Центробежные вентиляторы

Центробежные вентиляторы и воздуходувки обеспечивают вентиляцию и производственные процессы. Они создают давление для перемещения воздуха (или газов) против сопротивления, вызванного воздуховодами, демпферами или другими компонентами в системе. Ротор получает энергию от вращающегося вала и передает его в воздух.

Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры отличаются по способу, используемому для перемещения воздуха, и по давлению, с которым они должны работать. Согласно Американскому обществу инженеров-механиков (ASME) удельное отношение - давления нагнетания к давлению всасывания - используется для определения центробежных вентиляторов, воздуходувок и компрессоров

Типы вентиляторов

Выбор центробежного вентилятора и воздуходувки зависит от объемного расхода, давления, типа материала, ограниченности пространства и эффективности. Эффективность отличается от дизайна к дизайну, а также типов. Типичные диапазоны эффективности представлены в таблице

Они подразделяются на две общие категории: центробежный вентилятор и осевой вентилятор.

В центробежном потоке воздушный поток изменяет направление дважды - один раз при входе и второй при выходе (изогнутый вперед, назад изогнутый или наклонный, радиальный)

В осевом вентиляторе воздух поступает в него и выходит из без изменения направления

Эффективность вентиляторов

Центробежный вентилятор: Типы

Основные виды центробежного вентилятора являются: радиальные, загнутые вперед и назад изогнутые.

Радиальные вентиляторы из - за их высоких статических давлений (до 1400 Мм WC) и способность обрабатывать сильно загрязненные воздушные потоки. Благодаря своей простой конструкции радиальные вентиляторы хорошо подходят для высоких температур и средних скоростей вращения лопастей.

Загнутые вперед используются в чистых условиях и работают при более низких температурах. Они хорошо подходят для работы на низких скоростях и при высоком воздушном потоке - они лучше всего подходят для перемещения больших объемов воздуха при относительно низких давлениях.

Назад изогнутые являются более эффективными, чем загнутые вперед. Они достигают свой пик потребления мощности, а затем потребление мощности падает хорошо в пределах их полезной диапазоне расхода воздуха. Вентиляторы с обратным наклоном называют «без перегрузки», потому что изменения статического давления не перегружают двигатель.

Производительности центробежного вентилятора и эффективная работа

Характеристики системы

Термин «сопротивление системы» используется при обращении к статическому давлению. Сопротивление системы представляет собой сумму потерь статического давления . Сопротивление системы является функцией конфигурации каналов, датчиков, локтей и перепадов давления.

Сопротивление системы изменяется пропорционально квадрату объема воздуха, проходящего через систему. Для данного объема воздуха, центробежный вентилятор в системе с узкими воздуховодами и несколькими короткими коленами должен будет приложить больше усилий, чтобы преодолеть большее сопротивление, чем это было бы с большими воздуховодами и минимальном числе колен с большим радиусом. Длинные узкие протоки с большим количеством изгибов и скручиваний потребуют больше энергии для движения воздуха через них. Следовательно, при заданной скорости вращения центробежный вентилятор сможет пропустить меньше воздуха, чем через короткую систему без колен. Таким образом, сопротивление системы существенно увеличивается по мере увеличения проходящего объема воздуха; площади воздушного потока.

И наоборот, сопротивление уменьшается по мере уменьшения потока. Чтобы определить, какой объем будет перекачивать центробежный вентилятор, необходимо знать характеристики сопротивления системы.

В существующих системах можно измерить сопротивление. В системах, которые были спроектированы, но не построены, необходимо рассчитать сопротивление. Как правило, кривая сопротивления генерируется для различных скоростей потока по оси x и соответствующего сопротивления по оси y.

Характеристики центробежного вентилятора

Характеристики центробежного вентилятора могут быть представлены в виде кривой. Кривая центробежного вентилятора представляет собой кривую производительности для конкретного центробежного вентилятора при определенных условиях. Кривая представляет собой графическое представление ряда взаимосвязанных параметров. Как правило, кривая будет разработана для заданного набора условий, обычно включающих в себя: объем, статическое давление, скорость вращения и мощность в лошадиных силах, требуемую для работы в указанных условиях. Некоторые кривые центробежных вентиляторов будут также включать кривую эффективности, чтобы разработчик знал, где на этой кривой будет работать центробежный вентилятор в выбранных условиях. На многих кривых, показанных на рисунке, критическое статическое давление (SP) против потока особенно важно.

