Моторизовани импелер са закривљеним напредним покретом
Када дефинишемо потребну запремину протока, било да је у питању свеж ваздух или процесно хлађење, потребно је да то комбинујемо са отпором протока који ће вентилатор наићи у примени. Запремина протока (у м3/х) и притисак (у паскалима - Па) се комбинују да би постали радна тачка у односу на коју вентилатор мора да ради. Важно је да одаберемо вентилатор чије карактеристике перформанси задовољавају потребну радну тачку на или близу тачке вршне ефикасности. Коришћење вентилатора на његовој максималној ефикасности минимизира потрошњу енергије и буку коју емитује вентилатор, а истовремено пружа потребне перформансе.
Како функционише центрифугални вентилатор са закривљеним унапред окретањем?
Назив „центрифугални вентилатор“ потиче од смера протока и начина на који ваздух улази у импелер у аксијалном смеру, а затим се потискује ка спољашњем обиму вентилатора. Разлика у смеру протока између центрифугалног вентилатора са напредним и назад закривљеним кривином је смер у којем ваздух излази из обима импелера. Код уназад закривљеног импелера, ваздух излази у радијалном смеру, док код унапред закривљеног вентилатора ваздух излази тангенцијално са обима вентилатора.
Центрифугални вентилатор са закривљеним лопатицама карактерише цилиндрични облик и мноштво малих лопатица по ободу ротора. У примеру приказаном испод, вентилатор се окреће у смеру казаљке на сату.
За разлику од уназад закривљеног импелера, импелер закривљен напред захтева кућиште које претвара ваздух велике брзине који излази из врхова лопатица импелера у статичку силу мање брзине. Облик кућишта такође усмерава проток ваздуха ка излазу. Ова врста кућишта вентилатора је обично позната као спирално кућиште; међутим, може се назвати и спиралним или сироко кућиштем. Уградњом унапред закривљеног импелера у спирално кућиште, обично га називамо вентилатором са унапред закривљеним кривим делом.
Постоје две врсте вентилатора које користе моторизовано импелер са закривљеним напредним покретом, као што је приказано испод…
Вентилатор са једним усисним отвором са леве стране усисава ваздух са једне стране кућишта кроз округли улазни отвор и усмерава га ка квадратном излазном отвору (овде се види са монтажном прирубницом). Вентилатор са двоструким усисним отвором има шире кућиште спирале усисава ваздух са обе стране спирале, доводећи га ка ширем квадратном излазном отвору.
Као и код центрифугалног вентилатора са уназад закривљеним крилима, усисна страна лопатице импелера усисава ваздух из центра вентилатора, што резултира променом смера протока ваздуха између усиса и издува од 90°.
Карактеристика вентилатора
Оптимално радно подручје за центрифугални вентилатор са унапред закривљеним крилима је када ради на вишем притиску. Центрифугални вентилатор са унапред закривљеним крилима најбоље ради када су потребни високи притисци уз мање протоке. График испод илуструје оптимално радно подручје…
Запремински проток се приказује дуж X-осе, а притисак система се приказује на Y-оси. Када у систему нема притиска (вентилатор слободно дува), центрифугални вентилатор са унапред закривљеним крилима ће произвести највећи запремински проток. Како се отпор протоку примењује на усисну или издувну страну вентилатора, запремински проток ће се смањити.
Треба бити опрезан при избору вентилатора са унапред закривљеним крилима за рад на ниским притисцима и највећем протоку. У овом тренутку, импелер ради у аеродинамичком застоју на исти начин као аксијални вентилатор који ради у седластој тачки своје криве. У овом тренутку бука и потрошња енергије биће највеће због турбуленције.
Врхунска ефикасност је у тачки која се назива колено карактеристичне криве. У овој тачки однос излазне снаге вентилатора (запремински проток (м3/с) x развој статичког притиска (Па) и улазна електрична снага (W) је највећи, а звучни притисак који производи вентилатор биће најтиши. Изнад и испод оптималног опсега рада проток кроз вентилатор постаје бучнији, а ефикасност система вентилатора се смањује.
Предност коришћења моторизованог импелера са једним улазом, закривљеног напред, је у томе што има стрму карактеристику вентилатора. Ово је посебно корисно у системима који захтевају константан ниво филтрације. Како ваздух пролази кроз филтер за честице, филтер задржава прашину и полен у ваздуху, што је финији степен филтрације, то су мање честице које филтер задржава. Временом ће се филтер све више зачепљивати прљавштином и остацима, што доводи до тога да је потребан већи притисак да би се испоручила иста запремина ваздуха. Коришћење импелера са стрмом карактеристичном кривом у овом случају значи да како се филтер све више зачепљује, запремински проток остаје константан док се притисак на филтеру повећава.
Предност коришћења двоструко усисног, напред закривљеног импелера је у томе што из релативно мале величине вентилатора може да испоручи велики проток. Компромис код коришћења двоструко усисног вентилатора је тај што он развија нижи притисак, што значи да може да ради само са системима нижег притиска.
Опције монтаже
Као што је већ поменуто, моторизовани импелер са унапред закривљеним крилом производи ваздух велике брзине на врховима лопатица који треба усмеравати и успорити да би се динамички притисак претворио у статички притисак. Да бисмо то олакшали, градимо спиралу око импелера. Облик се ствара односом растојања од центра импелера до излаза вентилатора. Као и код вентилатора са уназад закривљеним крилом, препоручује се и мало преклапање између улазног прстена и отвора импелера. Оба разматрања монтаже су приказана на дијаграму испод…
Пречник улазног прстена треба да дозволи само мали размак између импелера и прстена како би се избегла рециркулација ваздуха.
Разматрања за монтажу - Размаци
Важно је обезбедити довољан простор на усисној и бочној страни вентилатора…
Недовољан зазор на усисној страни вентилатора повећаће брзину на усису, што ће довести до турбуленције. Ова турбуленција ће се повећавати како ваздух пролази кроз импелер, што смањује ефикасност преноса енергије са лопатице вентилатора на ваздух, узрокује стварање веће буке и смањује ефикасност вентилатора.
Опште препоруке за услове усисавања и издувавања су:
Улазна страна
- Нема препрека или промене правца протока унутар 1/3 пречника вентилатора од улазног отвора вентилатора
Резиме – Зашто одабрати центрифугални вентилатор са закривљеним крилима унапред?
Када потребна радна тачка падне у подручје виших системских притисака у односу на мањи проток на карактеристици вентилатора, треба размотрити центрифугални вентилатор са једним усисним закривљеним крилима унапред. Ако је захтев за примену велики проток у ограниченом простору, треба размотрити центрифугални вентилатор са двоструким усисним закривљеним крилима унапред.
Вентилатор треба одабрати унутар његовог оптималног опсега, који се налази на ономе што је познато као колено његове карактеристичне криве. Тачка вршне ефикасности је ближе граници вишег притиска на карактеристичној кривој вентилатора, где он такође ради најтише. Рад ван оптималног опсега (на екстремима великог протока) треба избегавати јер ће турбуленција и аеродинамичка ефикасност лопатице импелера у тим тачкама стварати буку, а импелер ће такође радити у аеродинамичком застоју. При ниским притисцима и великим протоцима треба узети у обзир радну температуру мотора под оптерећењем јер постоји могућност прегревања мотора.
Ваздух на улазној страни импелера треба да буде што глаткији и ламинарнији. Да би се максимизирала ефикасност, на улазу вентилатора треба оставити размак од најмање 1/3 пречника импелера. Коришћење улазног прстена (улазне млазнице) који се преклапа са улазом импелера помоћи ће у елиминисању поремећаја протока пре него што ваздух прође кроз вентилатор, смањењу буке изазване турбуленцијом, минималној потрошњи енергије у радној тачки и максимизирању ефикасности.
Стрма радна карактеристика, могућност већег притиска вентилатора са једним усисом и могућност великог протока вентилатора са двоструким усисом значе да је вентилатор са напред закривљеним крилима корисна опција коју треба размотрити у широком спектру инсталација.
Време објаве: 16. август 2023.