Чем отличаются вентиляторы с вперед и назад загнутыми лопатками

Обновлено: 02.05.2024

Центробежные вентиляторы с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса

Предназначение вентиляторов данного типа – подача воздуха с маленьким содержанием частиц пыли, подача паров и низкоагрессивных газов. Вентиляторы разрабатывались под современные системы вентиляции. Классификация габаритов происходит по ряду стандартного типа R20, DIN 323, где R20 – наружный диаметр рабочего колеса. Размеры выхода и входа (присоединительные) также классифицируются по стандартам: DIN 24 159, лист 3 или DIN 24 155, лист 2.

  • Рабочее колесо, диаметр, мм: от 133 до 400
  • Диапазон регулирования, %: 100
  • ЭД с внешним ротором
  • Полное давление (max), Па: 1100
  • Производительность по воздуху (max), м3/ч: 1500

Центробежные вентиляторы c преобразованием частоты (с загнутыми назад лопатками рабочего колеса)

Вентилятор данного типа устанавливают в случае, когда необходимо хорошее регулирование производительности в больших пределах. Представителями центробежных вентиляторов с ПЧ являются модели ряда EHAF/DHАF. Следует отметить, что ПЧ и вентилятор представляют в совокупности один узел.

  • Полное давление (max), Па: до 2000
  • Производительность (max), м3/ч: до 20000
  • ЭД с внешним ротором

Центробежные вентиляторы с высоким скольжением (с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса)


  • Рабочее колесо, диаметр, мм: от 279 до 356
  • Полное давление (max), Па: 800
  • Производительность по воздуху (max), м3/ч: 8000
  • ЭД с внешним ротором

Центробежные вентиляторы с загнутыми назад лопатками рабочего колеса

Данные вентиляторы являются новой разработкой и спроектированы для монтажа в современных вентиляционных системах. Основная их задача – подача очищенного от пыли воздуха (пара, газа) с низкой агрессивностью. Классификация центробежных вентиляторов с лопатками рабочего колеса, загнутыми назад соответствует ряду R20 по DIN 323, где диаметр (наружный) рабочего колеса вентилятора соответствует обозначениям типоразмера устройства.

  • Рабочее колесо, диаметр, мм: от 225 до 560 мм
  • Диапазон регулирования, %: до100
  • ЭД с внешним ротором
  • Полное давление (max), Па: 1300
  • Производительность по воздуху (max), м3/ч: 28000

Центробежные вентиляторы с загнутыми вперед лопатками рабочего колеса (со стандартным двигателем)

Вентиляторы ряда EHND, ERNE и ERND со стандартным двигателем служат для подачи очищенного от примесей воздуха (газа, пара), при этом они не газонепроницаемы. Диапазон рабочих температур колеблется от -30 до +60°С. Возможно исполнение индивидуальных заказов на более широкий диапазон рабочих температур.

  • Рабочее колесо, диаметр, мм: от 225 до 560
  • Загнутые вперед или назад лопатки рабочего колеса
  • Полное давление (max), Па: 1900
  • Производительность (max), м3/ч: 12000

Центробежные вентиляторы для агрессивных сред

Жилые, общественные, производственные здания и помещения. Используются в системах вентиляции на предприятиях текстильной, нефтехимической промышленности, в лабораториях и прачечных, а также на других производствах с агрессивной средой. Также вентиляторы данного типа могут быть использованы для подачи агрессивных паров, которые возникают в процессе работы этих самых нефтехимических, текстильных производств и т.п.

  • Высокий КПД
  • Рабочее колесо, диаметр, мм: от 160 до 355
  • Газонепроницаемость
  • Полное давление (max), Па: 1000
  • Производительность (max), м3/ч: 6000

Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":





Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Вентилятор - это механическое устройство, которое предназначается для осуществления прямой подачи воздуха в помещение либо отсоса воздуха из помещения, а также для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, путем создания необходимого перепада давления (на входе и выходе вентилятора).

По конструктивным особенностям и принципу действия вентиляторы разделяют на осевые (аксиальные), диагональные, радиальные (центробежные), диаметральные (тангенциальные или перекрестные) и безлопастные.

Вентиляторы разделяют, также, по направлению вращения рабочего колеса (если смотреть со стороны всасывания) - на вентиляторы правого вращения и левого (колесо вращается по- либо против часовой стрелки, соответственно).

