В чем разница между осевыми и радиальными вентиляторами - kupihome.ru

В чем разница между осевыми и радиальными вентиляторами

Радиальный вентилятор с круглым корпусом.

Основные особенности и преимущества

В. Г. Караджи, канд. техн. наук, ООО «ЭИР-джи»

Канальные радиальные вентиляторы с загнутыми назад лопатками рабочего колеса широко применяются, поскольку конструктивно хорошо соответствуют многим практическим вентиляционным задачам. Однако они имеют более низкие коэффициенты давления и КПД, чем аналогичные радиальные вентиляторы со спиральным корпусом. В данной статье рассматривается радиальный канальный прямоточный вентилятор с круглым корпусом, который по аэродинамическим характеристикам и КПД приближается к аналогичным вентиляторам со спиральным корпусом. По некоторым характеристикам этот вентилятор даже имеет преимущества перед вентилятором со спиральным корпусом.

Постановка задачи

Радиальные вентиляторы со спиральным корпусом низкого давления характеризуются высокими аэродинамическими параметрами и уровнями КПД, имеют довольно простую конструкцию. Вот только поток воздуха проходит через такой вентилятор с поворотом на 90°, и, как правило, велика динамическая составляющая в полном давлении вентилятора (высокие скорости в выходной рамке вентилятора). А ведь в ряде задач оптимальным было бы прямое движение потока воздуха через вентилятор, без поворота. При этом применение осевых вентиляторов не всегда возможно ввиду гораздо более низких коэффициентов давления.

Так появились канальные радиальные вентиляторы, среди которых по высоким аэродинамическим характеристикам и эффективности можно выделить канальные радиальные вентиляторы, построенные по схеме «свободное колесо». Эти вентиляторы, действительно, представляют собой радиальное рабочее колесо с загнутыми назад лопатками, работающее в прямоугольном корпусе, стенки которого удалены от рабочего колеса настолько, чтобы не оказывать существенного обратного влияния на аэродинамическую характеристику колеса. Практически вся кинетическая энергия на выходе такого рабочего колеса не восстанавливается и теряется. Поэтому для таких вентиляторов используются аэродинамические характеристики и КПД по статическим параметрам. В соответствии с современными тенденциями экономии энергии научно-исследовательские и поисковые работы ведутся в направлении повышения статического КПД таких рабочих колес за счет оптимизации их геометрии.

В настоящее время некоторые ведущие фирмы подошли, пожалуй, близко к верхнему пределу возможностей такой аэродинамической схемы. Задача имеет оптимум: для повышения статического КПД рабочего колеса надо уменьшать угол установки лопаток на выходе. Однако для повышения коэффициентов расхода и давления необходимо увеличивать угол установки лопаток на выходе колеса и его ширину. Влияет и ряд других факторов. Сегодня реальные статические КПД соответствуют примерно FEG 71 по [1]. И понятно, что дальнейшее улучшение схемы «свободное колесо» будет идти с большим трудом и может оказаться экономически неоправданным, поскольку от потерянной динамики на выходе свободного рабочего колеса избавиться не получится.

Между тем вентиляторы со спиральным корпусом низкого давления типично имеют КПД по полным параметрам около 80 % и выше, и статический КПД уровня 70 % не является проблемой (у хорошей аэродинамической схемы может достигать 80 %). Кроме того, такие вентиляторы создают более высокие коэффициенты давления, чем лучшие вентиляторы по схеме «свободное колесо» при аналогичных рабочих параметрах, поскольку динамика на выходе рабочего колеса частично восстанавливается в статическое давление в диффузоре спирального корпуса. По этим причинам для более широкого применения канальных радиальных вентиляторов необходимо иметь сочетание высоких аэродинамических параметров и КПД спирального корпуса при геометрии канального вентилятора.

Эта проблема не является оригинальной. Ее уже давно и успешно решают. Такие вентиляторы есть и широко применяют в Европе, Америке, во многих странах мира. В нашей стране они пока малоизвестны, если не считать исследования 50-х годов [2, 3]. Это канальные радиальные вентиляторы с круглым корпусом. В Америке они называются «трубными вентиляторами» (tubular fan), поскольку снаружи имеют вид трубы. Но это не те упрощенные канальные вентиляторы, которые имеют вид «горшка» – двигатель с внешним ротором, меняют рабочие параметры под нагрузкой и широко используются в малой вентиляции.

Речь идет о радиальных прямоточных вентиляторах с высокими аэродинамическими характеристиками и высоким КПД. Такие вентиляторы выпускают, например, фирмы TwinCity, Penn-Barry, Greenheck, Soler&Palau.

