Zmotoryzowany wirnik zakrzywiony do przodu
Po zdefiniowaniu wymaganego natężenia przepływu objętościowego, niezależnie od tego, czy ma to zapewnić świeże powietrze, czy chłodzenie procesu, musimy połączyć to z oporami przepływu, jakie napotka wentylator w aplikacji.Objętościowe natężenie przepływu (wm3/godz.) i ciśnienie (w paskalach – Pa) są łączone, aby uzyskać punkt pracy, względem którego musi pracować wentylator.Ważne jest, abyśmy wybrali wentylator, którego charakterystyka pracy odpowiada wymaganemu punktowi pracy w punkcie szczytowej wydajności lub w jego pobliżu.Używanie wentylatora z maksymalną wydajnością minimalizuje zużycie energii i hałas emitowany przez wentylator, zapewniając jednocześnie wymaganą wydajność.
Jak działa wentylator odśrodkowy zakrzywiony do przodu?
Nazwa „wentylator odśrodkowy” pochodzi od kierunku przepływu i sposobu, w jaki powietrze wpływa do wirnika w kierunku osiowym, a następnie jest wyrzucane na zewnątrz z zewnętrznego obwodu wentylatora.Różnica w kierunku przepływu między wentylatorem odśrodkowym zakrzywionym do przodu i do tyłu to kierunek, w którym powietrze opuszcza obwód wirnika.W przypadku wirnika zakrzywionego do tyłu powietrze wypływa w kierunku promieniowym, podczas gdy w przypadku wirnika zakrzywionego do przodu powietrze wychodzi stycznie z obwodu wentylatora.
Wentylator odśrodkowy wygięty do przodu charakteryzuje się cylindrycznym kształtem i dużą ilością małych łopatek na obwodzie wirnika.W poniższym przykładzie wentylator obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
W przeciwieństwie do wirnika wygiętego do tyłu, wirnik wygięty do przodu wymaga obudowy, która przekształca powietrze o dużej prędkości opuszczające końcówki łopaty wirnika w siłę statyczną o mniejszej prędkości.Kształt obudowy kieruje również strumień powietrza do wylotu.Ten typ obudowy wentylatora jest powszechnie znany jako spirala;jednak można go również nazwać obudową spiralną lub sirocco.Instalując wirnik wygięty do przodu w obudowie spiralnej, zwykle nazywamy go dmuchawą wygiętą do przodu.
Istnieją dwa typy dmuchaw, które wykorzystują napędzany silnikiem wirnik zakrzywiony do przodu, jak pokazano poniżej…
Dmuchawa jednowlotowa po lewej stronie zasysa powietrze z jednej strony obudowy przez okrągły wlot i kieruje je do kwadratowego wylotu (tutaj z kołnierzem montażowym).Dmuchawa z podwójnym wlotem ma szerszą obudowę spirali, która zasysa powietrze z obu stron spirali, dostarczając je do szerszego kwadratowego wylotu.
Podobnie jak w przypadku wentylatora odśrodkowego wygiętego do tyłu, strona ssąca łopatki wirnika zasysa powietrze ze środka wentylatora, co powoduje zmianę kierunku przepływu powietrza między wlotem a wylotem o 90o.
Charakterystyka wentylatora
Optymalnym obszarem działania wentylatora odśrodkowego z łopatkami wygiętymi do przodu jest praca przy wyższym ciśnieniu.Wentylator odśrodkowy z łopatkami wygiętymi do przodu działa najlepiej, gdy wymagane są wysokie ciśnienia przy mniejszych przepływach objętościowych.Poniższy wykres ilustruje optymalny obszar roboczy…
Przepływ objętościowy jest wykreślany na osi X, a ciśnienie w systemie na osi Y.Gdy w systemie nie ma ciśnienia (wentylator dmucha swobodnie), wentylator odśrodkowy z łopatkami wygiętymi do przodu będzie generował największy przepływ objętościowy.Gdy po stronie ssącej lub wywiewnej wentylatora wystąpi opór przepływu, objętościowe natężenie przepływu spadnie.
Należy zachować ostrożność przy wyborze dmuchawy z łopatkami wygiętymi do przodu do pracy przy niskim ciśnieniu i największym przepływie objętościowym.W tym momencie wirnik pracuje w przeciągnięciu aerodynamicznym w taki sam sposób jak wentylator osiowy pracujący w punkcie siodłowym swojej krzywej.W tym momencie hałas i zużycie energii osiągną szczyt z powodu turbulencji.
Szczytowa wydajność występuje w punkcie zwanym kolanem krzywej charakterystycznej.W tym momencie stosunek mocy wyjściowej wentylatora (przepływ objętościowy (m3/s) x rozwój ciśnienia statycznego (Pa) i poboru mocy elektrycznej (W) jest największy, a ciśnienie akustyczne wytwarzane przez wentylator będzie przy najcichszej pracy Powyżej i poniżej optymalnego zakresu pracy przepływ przez wentylator staje się głośniejszy, a wydajność systemu wentylatorów spada.
