Извито напред моторизирано работно колело
Когато сме дефинирали обемния дебит, който изискваме, независимо дали това е за осигуряване на свеж въздух или охлаждане на процеса, трябва да го комбинираме със съпротивлението на потока, което вентилаторът ще срещне в приложението.Обемният дебит (в m3/час) и налягането (в Pascals – Pa) се комбинират, за да станат работната точка, спрямо която вентилаторът трябва да работи.Важно е да изберем вентилатор, чиито работни характеристики отговарят на необходимата работна точка на или близо до точката на пикова ефективност.Използването на вентилатора при неговата максимална ефективност минимизира консумацията на енергия и шума, излъчван от вентилатора, като същевременно осигурява необходимата производителност.
Как работи извитият напред центробежен вентилатор?
Името „центробежен вентилатор“ произлиза от посоката на потока и как въздухът навлиза в работното колело в аксиална посока и след това се изтласква навън от външната обиколка на вентилатора.Разликата в посоката на потока между извит напред и назад центробежен вентилатор е посоката, в която въздухът излиза от обиколката на работното колело.При извито назад работно колело въздухът излиза в радиална посока, докато при извито напред въздухът излиза тангенциално от обиколката на вентилатора.
Центробежен вентилатор с извита напред се характеризира със своята цилиндрична форма и множество малки лопатки по обиколката на работното колело.В примера, показан по-долу, вентилаторът се върти по посока на часовниковата стрелка.
За разлика от извитото назад работно колело, извитото напред работно колело изисква корпус, който преобразува високоскоростния въздух, напускащ върховете на лопатката на работното колело, в статична сила с по-ниска скорост.Формата на корпуса също насочва въздушния поток към изхода.Този тип корпус на вентилатора е известен като спирален;въпреки това, той може да бъде посочен и като волюта или корпус от сироко.Като инсталираме извитото напред работно колело в спирален корпус, ние обикновено го наричаме извит напред вентилатор.
Има два вида вентилатори, които използват извито напред моторизирано работно колело, както е показано по-долу...
Единичният входен вентилатор отляво вкарва въздух от едната страна на корпуса през кръглия вход и го насочва към квадратния изход (тук се вижда с монтажен фланец).Вентилаторът с двоен вход има по-широк спирален корпус, който вкарва въздух от двете страни на спиралата, доставяйки го към по-широкия квадратен изход.
Както при назад извития центробежен вентилатор, смукателната страна на лопатката на работното колело изтегля въздух от центъра на вентилатора, което води до промяна на посоката на въздушния поток между входа и изпускателния отвор на 90o.
Характеристика на вентилатора
Оптималната работна зона за извит напред центробежен вентилатор е когато той работи при по-високо налягане.Извитият напред центробежен вентилатор работи най-добре, когато се изисква високо налягане срещу по-ниски обемни потоци.Графиката по-долу илюстрира оптималната работна зона...
Обемният поток се нанася по оста X, а системното налягане се нанася по оста Y.Когато в системата няма налягане (вентилаторът духа свободно), центробежен вентилатор с извита напред ще генерира най-голям обемен поток.Тъй като се прилага съпротивление на потока към смукателната или изпускателната страна на вентилатора, обемният дебит ще спадне.
Трябва да се внимава при избора на извит напред вентилатор за работа при ниско налягане и най-голям обемен поток.В този момент работното колело работи в аеродинамичен срив по същия начин като аксиален вентилатор, работещ в седловата точка на своята крива.В този момент шумът и потреблението на енергия ще бъдат на върха си поради турбуленцията.
Пиковата ефективност е в точка, наречена коляно на характеристичната крива.В този момент съотношението на изходната мощност на вентилатора (обемен дебит (m3/s) x развитие на статично налягане (Pa) и входящата електрическа мощност (W) е най-голямо и звуковото налягане, произведено от вентилатора, ще бъде Над и под оптималния диапазон на работа потокът през вентилатора става по-шумен и ефективността на вентилаторната система намалява.
