Моторизованная крыльчатка с загнутыми вперед лопатками
Когда мы определили объемный расход, который нам требуется, будь то для подачи свежего воздуха или технологического охлаждения, нам нужно объединить его с сопротивлением потоку, с которым вентилятор столкнется в приложении.Объемный расход (в м3/час) и давление (в Паскалях – Па) в совокупности составляют рабочую точку, при которой должен работать вентилятор.Важно, чтобы мы выбрали вентилятор, рабочие характеристики которого соответствуют требуемой рабочей точке в точке максимальной эффективности или вблизи нее.Использование вентилятора с максимальной эффективностью сводит к минимуму энергопотребление и шум от вентилятора, обеспечивая при этом требуемую производительность.
Как работает центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками?
Название «Центробежный вентилятор» происходит от направления потока и того, как воздух входит в рабочее колесо в осевом направлении, а затем выбрасывается наружу от внешней окружности вентилятора.Разница в направлении потока между центробежным вентилятором с загнутыми вперед и назад лопатками определяется направлением, в котором воздух выходит из окружности крыльчатки.С загнутыми назад крыльчатками воздух выходит в радиальном направлении, тогда как с загнутыми вперед воздух выходит по касательной от периферии вентилятора.
Центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками характеризуется цилиндрической формой и множеством маленьких лопастей по окружности крыльчатки.В приведенном ниже примере вентилятор вращается по часовой стрелке.
В отличие от крыльчатки с загнутыми назад лопатками, для крыльчатки с загнутыми вперед лопатками требуется корпус, который преобразует высокоскоростной воздух, выходящий из кончиков лопастей крыльчатки, в статическую силу с более низкой скоростью.Форма корпуса также направляет поток воздуха к выходному отверстию.Этот тип корпуса вентилятора широко известен как спиральный;однако его также можно назвать улиткой или корпусом сирокко.При установке рабочего колеса с загнутыми вперед лопатками в спиральном корпусе мы обычно называем его нагнетателем с загнутыми вперед лопатками.
Существует два типа воздуходувок, в которых используется моторизованная крыльчатка с загнутыми вперед лопатками, как показано ниже…
Вентилятор с одним входом слева всасывает воздух с одной стороны корпуса через круглый вход и направляет его к прямоугольному выходу (здесь показан с монтажным фланцем).Воздуходувка с двойным входом имеет более широкий кожух спирали, всасывающий воздух с обеих сторон спирали и подающий его к более широкому прямоугольному выпускному отверстию.
Как и в центробежном вентиляторе с загнутыми назад лопатками, всасывающая сторона лопасти крыльчатки всасывает воздух из центра вентилятора, что приводит к изменению направления воздушного потока между входом и выходом на 90°.
Характеристики вентилятора
Оптимальная рабочая зона для центробежного вентилятора с загнутыми вперед лопатками — это когда он работает при более высоком давлении.Центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками лучше всего работает, когда требуется высокое давление при меньшем расходе воздуха.На приведенном ниже графике показана оптимальная рабочая зона…
Объемный расход откладывается по оси X, а давление в системе откладывается по оси Y.Когда в системе нет давления (вентилятор дует свободно), центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками создает наибольший объемный расход.Поскольку сопротивление потоку оказывается на стороне всасывания или нагнетания вентилятора, объемный расход падает.
Следует проявлять осторожность при выборе воздуходувки с загнутыми вперед лопатками для работы при низком давлении и максимальном объемном расходе.В этот момент крыльчатка работает в аэродинамическом срыве так же, как осевой вентилятор, работающий в седловой точке своей кривой.В этот момент шум и энергопотребление будут максимальными из-за турбулентности.
Пиковая эффективность находится в точке, называемой изломом характеристической кривой.В этот момент отношение выходной мощности вентилятора (объемный расход (м3/с) x развитие статического давления (Па) и потребляемая электрическая мощность (Вт) является максимальным, а звуковое давление, создаваемое вентилятором, будет в самом тихом режиме Выше и ниже оптимального рабочего диапазона поток через вентилятор становится более шумным, и эффективность вентиляторной системы снижается.
