatory była niższa, co pozwoliło na bezawaryjną pracę przetwornicy dynamicznej. Charakterystykę wentylatora GC-149 przedstawiono na rysunku 10. Parametry wentylatora w żądanym punkcie pracy wynosiły: na rozrusznik: q VR = 0,45 m 3 /s przy p c = 870 Pa; na silniki: q VS = 0,25 m 3 /s przy p c = 870 900 Pa. Moc pobierana przez jeden wentylator N = 1,5 kw, a poziom emitowanego dźwięku przy wlocie do kratki tramwaju L WA = = 89,4 db. Rys. 10. Charakterystyka wentylatora GC-149 [4] Wentylator WP-30/71 Zgodnie z wymaganiami producenta tramwajów (początek lat 90.) wentylator został przystosowany do napędu silnikiem prądu przemiennego. Silniki sterowane były przetwornicą statyczną umieszczoną w wagonie tramwaju (poza komorą wentylacyjną). 9/2003 63

Schemat zespołu wentylacyjnego z wentylatorami WP-30/71 przedstawiono na rysunku 11, a charakterystyki wentylatora WP- -30/71 na rysunku 12. Wentylator wymagał bardzo dużej pracochłonności wykonawczej, ze względu na konieczność przeniesienia napędu z silnika (za pośrednictwem sprzęgła) na dodatkowo ułożyskowany wałek, na którym zawieszone było koło wirnikowe. Po pokonaniu problemów technologicznych wyprodukowane wentylatory WP-30/71 w liczbie ok. 600 szt. (~300 zespołów), pracują do dnia dzisiejszego. Rys. 11. Schemat zespołu wentylacyjnego 2 WP-30/71 [5] Wentylatory WP-30/71-Z Najnowsze wymagania producentów i eksploatatorów tramwajów, dotyczące parametrów aeroakustycznych wentylatorów tworzących zespoły wentylacyjne, zintensyfikowały w ITC prace badawczo-konstrukcyjne, mające na celu uruchomienie produkcji wentylatora do zintegrowanego zespołu wentylacyjnego oznaczonego symbolem Z, spełniającego podwyższone wymagania aeroakustyczne (przy stałej częstotliwości f = 50 Hz zasilania silników wentylatorów). Zastosowane rozwiązanie konstrukcyjne, polegające na umieszczeniu silnika napędowego wewnątrz wieńca łopatkowego wirnika wentylatora, wyeliminowało wiele elementów przenoszących napęd z silnika na wirnik (dodatkowy układ łożyskowania z tuleją i sprzęgłem). Nowe rozwiązanie konstrukcyjne pozwoliło na zmniejszenie materiało- i pracochłonności wykonania nowego zespołu wentylacyjnego przy jednoczesnym zwiększeniu pewności ruchowej. Schemat zintegrowanego zespołu wentylacyjnego przedstawiono na rysunku 13. W ramach prac badawczo-modernizacyjnych (dofinansowanych przez Komitet Badań Naukowych) zaprojektowano i przebadano 6 kół wirnikowych, z których do produkcji przez Zakład Produkcji Doświadczalnej Instytutu przyjęto trzy. Koła te różnią się kinematyką wieńca łopatkowego, a zatem i osiąganymi parametrami aeroakustycznymi. Wentylatory z kołami wirnikowymi, oznaczone symbolami Z, mogą być stosowane zamiennie do zespołów 2 WP-30/71. Charakterystykę wentylatora oznaczonego WP-30/71-Z/2 przedstawiono na rysunku 14, a wentylatora WP-30/71-Z/5 na rysunku 15 dla prędkości obrotowej n = 2400 1/min oraz na rysunku 16 dla prędkości obrotowej n = 2870 1/min. Wentylatory Z/2 oraz Z/5 charakteryzują się jednak podwyższoną wartością emitowanego dźwięku. Wentylator z