Мы также занимались и занимаемся разработкой, исследованиями и оптимизацией высокоэффективных радиальных вентиляторов с круглым корпусом. Результатом наших разработок стал новый высокоэффективный радиальный вентилятор с круглым корпусом, имеющий широкую зону работы по производительности.

Высокоэффективный радиальный вентилятор с круглым корпусом

Схема радиального вентилятора с круглым корпусом показана на рис. 1. Как и в вентиляторе со спиральным корпусом, в нем есть аналогичные входной коллектор, радиальное рабочее колесо с загнутыми назад лопатками, электродвигатель. Основное отличие заключается в том, что вместо спирального корпуса используется круглый цилиндрический корпус. В отличие от диффузора спирального корпуса здесь функции диффузора выполняет осевой лопаточный спрямляющий аппарат, установленный в кольцевом канале корпуса после рабочего колеса. В принципе восстановить статическое давление на выходе радиального рабочего колеса с достаточно близкой эффективностью (но со своими особенностями) можно с помощью разных диффузоров. В данном вентиляторе установлен осевой лопаточный спрямляющий аппарат, наилучшим образом соответствующий конструкции вентилятора. Поэтому есть основания считать, что аэродинамические характеристики такого вентилятора не должны сильно отличаться от спирального корпуса с аналогичным рабочим колесом, что было подтверждено экспериментами.

Схема радиального вентилятора с круглым корпусом

На рис. 2 показаны безразмерные аэродинамические характеристики и КПД, полученные при испытаниях прямоточного радиального вентилятора РКН-1 на стенде по схеме С. На рис. 3 показаны аналогичные характеристики для еще одной модификации вентилятора с круглым корпусом РКН-2, который отличается геометрией рабочего колеса.

Безразмерные рабочие характеристики канального радиального прямоточного вентилятора с круглым корпусом РКН-1 (приведены для № 4 на 1500 об/мин)

Безразмерные рабочие характеристики канального радиального прямоточного вентилятора с круглым корпусом РКН-2 (приведены для № 4 на 1500 об/мин)

Из рис. 2, 3 видно, что вентиляторы имеют хорошие аэродинамические характеристики и КПД, превышающие аналогичные характеристики вентиляторов, выполненных по схеме «свободное колесо». Но поскольку данные вентиляторы предполагается использовать в ряде задач вместо радиальных вентиляторов со спиральным корпусом, сравним их с самыми распространенными радиальными вентиляторами со спиральным корпусом на отечественном рынке – ВР 80–75 и ВР 86–77. Выполним сравнение, например, для вентиляторов № 5 с частотой вращения рабочего колеса 1500 об/мин.

На рис. 4 приведено сравнение габаритов радиальных вентиляторов № 5 со спиральным корпусом ВР 80–75, ВР 86–77 и соответствующего вентилятора № 5 с круглым корпусом РКН-1. Поскольку вентиляторы используют близкие по размерам рабочие колеса и входные коллектора, а также практически одинаковые электродвигатели, то осевая протяженность круглого корпуса почти такая же, как и у радиальных вентиляторов со спиральным корпусом. Входное и выходное отверстия вентилятора РКН-1 круглые и практически такие же, как входное отверстие у вентиляторов со спиральным корпусом. Диаметр круглого корпуса меньше габарита спирального корпуса. Таким образом, видно конструктивное преимущество вентилятора с круглым корпусом.

Сравнение геометрии радиальных вентиляторов № 5 со спиральным корпусом , ВР 86–77 (имеют одинаковые размеры) и с круглым корпусом РКН-1 (показан красным цветом)

Заключение

Если сравнить аэродинамические характеристики рассматриваемых вентиляторов (рис. 5, 6), можно видеть, что радиальные вентиляторы со спиральным корпусом ВР 80–75 и с круглым корпусом РКН-1 имеют близкие аэродинамические характеристики. Следовательно, вентилятор с круглым корпусом может использоваться вместо вентилятора со спиральным корпусом ВР 80–75. То же самое относится и к вентилятору ВР 86–77, который имеет такое же практически статическое давление, как и вентилятор с круглым корпусом РКН-1. При этом оказалось, что данные вентиляторы имеют сравнимые уровни КПД. Вентилятор с круглым корпусом РКН-2 имеет существенно более широкую область работы и может использоваться при необходимости получить большие производительности при тех же размерах вентилятора.

