Előrehajló motoros járókerék
Miután meghatároztuk a szükséges térfogatáramot, legyen szó akár friss levegő beszívásáról, akár a folyamathűtésről, ezt össze kell kapcsolnunk az alkalmazásban a ventilátor által tapasztalt áramlási ellenállással. A térfogatáram (m3/h-ban) és a nyomás (Pascalban - Pa) együttesen adja meg azt a munkapontot, amelyhez képest a ventilátornak működnie kell. Fontos, hogy olyan ventilátort válasszunk, amelynek teljesítményjellemzői megfelelnek a csúcshatásfok pontján vagy annak közelében lévő kívánt munkapontnak. A ventilátor csúcshatásfokon történő használata minimalizálja az energiafogyasztást és a ventilátor által kibocsátott zajt, miközben biztosítja a kívánt teljesítményt.
Hogyan működik az előre ívelt centrifugális ventilátor?
A „centrifugális ventilátor” elnevezés az áramlási irányból és abból származik, hogy a levegő hogyan lép be axiális irányban a járókerékbe, majd hogyan lökődik kifelé a ventilátor külső kerületéből. Az előre és hátra görbült centrifugális ventilátor áramlási iránya közötti különbség az az irány, ahogyan a levegő kilép a járókerék kerületéből. A hátra görbült járókeréknél a levegő radiális irányban távozik, míg az előre görbültnél tangenciálisan.
Az előrehajló centrifugális ventilátort hengeres alakja és a járókerék kerületén elhelyezkedő számos apró lapát jellemzi. Az alábbi példában a ventilátor az óramutató járásával megegyező irányban forog.
A hátrahajló járókerékkel ellentétben az előrehajló járókerékhez olyan házra van szükség, amely a járókerék lapátjainál távozó nagy sebességű levegőt alacsonyabb sebességű statikus erővé alakítja. A ház alakja a légáramlást a kimenet felé irányítja. Az ilyen típusú ventilátorházat általában scrollháznak nevezik; azonban spirál- vagy sirokkóháznak is nevezhetik. Ha az előrehajló járókereket scrollházba szereljük, akkor általában előrehajló ventilátornak nevezzük.
Kétféle fúvó létezik, amelyek előrehajló motoros járókereket használnak, ahogy az alább látható…
A bal oldali egynyílású ventilátor a ház egyik oldalán szívja be a levegőt a kerek bemeneten keresztül, és a négyzet alakú kimenethez irányítja (itt egy rögzítőperem látható). A duplanyílású ventilátor szélesebb spirálházzal rendelkezik, amely a spirál mindkét oldaláról szívja be a levegőt, és a szélesebb négyzet alakú kimenethez juttatja.
A hátrahajló lapátozású centrifugális ventilátorhoz hasonlóan a járókerék lapátjának szívóoldala a ventilátor közepéből szívja be a levegőt, ami a légáramlás irányát 90°-kal megváltoztatja a bemenet és a kimenet között.
Ventilátor jellemzői
Az előrehajló lapátozású centrifugális ventilátor optimális működési területe akkor van, amikor nagyobb nyomáson működik. Az előrehajló lapátozású centrifugális ventilátor akkor működik a legjobban, ha nagy nyomásra van szükség alacsonyabb térfogatáram mellett. Az alábbi grafikon az optimális működési területet szemlélteti…
A térfogatáramot az X tengelyen, a rendszernyomást pedig az Y tengelyen ábrázoljuk. Amikor nincs nyomás a rendszerben (a ventilátor szabadon forog), az előrehajló centrifugális ventilátor hozza létre a legnagyobb térfogatáramot. Mivel a ventilátor szívó- vagy kipufogóoldalán áramlási ellenállás lép fel, a térfogatáram csökken.
Óvatosan kell eljárni az alacsony nyomáson és a legnagyobb térfogatáram mellett üzemelő előrehajló íveltségű ventilátor kiválasztásakor. Ezen a ponton a járókerék aerodinamikailag egy fülkében működik, ugyanúgy, mint egy axiális ventilátor, amely a görbületének nyeregpontjában működik. Ezen a ponton a zaj és az energiafogyasztás a turbulencia miatt a csúcson lesz.
A csúcshatásfok a jelleggörbe könyökének nevezett ponton található. Ezen a ponton a ventilátor kimenő teljesítményének (térfogatáram (m3/s) x statikus nyomásfejlődés (Pa)) és az elektromos teljesítményfelvétel (W) aránya a legnagyobb, és a ventilátor által keltett hangnyomás a legcsendesebb. Az optimális működési tartomány felett és alatt a ventilátoron keresztüli áramlás zajosabbá válik, és a ventilátorrendszer hatásfoka csökken.