Zaletą zastosowania napędzanego silnikiem wirnika z pojedynczym wlotem, zakrzywionym do przodu, jest to, że ma on stromą charakterystykę wentylatora.Jest to szczególnie przydatne w systemach wymagających stałego poziomu filtracji.Gdy powietrze przechodzi przez filtr cząstek stałych, filtr zatrzymuje unoszący się w powietrzu kurz i pyłki. Im drobniejszy stopień filtracji, tym mniejsze cząsteczki są zatrzymywane przez filtr.Z biegiem czasu filtr będzie się coraz bardziej zatykał brudem i zanieczyszczeniami, co powoduje, że do dostarczenia tej samej objętości powietrza wymagane jest większe ciśnienie.Zastosowanie wirnika o stromej charakterystyce oznacza w tym przypadku, że w miarę jak filtr staje się coraz bardziej zatykany, przepływ objętościowy pozostaje stały, podczas gdy ciśnienie na filtrze rośnie.
Zaletą zastosowania wirnika z podwójnym wlotem zakrzywionym do przodu jest to, że ze stosunkowo małej dmuchawy może on zapewnić duży przepływ.Kompromis związany z zastosowaniem dmuchawy z podwójnym wlotem polega na tym, że wytwarza ona niższe ciśnienie, co oznacza, że może pracować tylko z systemami o niższym ciśnieniu.
Opcje montażu
Jak wspomniano wcześniej, zakrzywiony do przodu wirnik napędzany silnikiem wytwarza powietrze o dużej prędkości na końcach łopaty, które należy skierować i spowolnić, aby przekształcić ciśnienie dynamiczne w ciśnienie statyczne.Aby to ułatwić, budujemy spiralę wokół wirnika.Kształt jest tworzony przez stosunek odległości od środka wirnika do wylotu wentylatora.Podobnie jak w przypadku wentylatora wygiętego do tyłu, zaleca się również niewielkie zachodzenie na siebie pierścienia wlotowego i wylotu wirnika.Oba sposoby montażu pokazano na poniższym schemacie…
Średnica pierścienia wlotowego powinna zapewniać tylko niewielką szczelinę między wirnikiem a pierścieniem, aby uniknąć recyrkulacji powietrza.
Zagadnienia montażowe — Prześwity
Ważne jest, aby zapewnić wystarczający prześwit po stronie ssącej i bocznej wentylatora…
Niewystarczający prześwit po stronie ssącej wentylatora zwiększy prędkość wlotową, co doprowadzi do turbulencji.Te turbulencje będą się zwiększać, gdy powietrze przechodzi przez wirnik, co powoduje, że przenoszenie energii z łopatek wentylatora do powietrza jest mniej wydajne, powoduje powstawanie większego hałasu i zmniejsza wydajność wentylatora.
Ogólne zalecenia dotyczące warunków wlotu i wylotu są następujące:
Strona wlotowa
- Brak przeszkód lub zmian kierunku przepływu w odległości 1/3 średnicy wentylatora od wlotu wentylatora
Podsumowanie – dlaczego warto wybrać wentylator odśrodkowy z łopatkami wygiętymi do przodu?
Gdy wymagany punkt pracy mieści się w obszarze wyższych ciśnień w układzie w porównaniu z niższym przepływem objętościowym na charakterystyce wentylatora, należy rozważyć zastosowanie wentylatora odśrodkowego z jednym wlotem i zakrzywionym do przodu.Jeśli wymagania aplikacji dotyczą przepływu o dużej objętości w ograniczonej przestrzeni, należy rozważyć zastosowanie wentylatora odśrodkowego z podwójnym wlotem zakrzywionym do przodu.
Wentylator powinien być dobrany w optymalnym zakresie, czyli w tak zwanym kolanie jego krzywej charakterystycznej.Punkt szczytowej wydajności znajduje się bliżej górnej granicy ciśnienia na krzywej charakterystyki wentylatora, gdzie pracuje on również najciszej.Należy unikać pracy poza optymalnym zakresem (przy ekstremalnych przepływach o dużej objętości), ponieważ turbulencje i wydajność aerodynamiczna łopaty wirnika w tych punktach będą powodować hałas, a wirnik będzie również pracował w aerodynamicznym zatrzymaniu.Przy niskich ciśnieniach i dużych przepływach należy zwrócić uwagę na temperaturę roboczą silnika pod obciążeniem, ponieważ istnieje ryzyko przegrzania silnika.
Powietrze po stronie wlotowej wirnika powinno być możliwie gładkie i laminowane.Aby zmaksymalizować wydajność, na wlocie wentylatora należy pozostawić co najmniej 1/3 średnicy wirnika.Zastosowanie pierścienia wlotowego (dyszy wlotowej) zachodzącego na wlot wirnika pomoże wyeliminować zakłócenia przepływu, zanim powietrze zostanie wciągnięte przez wentylator, zredukuje hałas wywołany turbulencjami, ograniczy zużycie energii w punkcie pracy do minimum i zmaksymalizuje wydajność.
Stroma charakterystyka pracy, możliwość pracy przy wyższym ciśnieniu dmuchaw z pojedynczym wlotem oraz wysoka wydajność dmuchaw z podwójnym wlotem oznaczają, że wentylator z łopatkami wygiętymi do przodu jest przydatną opcją do rozważenia w szerokim zakresie instalacji.
Czas postu: 16 sierpnia 2023 r