Читать еще:  Ионизатор воздуха супер плюс турбо: инструкция, характеристики, принцип работы

Сравнение аэродинамических характеристик вентиляторов ВР 80–75 и РКН-1, РКН-2

Отметим также, что у вентиляторов с круглым корпусом существенно меньше разница между полным и статическим давлением, чем у вентиляторов со спиральным корпусом. Это значит, что скорости на выходе круглого корпуса заметно ниже, чем на выходе спирального корпуса, и его проще согласовывать с сетью.

Сравнение аэродинамических характеристик вентиляторов ВР 86–77 и РКН-1, РКН-2

Круглый корпус вентилятора дает возможность довольно просто управлять аэродинамической характеристикой каждого вентилятора в широких диапазонах производительности (изменяя ширину рабочего колеса), что позволяет во многих случаях отказаться от применения частотного привода (если вентилятор выбирается на конкретный рабочий режим).

Особенности аэродинамической схемы позволили получить вентилятор с низкими уровнями тональных составляющих шума в отличие от радиальных вентиляторов со спиральным корпусом (нет взаимодействия с языком спирального корпуса, и цилиндрические, а не плоские поверхности корпуса вентилятора); конструктивно несложно делать вентиляторы с внутренним звукопоглощением для дополнительного снижения шума вентилятора.

Кроме этого радиальный вентилятор с круглым корпусом имеет следующие преимущества:

  • может использоваться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении;
  • в вертикальном положении легко трансформируется в крышный вентилятор;
  • может использоваться в качестве вентилятора подпора в системах дымоудаления;
  • электродвигатель внутри круглого корпуса находится в цилиндрическом обтекателе. Превращая цилиндрический обтекатель двигателя в замкнутую вентилируемую полость, его можно использовать в качестве высокотемпературного вентилятора или вентилятора дымоудаления (при соответствующем материале рабочего колеса).

Это лишь некоторые очевидные примеры применения радиального вентилятора с круглым корпусом. Перспективы применения данного типа промышленных вентиляторов для решения задач заказчика очевидно велики.

Выбираем бытовой вентилятор

Так сложилось, что наша страна располагается в умеренном климатическом поясе, но так ли он «умерен», как хотелось бы его обитателям? Холодные суровые зимы и жаркие летние деньки — вот такая «умеренность» климата в России. К счастью периоды пиковых показателей на термометре длятся не долго, поэтому покупать дорогостоящую монтируемую технику не всегда целесообразно. И здесь большим спасением выступает такой прибор как вентилятор. Небольшой по размерам, мобильный – он выступит спасителем в жаркий солнечный день, а когда необходимость отпадет, то переместится на полку шкафа. Сегодня вентиляторы не просто моторчик, лопасти, подставка как было раньше. Модели могут кардинально отличаться по конструкции и способу работы, увеличивается количество дополнений и функций, так что выбор вентилятора становится не совсем простой задачей для покупателя.

Типы вентиляторов

В зависимости от места установки их можно разделить на настольные, напольные и потолочные. Выбирать модель следует исходя из площади помещения и желаемого размещения.

Настольные вентиляторы – компактны по размерам и мобильны, для наибольшей эффективности требуют установки на возвышенные объекты: стол, полка, комод и т.п. При желании можно с легкостью изменить расположение или поворот вентилятора, так как настольные модели довольно легкие. К недостаткам относится небольшая мощность и маленькая площадь обслуживания, но для маленьких комнат данный вариант самый бюджетный и удобный.

Напольные вентиляторы – зачастую выглядят так же как и настольные, но имеют более внушительные размеры, высокую стойку. Стойка позволяет регулировать высоту вентилятора, за счет чего можно настроить прибор таким образом, чтобы воздушный поток попадал на необходимое место. Напольные вентиляторы не так мобильны как предыдущий тип, однако, в них чаще всего предусмотрен механизм поворота, то есть необходимость в постоянной настройке и переустановке отпадает. Благодаря своим размерам напольные конструкции обеспечивают равномерный обдув каждого уголка средних и больших по размерам комнат, как правило, имеют больший размер крыльчатки и мощность.

Потолочные вентиляторы – самые мощные, позволяют охладить большие площади, поэтому используются в производственных, торговых, офисных помещениях. Из-за высокой стоимости потолочные вентиляторы уходят в прошлое, уступая место кондиционерам. Потолочные модели комбинируются с источниками света, разнообразны по дизайну, изготавливаются из дерева, пластика, металла. Конструкция полностью стационарная и требует монтажа, перенести из комнаты в комнату или убрать на зиму этот прибор не получится. Стоит отметить, что потолочные модели довольно распространены в жарких странах, где необходимость в охлаждении присутствует круглый год.