trzecim kołem wirnikowym (bębnowym), oznaczony WP-30/71-Z/B, spełnia wszystkie wymagania stawiane Rys. 12. Charakterystyki wentylatora WP-30/71 dla prędkości obrotowych n = 2300 min -1 i n = 2500 min -1 [5] Rys. 13. Schemat zintegrowanego zespołu wentylacyjnego 2 WP-30/71-Z z przetwornicą umieszczoną między wentylatorami [6 10] Rys. 14. Charakterystyki wentylatora WP-30/71-Z/2 dla prędkości obrotowej n = 2400 min -1 obecnie przez użytkowników i producentów taboru tramwajowego. Charakterystykę wentylatora WP-30/71-Z/B przedstawiono na rysunku 17. Znamionowe punkty pracy trzech wymienionych wentylatorów, wyznaczone przez punkty przecięcia charakterystyk ciśnienia całkowitego z charakterystykami oporów (charakterystyki oporów dla wszystkich porównywanych wentylatorów przechodzą przez parametry wentylatora GC-149) przedstawiono w tablicy 2. 64 9/2003

Inne wentylatory oferty Eksploatatorzy tramwajów dostarczyli do Instytutu dwa wentylatory promieniowe dwustrumieniowe z kołami wirnikowymi bębnowymi o średnicach zewnętrznych D z = 225 mm i D z = 250 mm, które zostały zbadane na tym samym stanowisku pomiarowym, na którym były badane wentylatory wyprodukowane przez Instytut. Charakterystykę wentylatora o D z = 225 mm przedstawiono na rysunku 18, a charakterystykę wentylatora o D z = 250 mm na rysunku 19. Rys. 15. Charakterystyki wentylatora WP-30/71-Z/5 dla prędkości obrotowej n = 2400 min -1 Rys. 18. Charakterystyki wentylatora o średnicy D z =225 mm Rys. 16. Charakterystyki wentylatora WP-30/71-Z/5 dla prędkości obrotowej n = 2780 min -1 Rys. 19. Charakterystyki wentylatora o średnicy D z =250 mm Rys. 17. Charakterystyki wentylatora WP-30/71-Z/B dla prędkości obrotowej n = 1380 min -1 Tablica 2 Parametry zespołów wentylacyjnych 2 WP-30/7l-Z Parametr Jedn. Oznaczenie zespołu 2 WP-30/71-Z/2 2CWP-30/71-Z/5 2xWP-30/71-Z/B Znamionowy strumień objętości (q VR +q VS ) q V [m 3 /s] 2 (0,37+0,21) 1,16 2 (0,36+0,18) 1,08 2 (0,43+0,21) 1,28 2 (0,37+0,2) 1,14 Znamionowe ciśnienie Dp R /I [Pa] 580/650 560/530 740/700 550/600 Moc znamionowa N n [kw] 2 0,55=1,1 2 0,45=0,9 2 0,75=1,5 2 0,7=1,4 Poziom dźwięku L WA [db] 77 79 80 69 Typ silnika napędowego STKg 80 2B/200 SKh 71x-2CI/200 STKg 80x 4B/200 BESEL S.A. BESEL S.A. BESEL S.A. Moc silnika N s [kw] 2 0,9 = 1,8 2 0,75 = 1,5 2 0,75 = 1,5 2 0,9 = 1,8 Prędkość obrotowa silnika [min -1 ] 2400 2400 2780 1380 Napięcie zasilania silnika U s [V] 3 230 lub 3 400 Wymiary zespołu [mm] 1375 610 470 q VR sumaryczny strumień objętości powietrza chłodzącego rozrusznik podawany z obydwu szerokich kanałów wentylatorów. q VS sumaryczny strumień objętości powietrza chłodzącego silniki podawany z obydwu wąskich kanałów wentylatorów. q V sumaryczny strumień objętości powietrza podawany na rozrusznik i silniki. p R ciśnienie wentylatora chłodzącego rozrusznik. p S ciśnienie wentylatora chłodzącego silniki. L WA poziom dźwięku A w odległości 1 m od wentylatora tramwaju na wysokości 1,6 m. 9/2003 65