Преимущество использования моторизованной крыльчатки с загнутыми вперед лопатками с одним входом заключается в том, что она имеет крутую характеристику вентилятора.Это особенно полезно в системах, требующих постоянного уровня фильтрации.Когда воздух проходит через фильтр твердых частиц, фильтр задерживает переносимую по воздуху пыль и пыльцу, и чем тоньше степень фильтрации, тем мельче частицы задерживаются фильтром.Со временем фильтр будет все больше забиваться грязью и мусором, что приводит к тому, что для подачи того же объема воздуха требуется большее давление.Использование крыльчатки с крутой характеристикой в этом случае означает, что по мере того, как фильтр засоряется, объемный расход остается постоянным, а давление на фильтре увеличивается.
Преимущество использования крыльчатки двойного всасывания с загнутыми вперед лопатками заключается в том, что из воздуходувки относительно небольшого размера она может обеспечить большой расход.Компромисс с использованием нагнетателя с двойным входом заключается в том, что он имеет более низкое развитие давления, что означает, что он может работать только с системами с более низким давлением.
Варианты монтажа
Как упоминалось ранее, моторизованная крыльчатка с загнутыми вперед лопатками производит высокоскоростной воздух на концах лопастей, который необходимо направлять и замедлять для преобразования динамического давления в статическое.Чтобы облегчить это, мы строим спираль вокруг рабочего колеса.Форма создается соотношением расстояний от центра рабочего колеса до выходного отверстия вентилятора.Как и в случае с вентилятором с загнутыми назад лопатками, также рекомендуется иметь небольшой перехлест между входным кольцом и входным отверстием крыльчатки.Оба варианта монтажа показаны на схеме ниже…
Диаметр впускного кольца должен обеспечивать лишь небольшой зазор между рабочим колесом и кольцом, чтобы избежать рециркуляции воздуха.
Рекомендации по монтажу – зазоры
Важно обеспечить достаточный зазор со стороны всасывания и со стороны вентилятора…
Недостаточный зазор на стороне всасывания вентилятора увеличит скорость на входе, что приведет к турбулентности.Эта турбулентность будет увеличиваться по мере того, как воздух проходит через крыльчатку, что делает передачу энергии от лопасти вентилятора воздуху менее эффективной, создает больше шума и снижает эффективность вентилятора.
Общие рекомендации для условий впуска и выпуска:
Входная сторона
- Отсутствие препятствий или изменения направления потока в пределах 1/3 диаметра вентилятора от входного отверстия вентилятора
Резюме – Почему стоит выбрать центробежный вентилятор с загнутыми вперед лопатками?
Когда требуемая рабочая точка попадает в область более высокого давления в системе по сравнению с более низким объемным расходом на характеристике вентилятора, следует рассмотреть возможность использования центробежного вентилятора с загнутыми вперед лопатками с одним всасыванием.Если к приложению предъявляются требования для большого расхода воздуха в ограниченном пространстве, следует рассмотреть центробежный вентилятор с двойным впуском и загнутыми вперед лопатками.
Вентилятор следует выбирать в пределах его оптимального диапазона, который находится на изломе его характеристической кривой.Точка максимальной эффективности находится ближе к пределу более высокого давления на характеристической кривой вентилятора, где он также работает с самым низким уровнем шума.Следует избегать работы за пределами оптимального диапазона (в крайних точках большого объемного расхода), поскольку турбулентность и аэродинамическая эффективность лопасти рабочего колеса в этих точках будут создавать шум, и рабочее колесо также будет работать в аэродинамическом режиме.При низком давлении и большом расходе следует учитывать рабочую температуру двигателя под нагрузкой, так как существует вероятность перегрева двигателя.
Воздух на входной стороне крыльчатки должен быть как можно более однородным и ламинарным.Для достижения максимальной эффективности на входе вентилятора должен быть зазор не менее 1/3 диаметра рабочего колеса.Использование впускного кольца (впускного патрубка), перекрывающего впускное отверстие крыльчатки, поможет устранить возмущения потока перед прохождением воздуха через вентилятор, уменьшить шум, вызванный турбулентностью, свести к минимуму энергопотребление в рабочей точке и максимально повысить эффективность.
Крутая рабочая характеристика, возможность более высокого давления воздуходувок одинарного всасывания и высокая пропускная способность воздуходувок двойного всасывания означают, что вентилятор с загнутыми вперед лопатками является полезным вариантом для широкого спектра установок.
Время публикации: 16 августа 2023 г.