Вентиляторы применяются в системах принудительной приточно-вытяжной и местной вентиляции зданий и помещений, для обдува нагревательных и охлаждающих элементов в устройствах обогрева и кондиционирования воздуха, а также для обдува радиаторов охлаждения различных устройств. В закрытых системах могут использоваться для перекачки газов. Однако, обычно используются для перемещения воздуха — для охлаждения оборудования, вентиляции помещений, воздухоснабжения процессов горения.

Применительно к составу перемещаемой среды и условий эксплуатации вентиляторы подразделяют на:

- обычные вентиляторы, с температурой перемещаемого воздуха (газов) до 80 о C;

- коррозионностойкие вентиляторы, для коррозионных сред;

- термостойкие вентиляторы, с температурой перемещаемого воздуха выше 80 о C;

- пылевые вентиляторы, для запылённого воздуха (твёрдые примеси в количестве более 100 мг/м3).

В зависимости от способа соединения крыльчатки вентилятора и электродвигателя:

- вентиляторы с непосредственным соединением с электродвигателем;

- вентиляторы с соединением на эластичной муфте;

- вентиляторы с клиноременной передачей;

- вентиляторы с регулирующей бесступенчатой передачей.

В зависимости от места установки вентиляторы делят на:

- обычные - устанавливаются на специальной опоре (раме, фундаменте и т.д.);

- канальные - устанавливаются непосредственно в воздуховоде;

- крышные - устанавливаются непосредственно на кровле.

Основные характеристики вентиляторов:

- расход воздуха, м3/час;

- полное давление, Па;

- частота вращения, об/мин;

- потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, кВт;

- КПД - коэффициент полезного действия вентилятора, который включает механические потери мощности на различные виды трения в рабочих органах вентилятора, а также объёмные потери в результате утечек через уплотнения и аэродинамические потери в проточной части вентилятора;

- уровень звукового давления, дБ.

Уровни звукового давления в воздуховоде могут измеряться как со стороны всасывания и нагнетания, так и те, которые передаются в окружающую среду.


Осевые (аксиальные) вентиляторы

Осевой вентилятор конструктивно представляет собой, расположенное в цилиндрическом кожухе (обечайке) колесо из консольных лопастей, которые закреплены на втулке под углом к плоскости вращения (либо поворотные лопасти).

Воздушный поток в осевых вентиляторах с круглым пропеллером проходит в осевом направлении, т.е. параллельно оси вращения. На входе в вентилятор устанавливается коллектор (спрямляющий аппарат), который значительно улучшает аэродинамические характеристики работы вентилятора.

Осевые вентиляторы при постоянной скорости вращения имеют самую низкую потребляемую мощность при условии отсутствия встречного воздушного потока. Однако потребляемая мощность увеличивается при возникновении встречного воздушного потока. Аксиальные вентиляторы имеют внешний кожух и электродвигатель, который встроен в стакан вентилятора. Такая компактная конструкция позволяет экономить место для размещения других узлов оборудования. Кожух вентилятора содержит монтажные отверстия для крепления.

Рабочее колесо вентилятора чаще всего насаживается непосредственно на ось электродвигателя.

Осевые вентиляторы имеют высокий КПД по сравнению с другими видами вентиляторов. Расход и напор можно регулировать благодаря поворотным лопаткам лопастей, к тому же они имеют меньшие размеры при схожих рабочих параметрах. Такие вентиляторы, как правило, применяют для подачи больших объёмов воздушных масс при малых аэродинамических сопротивлениях.

Диагональные вентиляторы

Диагональные вентиляторы, на первый взгляд, только слегка отличаются от осевых вентиляторов. И хотя забор воздуха в них происходит в осевом направлении, но выпуск происходит в диагональном направлении. Круговая скорость воздушного потока в концентраторе пропеллера вентилятора, требующегося для создания давления, увеличивается благодаря конической форме кожуха. Обладают высокой скоростью обдува при относительно высоком давлении. По сравнению с осевыми вентиляторами такого же размера и сопоставимой эффективности, эти вентиляторы имеют более низкий уровень шума.