Az egyetlen bemeneti nyílással rendelkező, előrehajló motoros járókerék használatának előnye a meredek ventilátorkarakterisztika. Ez különösen hasznos azokban a rendszerekben, amelyek állandó szűrési szintet igényelnek. Ahogy a levegő áthalad a részecskeszűrőn, a szűrő felfogja a levegőben szálló port és pollent, minél finomabb a szűrés, annál kisebb részecskéket fog felfogni a szűrő. Idővel a szűrő egyre inkább eltömődik a szennyeződéssel és a törmelékkel, aminek az a hatása, hogy nagyobb nyomásra van szükség ugyanazon levegőmennyiség szállításához. Meredek karakterisztikagörbével rendelkező járókerék használata ebben az esetben azt jelenti, hogy ahogy a szűrő egyre jobban eltömődik, a térfogatáram állandó marad, miközben a szűrőn keresztüli nyomás növekszik.
A dupla bemenetű, előrehajló járókerék használatának előnye, hogy egy viszonylag kis méretű fúvóból nagy térfogatáramot képes leadni. A dupla bemenetű fúvó használatának kompromisszuma, hogy alacsonyabb nyomásfejlődést eredményez, ami azt jelenti, hogy csak alacsonyabb nyomású rendszerekkel működik.
Felszerelési lehetőségek
Amint azt korábban említettük, az előrehajló motoros járókerék nagy sebességű levegőt állít elő a lapát hegyénél, amelyet irányítani és lassítani kell, hogy a dinamikus nyomást statikus nyomássá alakítsák. Ennek megkönnyítése érdekében egy csigavonalat építünk a járókerék köré. Az alakot a járókerék középpontja és a ventilátor kimenete közötti távolságok aránya hozza létre. A hátrahajló ventilátorhoz hasonlóan itt is ajánlott egy kis átfedés a bemeneti gyűrű és a járókerék szája között. Mindkét szerelési szempontot az alábbi ábra mutatja…
A bemeneti gyűrű átmérőjének csak kis rést szabad hagynia a járókerék és a gyűrű között, hogy elkerülje a levegő visszakeringetését.
Szerelési szempontok - Távolságok
Fontos biztosítani a megfelelő szabad helyet a ventilátor szívóoldalán és oldalán…
A ventilátor szívóoldalán lévő elégtelen szabad hely növeli a bemeneti sebességet, ami turbulenciához vezet. Ez a turbulencia fokozódik, ahogy a levegő áthalad a járókeréken, ami csökkenti az energiaátadás hatékonyságát a ventilátorlapáttól a levegőig, több zajt okoz, és csökkenti a ventilátor hatásfokát.
A bemeneti és kimeneti feltételekre vonatkozó általános ajánlások a következők:
Bemeneti oldal
- Nincs akadály vagy áramlási irányváltozás a ventilátor bemenetétől számított 1/3 átmérőjű ventilátorátmérőn belül
Összefoglalás – Miért válasszon előrehajló íveltségű centrifugális ventilátort?
Amikor a kívánt munkapont a ventilátor jelleggörbéjén a magasabb rendszernyomások és az alacsonyabb térfogatáram tartományába esik, akkor egy bemenetű, előrehajló centrifugális ventilátort kell megfontolni. Ha az alkalmazás követelménye nagy térfogatáram elérése korlátozott térben, akkor két bemenetű, előrehajló centrifugális ventilátort kell megfontolni.
A ventilátort az optimális tartományán belül kell kiválasztani, ami a jelleggörbe könyökénél található. A csúcshatásfok pontja a ventilátor jelleggörbéjének magasabb nyomáshatárához közelebb van, ahol a legcsendesebben is működik. Az optimális tartományon kívüli működést (nagy térfogatáram szélsőségein) kerülni kell, mivel a turbulencia és a járókerék lapátjának aerodinamikai hatékonysága ezeken a pontokon zajt kelt, és a járókerék aerodinamikailag is zsibbadt állapotban fog működni. Alacsony nyomás és nagy térfogatáram esetén figyelembe kell venni a motor üzemi hőmérsékletét terhelés alatt, mivel fennáll a motor túlmelegedésének veszélye.
A járókerék bemeneti oldalán a levegő áramlását a lehető legsimábban és leglaminárisabban kell tartani. A hatásfok maximalizálása érdekében a ventilátor bemeneténél legalább a járókerék átmérőjének 1/3-ának megfelelő szabad rést kell hagyni. A járókerék bemenetét átfedő bemeneti gyűrű (beömlőfúvóka) használata segít kiküszöbölni az áramlási zavarokat, mielőtt a levegő áthaladna a ventilátoron, csökkenti a turbulencia okozta zajt, minimálisra csökkenti a munkaponton a teljesítményfelvételt és maximalizálja a hatásfokot.
A meredek üzemi karakterisztika, az egynyílású ventilátorok nagyobb nyomásképessége és a kétnyílású ventilátorok nagy áramlási képessége azt jelenti, hogy az előrehajló íveltségű ventilátor hasznos opció a telepítések széles körében.
Közzététel ideje: 2023. augusztus 16.