Рабочий механизм вентиляторов

Еще не так давно конструкций вентиляторов было меньше. Радиальные и осевые вентиляторы используют не только в быту, но и как охлаждающие элементы большинства техники, как цифровой, так и бытовой.

Осевая конструкция состоит из крыльчатки (лопастей), двигателя и корпуса. Воздух поступает принудительно за счет винта и проходит вдоль оси вращения. Двигатель вращает ось, она в свою очередь двигает крылатку. Лопасти изготовлены под определенным углом, за счет чего воздух перемещается вдоль оси и попутно закручивается. Благодаря простому принципу работы и легкости в изготовлении осевые вентиляторы получили широкое распространение. К плюсам механизма следует отнести небольшой расход энергии, возможность установки в любых положениях, долгий срок службы, простое обслуживание, долгий срок эксплуатации.

Радиальные вентиляторы – имеют более сложную конструкцию в отличие от осевых, соответственно и стоимость их значительно выше. Выполнены в виде колоны, внутри которой располагается ротор с лопатками. Воздух, попадая в ротор, перемещается радиально с помощью центробежных сил и выталкивается сквозь отверстия в колоне. Основным отличием радиального механизма является давление, то есть большая разница давления при поступлении и выходе воздуха. Благодаря конструкции радиальные вентиляторы занимают меньше места, лучше вписываются в современный дизайн и менее шумны по сравнению с осевыми.

Не так давно производители представили совершенно новый механизм работы вентилятора без лопастей. Это, конечно же, делает конструкцию более безопасной, идеально подходящей для установки в детской комнате или в помещении с животными. Стоимость такой технической новинки намного выше, чем у предшественников. Внешний вид заставляет задуматься по какому же принципу работает прибор, ведь в нем нет привычных нам лопастей, только корпус и кольцо из которого поступает воздух. В действительности же все элементы располагаются внутри корпуса, а именно компактная и мощная турбина, которая выполняет всю работу. Аэродинамическое кольцо имеет прорези, через которые поступает нагнетаемый турбиной воздух.

Возможность регулировки

Производителями представлены модели с возможностью регулировки скорости, высоты, включением или отключением поворота корпуса вентилятора. Все вышеперечисленные характеристики применяются в различных типах конструкций и добавляют удобства пользователю.

Регулировка скорости – присутствует практически у каждой модели вентилятора. В зависимости от температуры помещения и погодных условий покупатель получает возможность настроить мощность обдува. Функция очень удобна, так как условия эксплуатации всегда переменны. Допустим, при нахождении в комнате выставлять максимальную мощность не всегда целесообразно, велика вероятность простыть, от сильного обдува устают и быстро сохнут глаза. При отсутствии людей в комнате достаточно на малый промежуток времени включить высокую мощность для доведения климата до максимально комфортного.

Регулировка высоты подставки и наклона верхней части – не всегда есть возможность установить вентилятор таким образом, чтобы воздушный поток попадал прямо на желаемый объект. Регулировка высоты позволит настроить вентилятор так как удобно пользователю. Если конструкция находится на возвышенной плоскости, то можно поставить минимальную высоту, на полу установить максимальную. Еще одним немаловажным дополнением в подвижности является регулировка наклона «головы» вентилятора. Особенность позволяет настроить воздушный поток под углом вверх или вниз, не прибегая к регулировке высоты подставки. Важно при выборе вентилятора обращать внимание на устойчивость стойки, качество креплений и легкость фиксации в различных положениях.

Поворот вентилятора – функция позволяет увеличить площадь обдува, в больших помещениях или комнатах, где находятся несколько человек, ее можно назвать незаменимой. Чем больше угол поворота, тем большую площадь охватит обдув, однако, поток воздуха в таких условиях периодический, придется ждать возвращения «головы» вентилятора в исходное положение. С другой стороны воздушный поток с функцией поворота можно выставить на максимум, вероятность переохладиться или простыть уменьшается в разы.

Дополнительные особенности

Сегодня производители для повышения конкурентоспособности вносят полезные функции практически во все приборы, вентиляторы в данном случае не исключение. Каждая из особенностей увеличивает стоимость на прибор, но и вносит свою долю комфорта в использовании.