Радиальные (центробежные) вентиляторы

Радиальный вентилятор конструктивно представляет собой лопаточное (рабочее) колесо, расположенное в спиральном кожухе, при вращении которого, попадающий в каналы между его лопатками воздух, двигается в радиальном направлении к периферии колеса и сжимается. Воздух, под действием центробежной силы, отбрасывается в спиральный кожух, а после направляется в нагнетательное отверстие.

Основной элемент радиального вентилятора - рабочее колесо - представляет собой пустотелый цилиндр, по всей боковой поверхности которого, параллельно оси вращения, на равных расстояниях установлены лопатки. Лопатки скрепляются по окружности при помощи переднего и заднего дисков. В зависимости от назначения вентилятора, лопатки рабочего колеса могут изготавливаться загнутыми вперёд или назад.

Количество лопаток варьируется в зависимости от типа и назначения вентилятора.

Вентиляторы могут выпускаться с восемью разными положениями кожуха. Имеют правое и левое вращение.

В системах вентиляции и кондиционирования применяются радиальные вентиляторы:

- одностороннего или двухстороннего всасывания;

- на одном валу с электродвигателем или клиноременной передачей;

- с лопатками, загнутыми назад или вперёд.

Применяя радиальные вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, можно получить экономию электроэнергии примерно в 20%. Вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, относительно легко переносят перегрузки по расходу воздуха.

Радиальные вентиляторы с лопатками, загнутыми вперёд, при меньшем диаметре колеса и более низкой частоте вращения, имеют одни и те же расходные и напорные характеристики, что и вентиляторы с лопатками, загнутыми назад. Таким образом, они могут достичь требуемого результата, занимая при этом меньше места и создавая меньший шум.

Диаметральные (тангенциальные) вентиляторы

Диаметральные вентиляторы конструктивно состоят из корпуса, имеющего патрубок на входе и диффузор на выходе и рабочего колеса в виде барабана с загнутыми вперёд лопатками. Действие диаметральных вентиляторов базируется на двухкратном поперечном прохождении воздушного потока через рабочее колесо.

Диаметральные вентиляторы обладают наиболее высокими аэродинамическими параметрами, сравнительно с другими типами вентиляторов. Такие вентиляторы создают плоский равномерный поток воздуха большой ширины, а также обладают удобством компоновки, которая позволяет осуществлять поворот потока в широких пределах. Вентиляторы данного типа характеризуются компактностью установки, которая позволяет существенно сократить объём, занимаемый вентиляционной установкой. КПД таких вентиляторов достигает 0,7, что является достаточно высоким показателем.

Диаметральные вентиляторы, благодаря этим качествам, нашли самое широкое применение в различных агрегатах и установках вентиляции и кондиционирования воздуха, таких как фанкойлы, внутренние блоки сплит-систем, воздушные завесы и др.

Безлопастные вентиляторы

Воздушный поток в безлопастном вентиляторе формирует турбина, спрятанная в основании, которая подает основной поток перемещаемого воздуха сквозь узкие щели в большой рамке, выдуваемый из щелей воздух, за счет аэродинамического эффекта, увлекает за собой соседние слои. Окружающий воздух засасывается с задней стороны вентилятора за счет возникающего разрежения из-за формы профиля рамки. Как результат - усиление объема потока воздуха, по сравнению с объемом, перекачиваемым турбиной, до 15-18 раз. Направление потока изменяется путем регулирования положения рамки. Достоинство такой схемы заключается в отсутствии доступных снаружи движущихся деталей, а недостаток — шумность. Форма рамки может быть выполнена в виде кольца или в виде вытянутого овала.

На практике встречаются ситуации, когда установленный в систему вентиля­тор создает повышенный шум и вибрации, а в ряде случаев наступает помпаж, при котором производительность и давление меняются довольно значительными скачками во времени.

Причина может заключаться либо в том, что вентилятор подобран не правильно, либо в том, что сопротивление сети не соответствует расчетному, исходя из которого был подобран вентилятор. В этом случае вентилятор работает в режиме неустойчивой работы. Что это за режимы и в чем причины их возникновения?

Типовые аэродинамические характеристики радиальных вентиляторов со спиральным корпусом с вперед и назад загнутыми лопатками представлены на рисунке.