Предимството от използването на моторизирано работно колело с едно входно извито напред е, че има стръмна характеристика на вентилатора.Това е особено полезно в системи, които изискват постоянни нива на филтриране.Когато въздухът преминава през филтър за частици, филтърът задържа праха и полените във въздуха, колкото по-фина е степента на филтриране, толкова по-малки са частиците, задържани от филтъра.С течение на времето филтърът ще става все по-запушен с мръсотия и отломки, което води до необходимост от по-голямо налягане за подаване на същия обем въздух.Използването на работно колело със стръмна характеристична крива в този случай означава, че тъй като филтърът става все по-запушен, обемният поток остава постоянен, докато налягането във филтъра се увеличава.
Ползата от използването на извито напред работно колело с двоен вход е, че от вентилатор с относително малък размер може да се осигури поток с голям обем.Компромисът с използването на вентилатор с двоен вход е, че той развива по-ниско налягане, което означава, че може да работи само със системи с по-ниско налягане.
Опции за монтаж
Както бе споменато по-рано, извитото напред моторизирано работно колело произвежда високоскоростен въздух в върховете на лопатката, който трябва да бъде насочен и забавен, за да преобразува динамичното налягане в статично налягане.За да улесним това, изграждаме превъртане около работното колело.Формата се създава от съотношението на разстоянията от центъра на работното колело до изхода на вентилатора.Както при назад извития вентилатор, също така се препоръчва да има малко припокриване между входящия пръстен и отвора на работното колело.И двете съображения за монтаж са показани на диаграмата по-долу…
Диаметърът на входящия пръстен трябва да позволява само малка междина между работното колело и пръстена, за да се избегне рециркулация на въздуха.
Съображения за монтаж – Разстояния
Важно е да се осигури достатъчна свобода от смукателната и страничната страна на вентилатора...
Недостатъчното разстояние от смукателната страна на вентилатора ще увеличи скоростта на входа, което ще доведе до турбуленция.Тази турбуленция ще се увеличи, когато въздухът преминава през работното колело, което прави преноса на енергия от перката на вентилатора към въздуха по-малко ефективен, причинява създаването на повече шум и намалява ефективността на вентилатора.
Общите препоръки за условията на входа и изпускането са:
Входяща страна
- Няма препятствия или промяна в посоката на потока в рамките на 1/3 от разстояние от диаметъра на вентилатора от входа на вентилатора
Резюме – Защо да изберете извит напред центробежен вентилатор?
Когато изискваната работна точка попада в зоната на по-високи системни налягания срещу по-нисък обемен дебит на характеристиката на вентилатора, трябва да се обмисли центробежен вентилатор с един вход, извит напред.Ако изискването за приложението е за поток с голям обем в обвивка с ограничено пространство, трябва да се обмисли центробежен вентилатор с двойно всмукване, извит напред.
Вентилаторът трябва да бъде избран в своя оптимален диапазон, който е в това, което е известно като коляното на неговата характеристична крива.Точката на пикова ефективност е по-близо до границата на по-високо налягане на кривата на характеристиката на вентилатора, където той също работи най-тихо.Работата извън оптималния диапазон (при екстремни стойности на висок обемен поток) трябва да се избягва, тъй като турбулентността и аеродинамичната ефективност на лопатката на работното колело в тези точки ще създадат шум и работното колело също ще работи в аеродинамичен срив.При ниско налягане и потоци с голям обем трябва да се вземе предвид работната температура на двигателя под товар, тъй като има потенциал за прегряване на двигателя.
Въздухът от страната на входа на работното колело трябва да се поддържа възможно най-гладък и ламинарен.За да се увеличи максимално ефективността, на входа на вентилатора трябва да се остави хлабина от поне 1/3 от диаметъра на работното колело.Използването на входящ пръстен (входяща дюза), припокриващ входа на работното колело, ще помогне за премахване на смущенията на потока, преди въздухът да бъде изтеглен през вентилатора, ще намали шума, предизвикан от турбулентност, ще запази консумацията на енергия в работната точка до минимум и ще увеличи максимално ефективността.
Стръмната работна характеристика, способността за по-високо налягане на вентилаторите с един вход и възможността за висок дебит на вентилаторите с двоен вход означава, че извитият напред вентилатор е полезна опция, която трябва да се вземе предвид в широк диапазон от инсталации.
Време на публикуване: 16 август 2023 г