Загнута вперед моторизована крильчатка
Коли ми визначили необхідну об’ємну швидкість потоку, чи то для забезпечення свіжим повітрям, чи для охолодження процесу, нам потрібно поєднати це з опором потоку, який вентилятор матиме під час застосування.Об’ємна витрата (у м3/год) і тиск (у Паскалях – Па) об’єднуються, щоб стати робочою точкою, у якій повинен працювати вентилятор.Важливо, щоб ми вибрали вентилятор, робочі характеристики якого відповідають необхідній робочій точці на точці максимальної ефективності або поблизу неї.Використання вентилятора з максимальною ефективністю мінімізує споживання електроенергії та шум, що виділяється вентилятором, забезпечуючи при цьому необхідну продуктивність.
Як працює загнутий вперед відцентровий вентилятор?
Назва «Відцентровий вентилятор» походить від напрямку потоку та того, як повітря надходить у робоче колесо в осьовому напрямку, а потім викидається назовні від зовнішнього кола вентилятора.Різниця в напрямках потоку між загнутими вперед і назад відцентровими вентиляторами полягає в тому, у якому повітря виходить з окружності робочого колеса.Із загнутим назад робочим колесом повітря виходить у радіальному напрямку, тоді як із загнутим вперед повітря виходить по дотичній з окружності вентилятора.
Загнутий вперед відцентровий вентилятор характеризується циліндричною формою та великою кількістю маленьких лопатей по колу крильчатки.У наведеному нижче прикладі вентилятор обертається за годинниковою стрілкою.
На відміну від крильчатки із загнутими назад крильчатками, для крильчатки із загнутими вперед потрібен корпус, який перетворює високошвидкісне повітря, що виходить із кінчиків лопатей крильчатки, у статичну силу з меншою швидкістю.Форма корпусу також спрямовує потік повітря до вихідного отвору.Цей тип корпусу вентилятора широко відомий як спіральний;однак його також можна назвати волютою або сіроковим корпусом.Встановлюючи загнуту вперед крильчатку в спіральний корпус, ми зазвичай називаємо її загнутою вперед повітродувкою.
Існує два типи повітродувок із загнутим вперед моторизованим робочим колесом, як показано нижче…
Повітродувка з одним входом ліворуч втягує повітря з одного боку корпусу через круглий вхідний отвір і направляє його до квадратного випуску (тут видно з монтажним фланцем).Повітродувка з подвійним входом має ширший спіральний корпус, який втягує повітря з обох сторін спіралі, надаючи його до ширшого квадратного вихідного отвору.
Як і у випадку із загнутим назад відцентровим вентилятором, сторона всмоктування лопаті робочого колеса втягує повітря з центру вентилятора, що призводить до зміни напрямку повітряного потоку між входом і випуском на 90o.
Характеристика вентилятора
Оптимальною робочою зоною для відцентрового вентилятора з переднім вигином є робота під високим тиском.Загнутий вперед відцентровий вентилятор найкраще працює, коли потрібен високий тиск проти менших об’ємних потоків.На графіку нижче показано оптимальну робочу зону…
Об’ємна витрата відкладається по осі X, а тиск у системі – по осі Y.Коли в системі немає тиску (вентилятор дме вільно), відцентровий вентилятор із загнутим вперед вигнутим вентилятором створюватиме найбільший об’ємний потік.Оскільки опір потоку прикладається до сторони всмоктування або випуску вентилятора, об’ємна швидкість потоку зменшується.
Слід проявляти обережність, вибираючи повітродувку із загнутим вперед вентилятором для роботи при низькому тиску та найвищому об’ємному потоці.У цей момент крильчатка працює в аеродинамічному зриві так само, як осьовий вентилятор, що працює в точці сідла своєї кривої.У цей момент рівень шуму та енергоспоживання буде максимальним через турбулентність.
Пікова ефективність припадає на точку, яка називається коліном характеристичної кривої.У цей момент співвідношення вихідної потужності вентилятора (об’ємний потік (м3/с) х розвиток статичного тиску (Па) та споживана електрична потужність (Вт) є найбільшим, а звуковий тиск, створюваний вентилятором, буде Вище та нижче оптимального діапазону роботи потік через вентилятор стає шумнішим, а ефективність системи вентиляторів знижується.
Перевага використання моторизованого крильчатки з одним впускним отвором, вигнутим вперед, полягає в тому, що воно має крутий вентилятор.Це особливо корисно в системах, які потребують постійного рівня фільтрації.Коли повітря проходить крізь сажевий фільтр, він затримує пил і пилок у повітрі. Що дрібніший ступінь фільтрації, то менші частинки затримуються фільтром.З часом фільтр все більше забиватиметься брудом і сміттям, що призводить до того, що для подачі того самого об’єму повітря потрібен більший тиск.Використання робочого колеса з крутою характеристичною кривою в цьому випадку означає, що в міру того, як фільтр все більше засмічується, об’ємний потік залишається постійним, а тиск на фільтрі зростає.
Перевага використання крильчатки з подвійним входом і вигнутою вперед крильчаткою полягає в тому, що завдяки повітродувці відносно невеликого розміру вона може забезпечити потік великого об’єму.Компроміс із використанням повітродувки з подвійним входом полягає в тому, що він має менший тиск, що означає, що він може працювати лише з системами з нижчим тиском.
Варіанти кріплення
Як згадувалося раніше, моторизоване крильчатка, вигнута вперед, виробляє високошвидкісне повітря на кінчиках лопаті, яке потрібно спрямовувати та сповільнювати, щоб перетворити динамічний тиск у статичний.Щоб полегшити це, споруджуємо сувій навколо крильчатки.Форма створюється співвідношенням відстаней від центру робочого колеса до виходу вентилятора.Як і у випадку із загнутим назад вентилятором, також рекомендується мати невелике перекриття між вхідним кільцем і гирлом робочого колеса.Обидва способи монтажу показані на схемі нижче…
Діаметр впускного кільця повинен дозволяти лише невеликий зазор між робочим колесом і кільцем, щоб уникнути рециркуляції повітря.
Міркування щодо монтажу – Зазори
Важливо забезпечити достатній простір з боку всмоктування та збоку вентилятора…
Недостатній зазор на стороні всмоктування вентилятора збільшить швидкість на вході, що призведе до турбулентності.Ця турбулентність буде збільшуватися, коли повітря проходить через крильчатку, що робить передачу енергії від лопаті вентилятора до повітря менш ефективною, створює більше шуму та знижує ефективність вентилятора.
Загальні рекомендації щодо умов входу та випуску:
Сторона входу
- Відсутність перешкод або змін у напрямку потоку в межах 1/3 діаметра вентилятора від входу вентилятора
Підсумок – Чому варто вибрати відцентровий вентилятор із загнутим вперед кутом?
Коли необхідна робоча точка потрапляє в зону більш високого тиску в системі порівняно з нижчою об’ємною витратою на характеристиках вентилятора, слід розглянути відцентровий вентилятор з одним впускним отвором із вигнутим вперед.Якщо вимога до застосування полягає у високому об’ємному потокі в обмеженому просторі, слід розглянути відцентровий вентилятор із подвійним входом і вигнутим вперед.
Вентилятор слід вибирати в його оптимальному діапазоні, який знаходиться на так званому коліні його характеристичної кривої.Точка максимальної ефективності знаходиться ближче до межі вищого тиску на кривій характеристики вентилятора, де він також працює найтихіше.Слід уникати роботи за межами оптимального діапазону (при екстремальних значеннях великого об’ємного потоку), оскільки турбулентність і аеродинамічна ефективність лопаті крильчатки в цих точках створюватимуть шум, і крильчатка також працюватиме в аеродинамічному зриві.За низьких тисків і великих об’ємних потоків слід звернути увагу на робочу температуру двигуна під навантаженням, оскільки існує ймовірність перегріву двигуна.
Повітря на вхідній стороні крильчатки має бути максимально рівним і ламінарним.Щоб максимізувати ефективність, на вході вентилятора має бути відстань щонайменше 1/3 діаметра робочого колеса.Використання вхідного кільця (вхідного сопла), що перекриває вхідний отвір крильчатки, допоможе усунути перешкоди потоку перед тим, як повітря протягнеться через вентилятор, зменшить шум, спричинений турбулентністю, зведе до мінімуму споживання електроенергії в робочій точці та максимізує ефективність.
Крута робоча характеристика, можливість високого тиску повітродувок з одним впускним отвором і висока продуктивність повітродувок з подвійним впускним отвором означають, що вигнутий вперед вентилятор є корисним варіантом для широкого спектру установок.
Час публікації: 16 серпня 2023 р