Типовые аэродинамические характеристики радиальных вентиляторов:


1 – назад загнутые лопатки; 2 – вперед загнутые лопатки

В каталогах производителей вентиляторов часто приводят только рабочую область характеристики, которая на рисунке обозначена жирной линией, а в ряде случаев показывают всю характеристику, на которой выделяют рабочую зону. Под рабочей областью понимается та часть аэродинами­ческой характеристики, в пределах которой полный КПД вентилятора не менее 0,9 от его максимального значения. Что же характерно для рабочей области и чем отличается от нее остальная часть аэродинамической характеристики вентиля­тора, расположенная в зоне больших и малых производительностей?

Рассмотрим связь аэродинамической характеристики вентилятора с режима­ми течения на примере вентилятора ВР80-75 со спиральным корпусом и с назад загнутыми лопатками рабочего колеса. Рабочей области характеристики соот­ветствуют такие условия течения, при которых лопатки обтекаются потоком практически безотрывно. В этом случае углы атаки а на лопатках рабочего колеса, определенные по скорости V В относительном движении (в си­стеме координат, связанной с вращающимся рабочим колесом), по модулю не­велики. В этой области производительностей вентилятор работает устойчиво, имеет наибольшие значения КПД и минимальные уровни шума. Это относится не только к вентиляторам со спиральным корпусом, но также и к канальным и крышным вентиляторам с аналогичными рабочими колесами.

С ростом производительности за пределами рабочей области появляется и постепенно усиливается (по мере дальнейшего повышения производительно­сти) отрывное течение вблизи передней поверхности лопатки рабочего колеса. В этой области с увеличением производительности аэродинамиче­ская характеристика, как правило, резко падает, КПД вен­тилятора начинает быстро уменьшаться. Появляется дополнительный шум вен­тилятора, связанный со случайным во времени процессом вихреобразования на передних поверхностях лопаток колеса, который также усиливается с ростом производительности.

Анонс
Снижение шума на входе радиального вентилятора, имеющего рабочее колесо с загнутыми назад лопатками, представляет значительный интерес в связи с широким применением таких вентиляторов и наличием выраженных тональных (дискретных) составляющих в шуме вентилятора, которые неприятны для восприятия.

В статье приведены результаты испытаний по выявлению влияния формы передней кромки лопаток радиального вентилятора на его аэродинамические и акустические характеристики и возможность снижения шума на входе таких вентиляторов.

Учитывая аэродинамическую природу шума вентилятора можно отметить следующее. Основным источником шума является рабочее колесо. Генерируемый им шум распространяется из входного отверстия вперед по каналу системы (или в свободное пространство), из выходного отверстия вниз по потоку по системе, через корпус вентилятора в окружающее пространство.

Радиальный вентилятор с загнутыми назад лопатками рабочего колеса

Рассмотрим более подробно радиальный вентилятор, имеющий рабочее колесо с загнутыми назад лопатками. Такие рабочие колеса широко используются в вентиляторах, поскольку обеспечивают преобладание статического давления в полном давлении вентилятора. Вентиляторы с такими рабочими колесами (со спиральным корпусом, канальные, крышные) имеют высокие значения КПД по статическим параметрам. Это позволяет использовать рабочие колеса с сильно загнутыми назад лопатками вообще без спирального корпуса (например, крышные или канальные вентиляторы).

В случае вентиляторов с загнутыми назад лопатками рабочего колеса шум на входе (рис. 1) и выходе вентилятора, как правило, имеет хорошо выраженные дискретные составляющие на частоте следования лопаток рабочего колеса fл = nz/60 и нескольких первых ее гармониках fлк = кnz/60, к = 2, 3… (n – частота вращения рабочего колеса, об/мин; z – количество лопаток рабочего колеса).

Снижение шума на входе радиального вентилятора, имеющего рабочее колесо с загнутыми назад лопатками, представляет значительный интерес в связи с широким применением таких вентиляторов и в связи с наличием выраженных тональных (дискретных) составляющих в шуме вентилятора, которые неприятны для восприятия. Поскольку дискретные составляющие, связанные с частотой следования лопаток рабочего колеса, как правило, играют определяющую роль в шуме на входе таких вентиляторов, представляет интерес именно их снижение. Такие работы проводятся многими авторами и фирмами. В простейшем случае перед входом вентилятора устанавливают глушитель шума того или иного типа.

