Центробежные вентиляторы

Центробежные вентиляторы и воздуходувки создают давление для перемещения воздуха или газов против сопротивления системы (например, воздуховодов и демпферов). Ротор получает энергию от вала и передает её в поток воздуха, обеспечивая вентиляцию и производственные процессы.

Отличия между устройствами

Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры различаются по методу перемещения воздуха и рабочему давлению. Согласно ASME, различие между ними определяется отношением давления нагнетания к давлению всасывания.

Типы вентиляторов

Выбор зависит от расхода воздуха, давления, материала и доступного пространства. Вентиляторы делятся на два типа:

• Центробежный: воздушный поток изменяет направление дважды — при входе и выходе.
• Осевой: воздух проходит без изменений направления.

Эффективность вентиляторов

Типы центробежных вентиляторов

• Радиальные вентиляторы: отличаются высоким статическим давлением (до 1400 мм WC) и способны работать с загрязнёнными воздушными потоками. Их простая конструкция делает их подходящими для высоких температур и средних скоростей вращения.
• Загнутые вперед: используются в чистых помещениях и при низких температурах. Такие центробежные вентиляторы эффективны при низких оборотах и больших объемах воздуха, но при низких давлениях.
• Загнутые назад: более эффективны, чем вентиляторы с лопастями, загнутыми вперед. Они имеют оптимальное потребление мощности в пределах рабочего диапазона и не перегружают двигатель при изменении статического давления.

Производительность центробежного вентилятора

Сопротивление системы — это сумма потерь статического давления, связанная с конфигурацией каналов, локтями и перепадами давления. Оно пропорционально квадрату объема воздуха, проходящего через систему. Центробежный вентилятор в системе с узкими воздуховодами и множеством изгибов требует больше усилий для преодоления сопротивления, чем в системе с широкими каналами и минимальным количеством изгибов. Это ограничивает объем воздуха, который может быть прокачан при данной скорости вращения.

Сопротивление уменьшается при уменьшении потока. Для расчёта необходимого объема воздуха важно знать сопротивление системы.

Измерение и расчёт сопротивления

В работающих системах сопротивление можно измерить, в проектируемых — рассчитать. Кривая сопротивления строится для разных скоростей потока.

Характеристики центробежного вентилятора

Кривая характеристик вентилятора отображает его производительность при определённых условиях: объеме, статическом давлении, скорости вращения и мощности. Некоторые кривые включают и данные об эффективности, что помогает определить, на каком участке кривой вентилятор будет работать в заданных условиях. Ключевым моментом является пересечение кривой системы с кривой статического давления, которое определяет рабочую точку.

При изменении сопротивления рабочая точка сдвигается. После её определения требуемая мощность находится по пересечению с кривой мощности.

Конструкция центробежного вентилятора и критерии выбора

При выборе вентиляционной центробежной установки или вентилятора ключевыми факторами являются точные расчёты расхода воздуха и необходимого давления. Расход зависит от технологических требований, таких как теплопередача, подача воздуха для горения или обработка дымовых газов. Давление сложнее предсказать, так как оно зависит от анализа потерь давления в системе воздуховодов, фильтрах, заслонках и ответвлениях, а также от характеристик самой установки.

Часто выбирают центробежные вентиляторы с запасом безопасности, что может привести к чрезмерному увеличению их размеров и снижению эффективности.

После определения расхода и давления выбираются тип вентилятора и рабочее колесо. Для достижения наилучших результатов следует обращаться к рекомендациям производителя.

Выбор типа зависит от требуемого расхода и давления, а также от скорости вращения рабочего колеса. Высокоскоростные агрегаты более экономичны, но при низких давлениях предпочтительны большие, низкоскоростные центробежные вентиляторы.

Коэффициент безопасности

Запас прочности влияет на эффективность работы центробежного вентилятора. Обычно он составляет 5 % от максимального расхода.

Установка

Правильная установка и техническое обслуживание критичны для работы центробежного вентилятора. Для эффективности необходимо поддерживать определённые зазоры.

Преобразователи частоты

Приводы с переменной скоростью позволяют точно регулировать производительность центробежного вентилятора, что наиболее эффективно для систем с изменяющимся расходом. Однако они могут быть неэкономичны при редких колебаниях потока. При выборе привода с переменной скоростью важно учитывать эффективность управления и потребление энергии.

Области применения центробежных вентиляторов

• Вентиляция и охлаждение электродвигателей.
• Системы дымоудаления.
• Откачка выхлопных газов в автосервисах.
• Сушка древесины, вентиляция при сварке.
• Подача воздуха 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.