Читать еще:  Профилактика стиральной машины автомат своими руками

Таймер – несомненно, полезная функция, позволит установить время отключения или включения вентилятора. При наличии таймера можно задать время в которое вентилятор начнет работать, к примеру за час до вашего прихода домой, или отключение через час после того как вы легли спать. Таким образом, комфортная температура будет сопровождать пользователя все время и не придется дожидаться, когда вентилятор охладит постепенно помещение. Однако стоит быть внимательным и не оставлять вентилятор в рабочем режиме на длительное время во избежание перегрева или замыкания, даже с наличием таймера.

Увлажнитель воздуха – редко встречающаяся особенность на сегодняшний день, связано это скорее всего с тем, что летом воздух итак достаточно влажный и функция увлажнения подойдет не для каждого региона и квартиры. Устройства, совмещающие обдув и увлажнение, стоят на порядок дороже, в некоторых случаях целесообразнее приобрести два полноценных прибора.

Пульт дистанционного управления – не секрет что современное поколение привыкло жать на кнопки и лишние действия начинают раздражать, многие приборы оснащены пультом управления. Вентиляторы с пультом управления удобны в пользовании, для людей с ограниченными возможностями пульт дистанционного управления скорее необходимость, чем блажь.

Уровень шума

Конечно же, при выборе вентилятора необходимо обращать внимание на такой параметр как уровень шума. Трудно находиться в помещении, где вот-вот взлетит самолет, а так как прибор работает продолжительно, а иногда и ночью, то стоит выбирать предельно внимательно.

Для жилых помещений комфортный уровень шума не должен превышать отметку в 38 Дб. Для детских и спален желательно искать максимально бесшумные модели с показателями 25 – 30 Дб. Шумные приборы скорее всего наиболее мощные, их следует покупать для непродолжительной ежедневной эксплуатации, чтобы не уставать от работы вентилятора. Не всегда высокий показатель шума означает, что он таковым является. Возможно, производитель указывает шум на максимальной работе вентилятора, при установке меньшей мощности показатель упадет.

Подведем итоги

Во-первых определитесь для каких целей приобретается прибор:

Виды вентиляторов по типу и конструкции

Вентилятор – агрегат для подачи/откачки воздуха (газа) из помещения. Данные приборы имеют различную конструкцию, но все они требуют электрического двигателя.

Классификация по условиям применения

По условиям, в которых работают вентиляторы, приборы подразделяют на следующие категории.

  • Вентиляторы общего пользования, предназначенные для перемещения воздушных масс или неинертных газов с температурой, не превышающей 80 0 С.
  • Термостойкие устройства, работающие с воздушными (газовыми) потоками, температура которых превышает 80 0 С.
  • Пылевые – предназначаются для установки в цехах, где необходимо обеспечить вентиляцию воздуха при наличии в воздухе пыли и мелких механических взвесей, в количестве более 100 мг/м 3 .
  • Вентиляторы для перегонки химически инертных газов, рабочие части которых изготавливают из материалов, химически устойчивых к конкретно взятым веществам.
  • Коррозионностойкие – устройства для установки в помещениях с избыточной влажностью. Двигатели таких агрегатов защищены от проникновения влаги, рабочие части – неподвержены ржавчине.
  • Взрывобезопасные предназначены для перегонки взрывоопасных газов и газовых смесей, а также воздушных масс, содержащих примеси взрывоопасных газов. Данные устройства подразделяются на категории и подбираются в зависимости от мест установки и класса взрывоопасности веществ.

По типу соединения привода с рабочим колесом

Электродвигатель в современных вентиляторах соединяется с рабочим колесом посредством:

  • эластичных муфт;
  • клиноременной передачи;
  • бесступенчатых передач регулируемого вращения;
  • непосредственно, путем установки рабочего колеса на двигатель.

По способу монтажа

Варианты установок агрегатов следующие.

  • Монтаж на железобетонный фундамент или опору. В качестве опоры часто используют стальную рамную конструкцию.
  • Канальная установка. Агрегат монтируют непосредственно внутрь воздуховода.
  • Монтаж на крышу. Используется для вентиляции офисных, общественных помещений и производственных цехов, где не требуется установка вентиляционного оборудования специального назначения.

Параметры вентиляторов

Кроме учета вышеизложенных классификаций, вентиляторы выбирают по техническим параметрам. К ним относят:

  • скорость движения воздуха, м 3 /час;
  • давление газа, Па;
  • степень сжатия газа (отношение давления газа на выходе в давлению газа на входе);
  • частота вращения рабочего колеса, об/мин;
  • частота вращения электродвигателя, об/мин;
  • мощность вентилятора, кВт;
  • КПД;
  • уровень шума, производимого агрегатом.