Однако наибольший интерес представляет воздействие непосредственно на аэродинамический источник шума. Информация в печати о таких работах очень ограничена. Но отдельные результаты этих работ можно заметить в конкретных конструкциях рабочих колес с загнутыми назад лопатками, выпускаемых некоторыми ведущими производителями радиальных вентиляторов [2, 3, 4]. Так, например, на рис. 2а показано рабочее колесо [2], обеспечивающее пониженные уровни аэродинамического шума. Снижение шума на входе предположительно связано с формой входной части лопаток рабочего колеса. Кроме того, лопатка является сильно загнутой назад, пространственно изогнутой.

На этом же рисунке показан еще пример – рабочее колесо RH…G [3].

Будем исходить из предположения, что тональный шум на входе вентилятора связан с аэродинамическим взаимодействием потока с лопатками рабочего колеса, в существенной мере с передней кромкой лопатки [5]. В таком случае можно разработать оптимальную форму передней кромки лопатки, которая должна способствовать снижению тонального шума на частоте следования лопаток на входе вентилятора. Такие поисковые исследовательские работы были нами выполнены. В результате были изготовлены опытные образцы рабочего колеса с загнутыми назад лопатками (рис. 3). Для исследований было взято выпускаемое нами серийное рабочее колесо с загнутыми назад лопатками, типичное для отечественного рынка таких рабочих колес. У лопатки была изменена форма входной части таким образом, чтобы минимально повлиять на аэродинамические характеристики рабочего колеса и максимально повлиять на его тональный шум.

Результаты испытаний

Рабочее колесо с усовершенствованной формой лопатки и такое же серийное колесо были испытаны в составе канального вентилятора и вентилятора со спиральным корпусом с целью выявления влияния формы передней кромки лопаток на аэродинамические и акустические характеристики вентиляторов.

Эти работы позволили разобраться с физикой влияния входной части лопатки на тональную составляющую шума на входе и отработать такую форму передней кромки, при которой без существенных изменений аэродинамической характеристики вентилятора удалось снизить шум на входе вентилятора на лопаточной частоте и ее гармониках и, соответственно, снизить общий шум на входе вентилятора [6] (рис. 4, 5). На рис. 5 представлены узкополосные спектры уровней звукового давления на входе образцов вентиляторов. Шум измерялся в контрольной точке на оси входного отверстия на расстоянии 1 м от него. На выходе вентилятора был установлен глушитель шума. Вентиляторы работали вблизи максимальных значений КПД (коэффициент производительности примерно φ ~ 0,30–0,33). Сеть при этом для каждого вентилятора при акустических измерениях была одна и та же. Единственное отличие состояло в количестве лопаток рабочего колеса: у серийного колеса было 13 лопаток, у модифицированного колеса – 11 лопаток. Из рис. 5 видно, насколько удалось снизить шум на лопаточной частоте и ее первой гармонике за счет профилирования входной части лопаток рабочего колеса. Кроме того, поскольку изменение входной части лопатки привело к некоторому улучшению аэродинамики межлопаточных каналов, было получено некоторое снижение уровней шума и на выходе канального вентилятора.

На рис. 6 приведены результаты измерения уровней звукового давления в октавных полосах частот на входе типичного вентилятора низкого давления со спиральным корпусом. Вентилятор испытывался с серийным колесом и с малошумным колесом, отличающимся наличием предкрылков, показанных на рис. 3. Из этого рисунка также видно, что малошумное рабочее колесо работает и в спиральном корпусе.

Для подтверждения справедливости технического решения такие же испытания проводились и с другими вентиляторами, с канальными и со спиральными корпусами. Испытывались как отечественные рабочие колеса, так и импортные малошумные европейского производства. Разработанный нами подход к профилированию передней кромки лопаток рабочего колеса во всех случаях приводил к снижению уровней дискретных составляющих и общего шума на входе вентиляторов. Например, на рис. 7 приведены узкополосные спектры уровней звукового давления на входе одного из типичных представителей импортных канальных вентиляторов (схема со свободным колесом), для которого также получено снижение уровней шума на лопаточной частоте и ее гармониках.

Таким образом, правильное формирование входной части загнутых назад лопаток радиального рабочего колеса, как правило, позволяет существенно снизить шум на входе радиального вентилятора.

Читайте также: