Motorizirano rotorsko kolo z naprej ukrivljenimi krivuljami
Ko določimo potreben volumski pretok, ne glede na to, ali gre za zagotavljanje svežega zraka ali procesno hlajenje, moramo to združiti z uporom pretoka, s katerim se bo ventilator srečal pri uporabi. Volumski pretok (v m3/h) in tlak (v paskalih - Pa) se združita v delovno točko, pri kateri mora ventilator delovati. Pomembno je, da izberemo ventilator, katerega karakteristika delovanja ustreza zahtevani delovni točki na ali blizu točke največje učinkovitosti. Uporaba ventilatorja pri največji učinkovitosti zmanjša porabo energije in hrup, ki ga oddaja ventilator, hkrati pa zagotavlja zahtevano zmogljivost.
Kako deluje centrifugalni ventilator z naprej ukrivljenim lokom?
Ime »centrifugalni ventilator« izhaja iz smeri pretoka in načina, kako zrak vstopa v rotor v aksialni smeri in se nato potiska navzven z zunanjega oboda ventilatorja. Razlika v smeri pretoka med centrifugalnim ventilatorjem z naprej in nazaj ukrivljenim rotorjem je v smeri, v kateri zrak izstopa iz oboda rotorja. Pri nazaj ukrivljenem rotorju zrak izstopa v radialni smeri, medtem ko pri naprej ukrivljenem rotorju zrak izstopa tangencialno z oboda ventilatorja.
Za centrifugalni ventilator z naprej zakrivljenimi lopaticami je značilna valjasta oblika in veliko majhnih lopatic na obodu rotorja. V spodnjem primeru se ventilator vrti v smeri urinega kazalca.
Za razliko od nazaj ukrivljenega rotorja, naprej ukrivljen rotor zahteva ohišje, ki pretvarja zrak z visoko hitrostjo, ki zapušča konice lopatic rotorja, v statično silo z manjšo hitrostjo. Oblika ohišja usmerja tudi pretok zraka proti izhodu. Ta vrsta ohišja ventilatorja je splošno znana kot spiralno ohišje; lahko pa se imenuje tudi spiralno ali sirocco ohišje. Če naprej ukrivljen rotor namestimo v spiralno ohišje, ga običajno imenujemo naprej ukrivljeno puhalo.
Obstajata dve vrsti puhal, ki uporabljata naprej ukrivljen motorizirani rotor, kot je prikazano spodaj ...
Enojni vhodni ventilator na levi vsesava zrak z ene strani ohišja skozi okrogel vhod in ga usmerja v kvadratni izhod (tukaj je prikazan z montažno prirobnico). Dvojni vhodni ventilator ima širše spiralno ohišje, ki vsesava zrak z obeh strani spirale in ga dovaja v širši kvadratni izhod.
Kot pri nazaj zakrivljenem centrifugalnem ventilatorju sesalna stran lopatice rotorja vsesava zrak iz središča ventilatorja, kar povzroči spremembo smeri pretoka zraka med vstopom in izstopom za 90°.
Karakteristika ventilatorja
Optimalno delovno območje za centrifugalni ventilator z naprej zakrivljenimi loputami je, ko deluje pri višjem tlaku. Centrifugalni ventilator z naprej zakrivljenimi loputami deluje najbolje, kadar so potrebni visoki tlaki pri nižjih pretokih. Spodnji graf prikazuje optimalno delovno območje ...
Volumski pretok je prikazan vzdolž osi X, sistemski tlak pa na osi Y. Ko v sistemu ni tlaka (ventilator prosto piha), bo centrifugalni ventilator z naprej zakrivljenimi loki ustvaril največji volumski pretok. Ko se na sesalni ali izpušni strani ventilatorja uporabi upor pretoku, se bo volumski pretok zmanjšal.
Pri izbiri ventilatorja z naprej zakrivljenimi lopaticami za delovanje pri nizkih tlakih in največjem pretoku je potrebna previdnost. Na tej točki rotor deluje v aerodinamičnem zastoju na enak način kot aksialni ventilator, ki deluje v sedlni točki svoje krivulje. Na tej točki bosta hrup in poraba energije zaradi turbulence največja.
Najvišja učinkovitost je na točki, imenovani koleno karakteristične krivulje. Na tej točki je razmerje med izhodno močjo ventilatorja (volumski pretok (m3/s) x razvoj statičnega tlaka (Pa) in vhodno električno močjo (W) največje, zvočni tlak, ki ga proizvaja ventilator, pa bo najtišji. Nad in pod optimalnim območjem delovanja postane pretok skozi ventilator hrupnejši in učinkovitost ventilatorskega sistema se zmanjša.
Prednost uporabe motoriziranega rotorja z enim samim vhodom in naprej ukrivljeno krivuljo je strma karakteristična krivulja ventilatorja. To je še posebej uporabno v sistemih, ki zahtevajo enakomerno raven filtracije. Ko zrak prehaja skozi filter za delce, filter ujame prah in cvetni prah v zraku, finejša kot je stopnja filtracije, manjše delce ujame filter. Sčasoma se filter vse bolj zamaši z umazanijo in ostanki, kar povzroči, da je za zagotavljanje enake količine zraka potreben večji tlak. Uporaba rotorja s strmo karakteristično krivuljo v tem primeru pomeni, da ko se filter vse bolj zamaši, prostorninski pretok ostane konstanten, medtem ko se tlak v filtru povečuje.
Prednost uporabe dvojnega vhodnega, naprej ukrivljenega rotorja je, da lahko puhalo z relativno majhno velikostjo zagotavlja velik pretok. Kompromis pri uporabi puhala z dvojnim vhodom je, da ima nižji razvoj tlaka, kar pomeni, da lahko deluje le s sistemi z nižjim tlakom.
Možnosti montaže
Kot smo že omenili, naprej ukrivljen motorizirani rotor na konicah lopatic ustvarja zrak z visoko hitrostjo, ki ga je treba usmeriti in upočasniti, da se dinamični tlak pretvori v statični tlak. Da bi to olajšali, okoli rotorja zgradimo spiralo. Oblika je ustvarjena z razmerjem razdalj od središča rotorja do izhoda ventilatorja. Tako kot pri nazaj ukrivljenem ventilatorju je priporočljivo tudi majhno prekrivanje med vhodnim obročem in ustjem rotorja. Oba vidika montaže sta prikazana na spodnjem diagramu ...
Premer vhodnega obroča naj omogoča le majhno režo med rotorjem in obročem, da se prepreči recirkulacija zraka.
Montažni vidiki - Razmiki
Pomembno je zagotoviti zadosten prostor na sesalnem delu in ob strani ventilatorja ...
Premajhen razmik na sesalni strani ventilatorja bo povečal hitrost vstopnega zraka, kar bo povzročilo turbulenco. Ta turbulenca se bo povečala, ko bo zrak prehajal skozi rotor, zaradi česar bo prenos energije z lopatic ventilatorja na zrak manj učinkovit, kar bo povzročilo nastanek več hrupa in zmanjšalo učinkovitost ventilatorja.
Splošna priporočila za pogoje dovoda in odvoda so:
Vhodna stran
- V razdalji 1/3 premera ventilatorja od vstopne odprtine ventilatorja ni ovir ali sprememb smeri pretoka.
Povzetek – Zakaj izbrati centrifugalni ventilator z naprej zakrivljenimi loputami?
Ko zahtevana delovna točka pade na območje višjih sistemskih tlakov v primerjavi z nižjim volumskim pretokom na karakteristiki ventilatorja, je treba razmisliti o centrifugalnem ventilatorju z enim vhodom in naprej zakrivljenimi loki. Če je zahteva za uporabo velik volumski pretok v omejenem prostoru, je treba razmisliti o centrifugalnem ventilatorju z dvojnim vhodom in naprej zakrivljenimi loki.
Ventilator je treba izbrati znotraj njegovega optimalnega območja, ki je na tako imenovanem kolenu njegove karakteristične krivulje. Točka največje učinkovitosti je bližje meji višjega tlaka na karakteristični krivulji ventilatorja, kjer deluje tudi najtišje. Delovanju izven optimalnega območja (pri skrajnih mejah visokega volumskega pretoka) se je treba izogibati, saj bosta turbulenca in aerodinamična učinkovitost lopatice rotorja na teh točkah ustvarjali hrup, rotor pa bo deloval tudi v aerodinamični blokadi. Pri nizkih tlakih in visokih volumskih pretokih je treba upoštevati delovno temperaturo motorja pod obremenitvijo, saj obstaja možnost pregrevanja motorja.
Zrak na vstopni strani rotorja mora biti čim bolj gladek in laminaren. Za povečanje učinkovitosti mora biti na vstopu ventilatorja puščen vsaj 1/3 premera rotorja. Uporaba vstopnega obroča (vstopne šobe), ki prekriva vstop rotorja, bo pomagala odpraviti motnje pretoka, preden zrak vsesava ventilator, zmanjšati hrup, ki ga povzroča turbulenca, zmanjšati porabo energije v delovni točki in povečati učinkovitost.
Strma obratovalna karakteristika, zmogljivost višjega tlaka puhal z enim vhodom in zmogljivost visokega pretoka puhal z dvojnim vhodom pomenijo, da je ventilator z naprej ukrivljenimi loki uporabna možnost, ki jo je treba upoštevati v širokem razponu namestitev.
Čas objave: 16. avg. 2023