Porównanie charakterystyk wentylatorów zbadanych w IRC z wentylatorem Wp-30/71-Z/B Wentylator GC-149 Porównanie charakterystyk wentylatora GC-149 współpracującego w latach 60. z przetwornicą dynamiczną z wentylatorem ostatniej generacji WP-30/71-Z/B przedstawiono na rysunku 20. Rys. 22. Porównanie charakterystyk wentylatora WP-30/71-Z/B z wentylatorem o D z =225 mm Rys. 20. Porównanie charakterystyk wentylatora GC-149 z wentylatorem WP-30/71-Z/B Obecnie, ze względu na wzrost jakości stosowanych izolacji silników i rozrusznika (pod względem odporności na temperaturę), strumienie objętości powietrza chłodzącego mogą mieć wartości mniejsze od wyznaczonych dla wentylatora GC-149. Wentylatory WP-30/71-Z/B sprawdzane są w warunkach ruchowych. Wentylator WP-30/71 Porównanie charakterystyk wentylatora WP-30/71 (napędzanego silnikiem prądu przemiennego ułożyskowanego w czterech łożyskach ze sprzęgłem przenoszącym moment z silnika na koło wirnikowe) z wentylatorem WP-30/71-Z/B przedstawiono na rysunku 21. Rys. 21. Porównanie charakterystyk wentylatora WP-30/71 z wentylatorem WP-30/71-Z/B Inne wentylatory Porównanie charakterystyk wentylatora WP-30/71-Z/B z wentylatorami o średnicach zewnętrznych D z =225 mm i D z =250 mm, również eksploatowanych w tramwajowych zespołach wentylacyjnych przedstawiono na rysunkach 22 i 23. Podsumowanie Instytut Techniki Cieplnej od lat 60. zajmuje się opracowywaniem wentylatorów przystosowanych specjalnie do chłodzenia rozrusznika i silników trakcyjnych tramwaju. Spełniają one wysokie wy- Rys. 23. Porównanie charakterystyk wentylatora WP-30/71-Z/B z wentylatorem o D z =250 mm magania aeroakustyczne stawiane przez producentów i eksploatatorów taboru tramwajowego, a zastosowanie podziału w komorze wentylacyjnej umożliwiło powiększenie strumieni objętości powietrza chłodzącego, przy jednoczesnym obniżeniu wartości spiętrzenia wentylatora potrzebnego do pokonania oporów przepływu przez kanały. W porównaniu z innymi wentylatorami stosowanymi w tramwajach, wentylatory Instytutu charakteryzują się wyższymi wartościami strumieni powietrza chłodzącego rozrusznik i silniki, niskim poziomem emitowanego dźwięku, gwarantują pewność ruchową i trwałość konstrukcji dostosowanej specjalnie do trudnych warunków pracy. Należy podkreślić, że wentylator GC-149 był instalowany we wszystkich tramwajowych zespołach wentylacyjnych od lat 60. aż do opracowania przez Instytut w latach 90. konstrukcji wentylatora WP-30/71 napędzanego silnikiem prądu przemiennego. Zakład Produkcji Doświadczalnej wyprodukował tych wentylatorów ok. 600 szt., które są zainstalowane na 300 tramwajach. Zakład Produkcji Doświadczalnej Instytutu jest przygotowany do produkcji najnowszej konstrukcji wentylatora WP-30/71-Z, szczególnie polecając koło wirnikowe Z/B spełniające wymagania przepływowe i bardzo rygorystyczne wymagania akustyczne dotyczące poziomu emitowanego dźwięku. Z satysfakcją możemy stwierdzić, że zawsze potrafiliśmy sprostać trudnym wymaganiom stawianym przed konstrukcjami wentylatorów tramwajowych. q Literatura [1] Kędzierzawski J., Rębowski J.: Opracowanie wentylatorów do tramwaju 13N. Sprawozdanie ITC (niepublikowane), nr ewid. 1090. Łódź 1968. 66 9/2003

[2] Kędzierzawski J.: Analiza techniczno-ekonomiczna wdrożonej do przemysłu pracy naukowo-badawczej. Opracowanie wentylatorów do tramwaju N13. Sprawozdanie ITC (niepublikowane), nr ewid. 1347. Łódź 1968. [3] Rębowski J.: Przeprowadzenie próby pełnej i niepełnej (wyrobu) dla pierwszej partii 10 sztuk wentylatorów GC-149. Sprawozdanie ITC (niepublikowane). Łódź 1969. [4] Kędzierzawski J.: Prace badawcze podstawą opracowania w ITC nowych konstrukcji wentylatorów promieniowych. Prace ITC wydanie specjalne. Łódź 1969. [5] Kędzierzawski J., Białasik K.: Badania charakterystyk przepływowych zespołu wentylacyjnego 2 WP-30/7. Sprawozdanie ITC (niepublikowane). Łódź 1996. [6] Kędzierzawski J.: Uruchomienie produkcji zintegrowanego zespołu wentylacyjnego do tramwaju. Sprawozdania ITC (niepublikowane), nr ewid. 7539. Łódź 2002. [7] Kędzierzawski J.: Uruchomienie produkcji zintegrowanego zespołu wentylacyjnego do tramwaju. Sprawozdania ITC (niepublikowane), nr ewid. 7554. Łódź 2002. [8] Kędzierzawski J., Kaczyński R.: Uruchomienie produkcji zintegrowanego zespołu wentylacyjnego do tramwaju. Sprawozdania ITC (niepublikowane), nr ewid. 7564. Łódź 2002. [9] Kędzierzawski J., Kaczyński R.: Uruchomienie produkcji zintegrowanego zespołu wentylacyjnego do tramwaju. Sprawozdania ITC (niepublikowane), nr ewid. 7565. Łódź 2002. [10] Kędzierzawski J., Kaczyński R.: Uruchomienie produkcji zintegrowanego zespołu wentylacyjnego do tramwaju. Sprawozdania ITC (niepublikowane), nr ewid. 7607. Łódź 2002. [11] PN ISO 5801. Wentylatory przemysłowe. Badania charakterystyk na stoiskach znormalizowanych. 1997. [12] PN-EN ISO 11201. Akustyka. Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia. Autorzy doc. dr inż. Jan Kędzierzawski mgr inż. Rafał Kaczyński Instytut Techniki Cieplnej Łódź III Międzynarodowa Konferencja Naukowa Telematyka Systemów Transportowych Katowice-Ustroń, 13 15 listopada 2003 r. Transportowe systemy zarządzania Inteligentne systemy transportowe Architektura ITS Usługi telematyki dla podróżnych, Wyposażenia pojazdów w środki telematyki Europejskie Programy Ramowe Sterowanie w systemach transportowych Urządzenia teletransmisji i telenawigacji Strategie wprowadzania rozwiązań telematyki transportu Systemy monitorowania ruchu Bezpieczeństwo w zarządzaniu i sterowaniu systemami transportowymi Symulacja systemów transportowych Standaryzacja telematycznych systemów transportowych Telematyka w usługach logistycznych Transport w kontekście wstąpienia nowych krajów do UE Ekonomia i polityka transportowa Organizatorzy: Informacje: Wydział Transportu Politechniki Śląskiej Europejskie Centrum Doskonałości TRANSMEC Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej Wydział Transportu Politechniki Radomskiej Wojewódzki Ośrodek Ruchu Drogowego w Katowicach Renata Skowrońska Politechnika Ś1ąska, Wydział Transportu, 40-019 Katowice, ul. Krasińskiego 8 tel./fax (32) 603 43 65 e-mail: secretariat@tst-conference.org 9/2003 67