Пересечение системной кривой и кривой статического давления определяет рабочую точку. Когда изменяется сопротивление системы, рабочая точка также изменяется. Как только рабочая точка зафиксирована, требуемая мощность может быть найдена по вертикальной линии, проходящей через рабочую точку до пересечения с кривой мощности. Горизонтальная линия, проведенная через пересечение с кривой мощности, приведет к требуемой мощности на правой вертикальной оси. На изображенных кривых также представлена кривая эффективности вентилятора.

Конструкция вентилятора и критерии выбора

Точное определение расхода воздуха и требуемого выходного давления наиболее важно при правильном выборе типа и размера вентилятора. Требуемый расход воздуха зависит от технологических требований; Обычно определяется по скоростям теплопередачи, или количеству воздуха для горения или количества дымовых газов, которое должно обрабатываться. Требование к давлению обычно сложнее вычислить или предсказать. Должен быть проведен детальный анализ для определения падения давления по длине, изгибов, сжатий и расширений в системе воздуховодов, падения давления на фильтрах, падения в ответвлениях и т. Д. Эти падения давления следует добавлять к любому фиксированному давлению, требуемому процессом. Часто применяется очень консервативный подход, предусматривающий большие запасы безопасности, приводящие к чрезмерным размерам центробежных вентиляторов, которые работают при расходе намного ниже их расчетных значений и, следовательно, при очень низкой эффективности.

После определения требований к потоку и давлению выбирается тип вентилятора и рабочего колеса. Для достижения наилучших результатов, значения должны быть получены от производителя.

Выбор типа вентилятора для данного применения зависит от величины требуемого расхода и статического давления. Для данного типа выбор соответствующего рабочего колеса дополнительно зависит от скорости вращения. Скорость работы зависит от приложения. Высокоскоростные небольшие агрегаты, как правило, более экономичны из-за их более высокой гидравлической эффективности и относительно низкой стоимости. Однако при низких отношениях давления предпочтительными являются большие, низкоскоростные агрегаты.

Коэффициент безопасности

Выбор запаса прочности также влияет на эффективную работу центробежного вентилятора. Во всех случаях, когда требования связаны с процессом / другим оборудованием, необходимо определить запас прочности на основании обсуждений с поставщиком технологического оборудования. В общем, запас безопасности может быть на 5% выше максимального требования к расходу.

Установка

Установка и механическое обслуживание также играют критическую роль в эффективности вентилятора. Для эффективной работы крыльчатки необходимо поддерживать следующие зазоры (типовые значения).

Преобразователи частоты

Хотя приводы с переменной скоростью дороги, они обеспечивают почти бесконечную вариативность в управлении скоростью. Работа с переменной скоростью включает в себя снижение скорости центробежного вентилятора для удовлетворения требований к уменьшению расхода. Производительность  центробежного вентилятора можно прогнозировать с разной скоростью, используя законы работы центробежного вентилятора. Поскольку входная мощность центробежного вентилятора изменяется как куб потока, это обычно будет наиболее эффективной формой контроля производительности. Однако регулирование с переменной скоростью может быть неэкономичным для систем, которые имеют редкие колебания потока. При рассмотрении привода с переменной скоростью следует учитывать эффективность управления (гидравлическое соединение, вихревой поток, VFD и т. Д.) При анализе потребления энергии.

Области применения:

• вентиляция и охлаждение промышленных электродвигателей постоянного тока

• системы дымоудаления

• откачка выхлопных газов автомобилей в автосервисах и гаражах

• сушка древесины- вентиляция при сварке

• подача воздуха и газа в газовые горелки

• дробеструйные и пескоструйные аппараты

• вентиляция промышленных и лабораторных помещений

• пищевая промышленность, производство напитков

• аэрация воды на очистных сооружениях

• обратная продувка фильтров на очистных сооружениях

• перемещение сыпучих материалов- прижим и раздув листов в печатной машинах