Dopředu zakřivené motorizované oběžné kolo
Když jsme definovali objemový průtok, který požadujeme, ať už jde o zajištění čerstvého vzduchu nebo chlazení procesu, musíme to zkombinovat s odporem proudění, se kterým se ventilátor v aplikaci setká.Objemový průtok (v m3/h) a tlak (v Pascalech – Pa) se kombinují, aby se staly provozním bodem, proti kterému musí ventilátor pracovat.Je důležité, abychom vybrali ventilátor, jehož výkonnostní charakteristika odpovídá požadovanému provoznímu bodu na nebo blízko bodu špičkové účinnosti.Použití ventilátoru s maximální účinností minimalizuje spotřebu energie a hluk vydávaný ventilátorem a zároveň poskytuje požadovaný výkon.
Jak funguje dopředně zakřivený odstředivý ventilátor?
Název „Odstředivý ventilátor“ je odvozen od směru proudění a od toho, jak vzduch vstupuje do oběžného kola v axiálním směru a poté je hnán ven z vnějšího obvodu ventilátoru.Rozdíl ve směru proudění mezi dopředu a dozadu zakřiveným odstředivým ventilátorem je směr, kterým vzduch opouští obvod oběžného kola.U dozadu zakřiveného oběžného kola vzduch vystupuje v radiálním směru, zatímco u dopředu zakřiveného oběžného kola vystupuje vzduch tangenciálně z obvodu ventilátoru.
Dopředu zahnutý radiální ventilátor je charakteristický svým válcovým tvarem a množstvím malých lopatek po obvodu oběžného kola.V níže uvedeném příkladu se ventilátor otáčí ve směru hodinových ručiček.
Na rozdíl od dozadu zakřiveného oběžného kola vyžaduje dopředu zakřivené oběžné kolo pouzdro, které přeměňuje vzduch o vysoké rychlosti opouštějící konce lopatky oběžného kola na statickou sílu s nižší rychlostí.Tvar pouzdra také směřuje proud vzduchu k výstupu.Tento typ krytu ventilátoru je běžně známý jako svitek;může být však také označován jako volutové nebo sirocco pouzdro.Instalací dopředu zakřiveného oběžného kola do spirálového pouzdra jej obvykle označujeme jako dopředu zakřivené dmychadlo.
Existují dva typy dmychadel, které využívají dopředu zakřivené motorizované oběžné kolo, jak je znázorněno níže…
Jedno vstupní dmychadlo na levé straně nasává vzduch z jedné strany krytu přes kulatý vstup a směruje jej do čtvercového výstupu (zde vidět s montážní přírubou).Dmychadlo s dvojitým vstupem má širší kryt spirály, který nasává vzduch z obou stran spirály a dodává jej do širšího čtvercového výstupu.
Stejně jako u dozadu zahnutého radiálního ventilátoru, sací strana lopatky oběžného kola nasává vzduch ze středu ventilátoru, což má za následek směrovou změnu proudění vzduchu mezi vstupem a výfukem o 90o.
Charakteristika ventilátoru
Optimální pracovní oblast pro dopředu zakřivený odstředivý ventilátor je, když pracuje při vyšším tlaku.Dopředně zakřivený odstředivý ventilátor funguje nejlépe, když jsou vyžadovány vysoké tlaky proti nižším objemovým průtokům.Níže uvedený graf ukazuje optimální pracovní oblast…
Objemový průtok je vynesen podél osy X a tlak v systému je vynesen na ose Y.Pokud v systému není žádný tlak (ventilátor fouká volně), dopředně zakřivený odstředivý ventilátor produkuje největší objemový průtok.Když je na sací nebo výfukové straně ventilátoru aplikován odpor proti proudění, objemový průtok klesne.
Při výběru dopředu zakřiveného dmychadla pro provoz při nízkých tlacích a nejvyšším objemovém průtoku je třeba postupovat opatrně.V tomto okamžiku oběžné kolo pracuje v aerodynamickém zastavení stejným způsobem jako axiální ventilátor pracující v sedlovém bodě své křivky.V tomto okamžiku bude hluk a spotřeba energie v důsledku turbulencí na vrcholu.
Špičková účinnost je v bodě zvaném koleno charakteristické křivky.V tomto okamžiku je poměr výstupního výkonu ventilátoru (objemový průtok (m3/s) x vývoj statického tlaku (Pa) a elektrický příkon (W) nejvyšší a akustický tlak vytvářený ventilátorem bude Nad a pod optimálním rozsahem provozu je průtok ventilátorem hlučnější a účinnost ventilátorového systému klesá.
Výhodou použití dopředu zakřiveného motorizovaného oběžného kola s jedním sáním je to, že má charakteristiku strmého ventilátoru.To je zvláště užitečné v systémech, které vyžadují konzistentní úrovně filtrace.Když vzduch prochází filtrem pevných částic, filtr zachycuje polétavý prach a pyl, čím jemnější stupeň filtrace, tím menší jsou částice zachycené filtrem.Postupem času bude filtr stále více zanášen nečistotami a nečistotami, což má za následek, že k dodání stejného objemu vzduchu je potřeba větší tlak.Použití oběžného kola se strmou charakteristickou křivkou v tomto případě znamená, že jak se filtr stále více zanáší, objemový průtok zůstává konstantní, zatímco tlak přes filtr roste.
Výhodou použití dopředu zakřiveného oběžného kola s dvojitým vstupem je to, že z dmychadla relativně malé velikosti může dodávat velkoobjemový průtok.Kompromis při použití dmychadla s dvojitým sáním je ten, že má nižší tlak, což znamená, že může pracovat pouze se systémy s nižším tlakem.
Možnosti montáže
Jak již bylo zmíněno dříve, dopředu zakřivené motorizované oběžné kolo produkuje vzduch o vysoké rychlosti na špičkách lopatek, které je třeba nasměrovat a zpomalit, aby se dynamický tlak přeměnil na tlak statický.Abychom to usnadnili, postavíme kolem oběžného kola svitek.Tvar je vytvořen poměrem vzdáleností od středu oběžného kola k výstupu ventilátoru.Stejně jako u dozadu zahnutého ventilátoru se také doporučuje mít malý přesah mezi sacím kroužkem a ústím oběžného kola.Oba způsoby montáže jsou znázorněny na obrázku níže…
Průměr vstupního kroužku by měl umožňovat pouze malou mezeru mezi oběžným kolem a kroužkem, aby se zabránilo recirkulaci vzduchu.
Montážní hlediska – Vůle
Je důležité zajistit dostatečnou vůli na sání a straně ventilátoru…
Nedostatečná vůle na sací straně ventilátoru zvýší rychlost sání, což povede k turbulenci.Tato turbulence se zvýší při průchodu vzduchu oběžným kolem, což snižuje účinnost přenosu energie z lopatek ventilátoru do vzduchu, způsobuje vytváření většího hluku a snižuje účinnost ventilátoru.
Obecná doporučení pro podmínky sání a výfuku jsou:
Vstupní strana
- Žádná překážka nebo změna směru proudění do 1/3 vzdálenosti průměru ventilátoru od vstupu ventilátoru
Shrnutí – Proč zvolit dopředu zakřivený odstředivý ventilátor?
Pokud požadovaný provozní bod spadá do oblasti vyšších systémových tlaků oproti nižšímu objemovému průtoku na charakteristice ventilátoru, je třeba zvážit jednosání dopředu zakřiveného odstředivého ventilátoru.Je-li požadavkem aplikace vysokoobjemový průtok v omezeném prostoru obalu, měl by být zvážen dopředně zakřivený odstředivý ventilátor s dvojitým sáním.
Ventilátor by měl být zvolen v rámci svého optimálního rozsahu, který je známý jako koleno jeho charakteristické křivky.Bod špičkové účinnosti je v blízkosti horní meze tlaku na charakteristické křivce ventilátoru, kde je také nejtišší.Provozu mimo optimální rozsah (při extrémech vysokého objemového průtoku) je třeba se vyhnout, protože turbulence a aerodynamická účinnost lopatky oběžného kola v těchto bodech způsobí hluk a oběžné kolo bude také pracovat v aerodynamickém zastavení.Při nízkých tlacích a velkoobjemových tocích je třeba vzít v úvahu provozní teplotu motoru při zatížení, protože existuje možnost přehřátí motoru.
Vzduch na vstupní straně oběžného kola by měl být co nejhladší a laminární.Pro maximalizaci účinnosti by měla být na vstupu ventilátoru ponechána vůle alespoň 1/3 průměru oběžného kola.Použití vstupního kroužku (vtokové trysky) překrývajícího vstup oběžného kola pomůže eliminovat poruchy proudění před nasáváním vzduchu ventilátorem, snížit hluk vyvolaný turbulencemi, udržet spotřebu energie v provozním bodě na minimu a maximalizovat účinnost.
Strmá provozní charakteristika, vyšší tlaková schopnost dmychadel s jedním sáním a schopnost vysokého průtoku dmychadel s dvojitým sáním znamená, že dopředně zakřivený ventilátor je užitečnou možností, kterou je třeba zvážit v široké škále instalací.
Čas odeslání: 16. srpna 2023