Классификация по конструктивному исполнению

  1. Осевые (аксиальные) выполнены в виде импеллера, насаженного на ось и защищенного кожухом. Обычно кожух имеет форму сплошного цилиндра, но может выполняться из металлических прутьев. Ось вентилятора соединена с электродвигателем. Выход оснащен устройством, спрямляющим поток (коллектором). Отличительная особенность данных устройств – малые потери на трение, высокий КПД, возможность изготавливать агрегаты широкого размерного ряда диаметром от нескольких сантиметров (для ноутбуков и иных компактных устройств) до промышленных вентиляторов с лопастями в несколько метров. Аксиальные устройства успешно применяются в быту (фены, кухонные вытяжки, вентиляция в ванных комнатах и пр.) и в промышленности (вентиляция в офисах, цехах, сельскохозяйственных помещениях и пр.).

  1. Центробежные (радиальные) представляют собой спиралевидный корпус («улитку») внутри которого расположена крыльчатка, приводимая в движение электродвигателем. С боковой стороны находится входное отверстие, через которое всасывается воздух. Под прямы углом к входному отверстию расположен выходной патрубок. Исключение составляют крышные радиальные вентиляторы, в которых воздух прокручивается не под прямым, а под развернутым углом, выходя через патрубки, направленные вниз. Входное отверстие в крышных центробежных устройствах также направлено вниз. Агрегаты данной конструкции обладает большей, по сравнению с осевыми вентиляторами мощностью. В них происходит сжатие воздуха внутри нагнетательной камеры и выпуск его с большим, относительно входного, давлением. Такая конструкция и обеспечивает необходимую мощность. Поэтому они пригодны для установки в воздуховодах большой длины.

  1. Диагональные устройства представляют собой кожух конической формы, внутри которого расположены рабочие колеса с лопастями, причем одно колесо имеет конструкцию лопастного винта, насаженного на ось, а второе – лопастную крыльчатку, аналогичную импеллерам радиальных вентиляторов. Воздух в таких устройствах движется под углом 45 0 , что значительно увеличивает скорость осевого потока на выходе. Недостатком такой конструкции является высокий уровень шума, производимый устройством.

  1. Тангенциальные (диаметральные) вентиляторы выполняют в виде барабанного колеса, лопатки которого загнуты вперед внутри корпуса. Входное отверстие оснащено патрубком, выходное – диффузором. Воздух засасывается, дважды проходит импеллер в перпендикулярном направлении и выходит через выходной патрубок, расположенный вдоль оси корпуса. Такие агрегаты применяют там, где необходимо создать направленный плоский поток воздуха: в кондиционерах, тепловых завесах и пр. Преимущества тангенциальных вентиляторов в компактности, хорошем КПД (до 70%), низком уровне шума, возможности менять направление потока.

  1. Прямоточные вентиляторы выполнены в виде цилиндрического основания, в боковых стенках которого расположены входные отверстия. Здесь же располагаются турбина и электромотор. К основанию прикреплено кольцевидное крыло без лопастей и иных подвижных элементов. Принцип работы устройства следующий. Засасываемый воздух сильно сжимается турбиной и выпускается сквозь узкие щели кольцевидного крыла, создавая область разряженного воздуха с внешней стороны кольца. Вырываясь с большой скоростью, потоки сжатого воздуха «тянут» за собой разряженный воздух. В результате на выходе кольца создается мощный поток направленного воздуха. Достоинством устройства является высокая мощность, недостатком – высокий уровень шума.

Для подбора вентилятора или вентиляционного оборудования отправьте заявку нашему менеджеру или позвоните 8 (499) 647-40-32.

Ответ будет содержать всю необходимую информацию: цену, техническое описание, срок поставки, условия доставки, условия оплаты.

Общие сведения о вентиляционной технике

Воздух всегда перемещается из области больших давлений в область меньших давлений, т.е. при наличии разности. Депрессия может возникнуть и естественным путем, например, за счет разности температур воздуха. Однако в подавляющем большинстве случаев для возможности перемещения воздуха ему необходимо сообщить какое-то количество энергии.

В турбомашинах, к которым относятся вентиляторы, энергия воздуху сообщается вращающимся колесом с лопастями.

Вентиляторы—лопаточные машины, предназначенные для перемещения воздуха или других газов при давлении не превышающем 15000 Па.

    Вентиляторы условно делятся по развиваемому давлению на вентиляторы:
  • низкого давления — до 1000Па;
  • среднего давления—от 1000Па до 3000Па;
  • высокого давления—свыше 3000Па.
    По принципу действия и устройству их делят на:
  • радиальные (центробежные);
  • осевые;
  • диаметральные.
Читать еще:  Беспроводной домашний кинотеатр с функцией караоке и без

Радиальные вентиляторы

В радиальном вентиляторе (рис. 1) поток воздуха или газа, поступающего во вращающееся рабочее колесо, изменяет направление движения с осевого на радиальное. Радиальные вентиляторы, по сравнению с осевыми вентиляторами, развивают большее давление так как единице объема перемещаемого воздуха сообщается энергия при переходе от радиуса входа к радиусу выхода колеса.


Рис. 1. Схема радиального вентилятора.

Радиальный вентилятор имеет следующие основные элементы: спиральный корпус (улитка), рабочее колесо, коллектор (диффузор), станину и привод.

Рабочее колесо

Рабочее колесо — это один из основных, наиболее нагруженных узлов вентиляторов. Так как его величина определяет не только габариты, но и основные параметры машины, ее производительность и давление, его диаметр всегда указывается в обозначении машины. Именно оно осуществляет передачу энергии от привода протекающему через вентилятор воздуху.

Колесо (рис. 2) состоит обычно из ступицы, переднего и заднего дисков, между которыми с одинаковым шагом установлены лопатки.


Рис. 2. Рабочее колесо радиального вентилятора.
1 — ступица; 2 — передний диск; 3 — задний диск; 4 — лопатка.

Лопатки рабочего колеса обычно имеют цилиндрическую форму; их устанавливают перпендикулярно к плоскости заднего диска. Наиболее широко применяются два типа радиальных колес (рис. 3): колеса с лопатками, загнутыми назад (пример ДН-17 и ВЦ 4-75), и с лопатками, загнутыми вперед (пример ВЦ 14-46 и ВД-13,5).

Рис. 3. Типы рабочих колес по углу загиба лопаток.

Спиральный корпус

Для преобразования потока на выходе из колеса, а также для частичного преобразования динамического давления потока в статическое служит спиральный корпус (рис. 4). У радиального вентилятора он обычно имеет постоянную ширину, превышающую ширину рабочего колеса. Обечайка спирального корпуса чаще всего бывает очерчена или по логарифмической спирали, или дугами окружностей по правилу так называемого конструкторского квадрата. Вблизи рабочего колеса обечайка переходит в так называемый язык. Часть спирального корпуса, ограниченную этим языком и являющейся продолжением обечайки плоскостью, называют выходной частью корпуса в отличие от основной, спиральной части. В этом месте улитка обычно оснащается фланцем для крепления к воздуховоду.


Рис. 4. спиральный корпус (улитка).

Коллектор (диффузор) служит для формирования потока воздуха и подвода его к рабочему колесу.

Осевой направляющий аппарат. Крупногабаритные вентиляторы с приводом от электродвигателей с постоянной частотой вращения, которые работают в сети с переменным сопротивлением, обычно оснащают осевым направляющим аппаратом (рис. 5), который служит для регулирования режима работы вентилятора. Цель регулирования режима работы вентилятора состоит в приспособлении аэродинамических характеристик вентилятора к изменяющимся условиям его работы при минимально возможном снижении КПД вентиляторной установки.


Рис. 5. Осевой направляющий аппарат.
1 — корпус-обечайка; 2 — лопатки; 3 — обтекатель; 4 — кольцо поворотное.

Принципиальная схема осевого направляющего аппарата показана на рисунке. Он состоит из корпуса-обечайки, в котором установлены поворотные лопатки и обтекатель, и кольца поворотного. Лопатки, обычно плоские (на крупных машинах объёмные), крепятся в обтекателе и корпусе таким образом, чтобы они могли поворачиваться вручную или при помощи специального механизма (МЭО) на любой заданный угол вокруг радиальных осей. Воздух, проходя через аппарат, закручивается лопатками тем сильнее, чем больше угол их установки. Увеличение углов поворота лопаток приводит к уменьшению производительности, давления, мощности и КПД вентилятора. Закручивание потока против направления вращения колеса нерационально, так как при этом происходит увеличение мощности без существенного повышения давления, создаваемого вентилятором. Аэродинамические характеристики машин, оснащенных осевыми направляющими аппаратами, позволяют определить угол установки лопаток, необходимый для получения требуемого режима, установить КПД вентилятора при этом режиме.

Осевые вентиляторы. В осевых вентиляторах поток воздуха, в отличие от радиальных, не меняет своего направления — он входит и выходит по оси вращения колеса.

Осевой вентилятор в самом простом случае состоит из рабочего колеса (рис. 6), установленного на электродвигателе, и цилиндрического корпуса (обечайки). Такую конструкцию имеет самый распространённый осевой вентилятор ВО 06-300. Она может быть дополнена входным направляющим аппаратом (вентилятор ВО 25-188) и/или спрямляющим аппаратом. Направляющий аппарат создаёт подкрутку потока на входе в колесо против направления вращения.

Спрямляющий аппарат призван бороться с закруткой потока за колесом, которая является источником потерь давления, как в самом вентиляторе, так и в элементах, сопрягающих вентилятор с сетью.


Рис. 6. Схемы конструктивных исполнений вентиляторов осевых.
1 — входной коллектор; 2 — лопатка колеса; 3 — втулка колеса; 4 — электродвигатель;
5 — корпус-обечайка; 6 — спрямляющий аппарат (СА); 7 — входной направляющий аппарат (ВНА).

При равных частотах вращения и диаметрах колес, осевые вентиляторы создают в 2-3 раза меньшее давление, но имеют большую производительность, чем радиальные вентиляторы, поэтому в вентиляционных системах они используются в основном для перемещения больших объемов воздуха—на вытяжке, для создания противодымного подпора и т. д.

В зависимости от профиля лопаток рабочего колеса осевые вентиляторы могут быть реверсивными и нереверсивными. Реверсивными называют вентиляторы, у которых лопатки рабочего колеса имеют симметричный профиль и работают вследствие этого с одной и той же производительностью при любом направлении вращения. У нереверсивных вентиляторов профиль лопаток несимметричный, поэтому изменение направления вращения снижает производительность.

Осевые вентиляторы могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми. В многоступенчатом вентиляторе, созданном на базе нескольких одноступенчатых, происходит увеличение давления примерно пропорционально числу ступеней при прежней производительности.

Общие сведения по комплектации и условиям работы вентиляторов

Аэродинамические характеристики вентиляторов соответствуют работе на воздухе при нормальных условиях (плотность р=1,205 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура +20°С и относительная влажность 50%).

Напряжение 380 В.

Для вентиляторов, перемещающих воздух или газ, который имеет плотность, отличающуюся от 1,205 кг/м3, аэродинамические характеристики должны пересчитываться по ГОСТ 10616-90.

Вентиляторы, индексы которых содержат обозначение «Ж», предназначены для перемещения газовоздушных сред с температурой до 200°С. Для них на графике аэродинамической характеристики даны дополнительные шкалы, соответствующие температуре 200°С.

Конструктивные исполнения радиальных вентиляторов даны по ГОСТ 5976-90. Радиальные вентиляторы выпускаются по 1, 3 и 5 конструктивным исполнениям. По 1-му конструктивному исполнению рабочее колесо установлено непосредственно на валу электродвигателя. По 3-му исполнению — рабочее колесо установлено на валу промежуточного подшипникового узла, передача вращающего момента от электродвигателя на вал подшипникового узла осуществляется через муфту.

По 5-му исполнению передача вращающего момента от двигателя на вал промежуточного подшипникового узла осуществляется через кпиноременную передачу. Вентиляторы выпускаются правого и левого вращения. При правом вращении рабочее колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть на колесо со стороны входа воздуха, при левом вращении—против часовой стрелки. Допускаемые углы поворота корпуса приведены в настоящем каталоге для конкретных вентиляторов.

Конструктивные исполнения осевых вентиляторов по ГОСТ 11442-90. При конструктивном исполнении-1 направление потока воздуха от рабочего колеса в сторону электродвигателя, при исполнении-2 —со стороны двигателя на рабочее колесо.

Как для радиальных, так и для осевых вентиляторов номер вентилятора обозначает диаметр рабочего колеса по внешним кромкам лопаток, выраженный в дециметрах. Например, вентилятор с рабочим колесом диаметром 800 мм обозначается №8.

1-я категория размещения—на открытом воздухе; 2-я категория—для эксплуатации под навесом или в помещении, где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе (в палатках, кузовах, металлических помещениях без теплоизоляции и др.); 3-я категория—для эксплуатации в помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе (каменные, бетонные, деревянные помещения и др.)

Среднее квадратическое значение виброскорости от внешних источников в местах установки вентиляторов не должно превышать 2 мм/с.

    Предприятие оставляет за собой право:
  • вносить конструктивные изменения, не ухудшающие аэродинамические и акустические характеристики изделий;
  • комплектовать вентиляторы другими типами электродвигателей, имеющими аналогичные технические характеристики.
Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector