Εμπρός κυρτή μηχανοκίνητη πτερωτή
Όταν έχουμε ορίσει τον ρυθμό ροής όγκου που απαιτούμε, είτε πρόκειται για παροχή φρέσκου αέρα είτε για ψύξη διεργασίας, πρέπει να το συνδυάσουμε με την αντίσταση στη ροή που θα συναντήσει ο ανεμιστήρας στην εφαρμογή.Ο ρυθμός ροής όγκου, (σε m3/hr) και η πίεση (σε Pascals – Pa), συνδυάζονται για να γίνουν το σημείο λειτουργίας έναντι του οποίου πρέπει να λειτουργεί ο ανεμιστήρας.Είναι σημαντικό να επιλέξουμε έναν ανεμιστήρα του οποίου τα χαρακτηριστικά απόδοσης πληρούν το απαιτούμενο σημείο λειτουργίας πάνω ή κοντά στο σημείο μέγιστης απόδοσης.Η χρήση του ανεμιστήρα στη μέγιστη απόδοση ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ρεύματος και τον θόρυβο που εκπέμπεται από τον ανεμιστήρα, ενώ παρέχει την απαιτούμενη απόδοση.
Πώς λειτουργεί ο φυγόκεντρος ανεμιστήρας προς τα εμπρός;
Το όνομα, «Φυγοκεντρικός ανεμιστήρας» προέρχεται από την κατεύθυνση της ροής και τον τρόπο με τον οποίο ο αέρας εισέρχεται στην πτερωτή σε αξονική κατεύθυνση και στη συνέχεια προωθείται προς τα έξω από την εξωτερική περιφέρεια του ανεμιστήρα.Η διαφορά στην κατεύθυνση ροής μεταξύ ενός καμπυλωμένου φυγοκεντρικού ανεμιστήρα προς τα εμπρός και προς τα πίσω είναι η κατεύθυνση που ο αέρας εξέρχεται από την περιφέρεια της πτερωτής.Με μια προς τα πίσω καμπύλη πτερωτή, ο αέρας εξέρχεται σε ακτινική κατεύθυνση ενώ με καμπύλη προς τα εμπρός ο αέρας εξέρχεται εφαπτομενικά από την περιφέρεια του ανεμιστήρα.
Ένας καμπύλος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας προς τα εμπρός χαρακτηρίζεται από το κυλινδρικό του σχήμα και τα πολλά μικρά πτερύγια στην περιφέρεια της πτερωτής.Στο παράδειγμα που φαίνεται παρακάτω, ο ανεμιστήρας περιστρέφεται κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού.
Σε αντίθεση με την καμπύλη πτερωτή προς τα πίσω, η μπροστινή καμπύλη πτερωτή απαιτεί ένα περίβλημα που μετατρέπει τον αέρα υψηλής ταχύτητας αφήνοντας τις άκρες του πτερυγίου της πτερωτής σε στατική δύναμη χαμηλότερης ταχύτητας.Το σχήμα του περιβλήματος κατευθύνει επίσης τη ροή του αέρα προς την έξοδο.Αυτός ο τύπος περιβλήματος ανεμιστήρα είναι κοινώς γνωστός ως κύλινδρος.Ωστόσο, μπορεί επίσης να αναφέρεται ως βολίδα ή περίβλημα σιρόκο.Εγκαθιστώντας την εμπρόσθια καμπύλη πτερωτή σε ένα περίβλημα κύλισης, συνήθως την αναφέρουμε ως φυσητήρα προς τα εμπρός.
Υπάρχουν δύο τύποι φυσητήρων που χρησιμοποιούν μια μπροστινή καμπύλη μηχανοκίνητη πτερωτή όπως φαίνεται παρακάτω…
Ο ανεμιστήρας μονής εισαγωγής στα αριστερά, τραβάει αέρα από τη μία πλευρά του περιβλήματος μέσω της στρογγυλής εισόδου και τον κατευθύνει στην τετράγωνη έξοδο, (δείτε εδώ με φλάντζα στερέωσης).Ο φυσητήρας διπλής εισόδου έχει ένα ευρύτερο περίβλημα κύλισης που αντλεί αέρα και από τις δύο πλευρές του κυλίνδρου, μεταφέροντάς τον στην ευρύτερη τετράγωνη έξοδο.
Όπως και με τον φυγοκεντρικό ανεμιστήρα με καμπύλη προς τα πίσω, η πλευρά αναρρόφησης του πτερυγίου της πτερωτής αντλεί αέρα από το κέντρο του ανεμιστήρα, με αποτέλεσμα μια αλλαγή κατεύθυνσης της ροής αέρα μεταξύ της εισόδου και της εξαγωγής κατά 90o.
Χαρακτηριστικό ανεμιστήρα
Η βέλτιστη περιοχή λειτουργίας για έναν φυγοκεντρικό ανεμιστήρα με καμπύλη προς τα εμπρός είναι όταν λειτουργεί σε υψηλότερη πίεση.Ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας με καμπύλη προς τα εμπρός λειτουργεί καλύτερα όταν απαιτούνται υψηλές πιέσεις έναντι ροών χαμηλότερου όγκου.Το παρακάτω γράφημα δείχνει τη βέλτιστη περιοχή εργασίας…
Η ροή όγκου απεικονίζεται κατά μήκος του άξονα Χ και η πίεση του συστήματος απεικονίζεται στον άξονα Υ.Όταν δεν υπάρχει πίεση στο σύστημα, (ο ανεμιστήρας φυσάει ελεύθερα), ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας με καμπύλη προς τα εμπρός θα παράγει τη μεγαλύτερη ροή όγκου.Καθώς εφαρμόζεται αντίσταση στη ροή στην πλευρά αναρρόφησης ή εξαγωγής του ανεμιστήρα, ο ρυθμός ροής όγκου θα μειωθεί.
Θα πρέπει να δίνεται προσοχή όταν επιλέγετε έναν εμπρόσθιο καμπύλο φυσητήρα για λειτουργία σε χαμηλές πιέσεις και υψηλότερη ροή όγκου.Σε αυτό το σημείο, η πτερωτή λειτουργεί σε αεροδυναμική στάση με τον ίδιο τρόπο όπως ένας αξονικός ανεμιστήρας που λειτουργεί στο σημείο σέλας της καμπύλης του.Σε αυτό το σημείο ο θόρυβος και η κατανάλωση ρεύματος θα είναι στο αποκορύφωμά τους λόγω αναταράξεων.
Η μέγιστη απόδοση είναι σε ένα σημείο που ονομάζεται γόνατο της χαρακτηριστικής καμπύλης.Σε αυτό το σημείο ο λόγος της ισχύος εξόδου του ανεμιστήρα (ροή όγκου (m3/s) x ανάπτυξη στατικής πίεσης (Pa) και της ηλεκτρικής ισχύος εισόδου (W) είναι στο μέγιστο και η ηχητική πίεση που παράγεται από τον ανεμιστήρα θα είναι Πάνω και κάτω από το βέλτιστο εύρος λειτουργίας, η ροή στον ανεμιστήρα γίνεται πιο θορυβώδης και η απόδοση του συστήματος ανεμιστήρα μειώνεται.
Το πλεονέκτημα της χρήσης μιας μπροστινής καμπύλης μηχανοκίνητης πτερωτής μονής εισαγωγής είναι ότι έχει ένα απότομο χαρακτηριστικό ανεμιστήρα.Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε συστήματα που απαιτούν σταθερά επίπεδα φιλτραρίσματος.Καθώς ο αέρας περνά μέσα από ένα φίλτρο σωματιδίων, το φίλτρο δεσμεύει την αερομεταφερόμενη σκόνη και τη γύρη, όσο πιο λεπτός είναι ο βαθμός διήθησης τόσο μικρότερα είναι τα σωματίδια που συγκρατούνται από το φίλτρο.Με την πάροδο του χρόνου το φίλτρο θα βουλώνει όλο και περισσότερο από βρωμιά και υπολείμματα, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα να απαιτείται περισσότερη πίεση για την παροχή του ίδιου όγκου αέρα.Η χρήση μιας πτερωτής με απότομη χαρακτηριστική καμπύλη σε αυτή την περίπτωση σημαίνει ότι καθώς το φίλτρο φράζει όλο και περισσότερο, η ροή όγκου παραμένει σταθερή ενώ η πίεση στο φίλτρο αυξάνεται.
Το πλεονέκτημα της χρήσης μιας μπροστινής καμπύλης πτερωτής διπλής εισόδου είναι ότι από έναν σχετικά μικρού μεγέθους φυσητήρα μπορεί να παρέχει ροή μεγάλου όγκου.Ο συμβιβασμός με τη χρήση ενός φυσητήρα διπλής εισόδου είναι ότι έχει ανάπτυξη χαμηλότερης πίεσης που σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει μόνο με συστήματα χαμηλότερης πίεσης.
Επιλογές τοποθέτησης
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η μπροστινή καμπύλη μηχανοκίνητη πτερωτή παράγει αέρα υψηλής ταχύτητας στις άκρες της λεπίδας που πρέπει να κατευθυνθεί και να επιβραδυνθεί για να μετατρέψει τη δυναμική πίεση σε στατική πίεση.Για να διευκολυνθεί αυτό, χτίζουμε μια κύλιση γύρω από την πτερωτή.Το σχήμα δημιουργείται από μια αναλογία αποστάσεων από το κέντρο της πτερωτής προς την έξοδο του ανεμιστήρα.Όπως και με τον καμπύλο ανεμιστήρα προς τα πίσω, συνιστάται επίσης να υπάρχει μια μικρή επικάλυψη μεταξύ του δακτυλίου εισαγωγής και του στομίου της πτερωτής.Και οι δύο παραμέτρους τοποθέτησης φαίνονται στο παρακάτω διάγραμμα…
Η διάμετρος του δακτυλίου εισόδου πρέπει να επιτρέπει μόνο ένα μικρό διάκενο μεταξύ της πτερωτής και του δακτυλίου για να αποφευχθεί η ανακυκλοφορία του αέρα.
Θέματα τοποθέτησης – Εκκενώσεις
Είναι σημαντικό να διασφαλίσετε επαρκή διάκενο στην αναρρόφηση και στο πλάι του ανεμιστήρα…
Ανεπαρκές διάκενο στην πλευρά αναρρόφησης του ανεμιστήρα θα αυξήσει την ταχύτητα εισόδου που θα οδηγήσει σε αναταράξεις.Αυτός ο στροβιλισμός θα αυξηθεί καθώς ο αέρας περνά μέσα από την πτερωτή, γεγονός που καθιστά τη μεταφορά ενέργειας από το πτερύγιο του ανεμιστήρα στον αέρα λιγότερο αποτελεσματική, προκαλεί τη δημιουργία περισσότερου θορύβου και μειώνει την απόδοση του ανεμιστήρα.
Οι γενικές συστάσεις για τις συνθήκες εισόδου και εξαγωγής είναι:
Πλευρά εισόδου
- Κανένα εμπόδιο ή αλλαγή στην κατεύθυνση ροής εντός του 1/3 της απόστασης της διαμέτρου του ανεμιστήρα από την είσοδο του ανεμιστήρα
Σύνοψη – Γιατί να επιλέξετε έναν φυγόκεντρο ανεμιστήρα με καμπύλη προς τα εμπρός;
Όταν το απαιτούμενο σημείο λειτουργίας πέφτει στην περιοχή των υψηλότερων πιέσεων του συστήματος έναντι της χαμηλότερης ροής όγκου στο χαρακτηριστικό του ανεμιστήρα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο καμπύλος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας μονής εισόδου.Εάν η απαίτηση για την εφαρμογή είναι μια ροή μεγάλου όγκου σε ένα περίβλημα περιορισμένου χώρου, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο καμπύλος φυγοκεντρικός ανεμιστήρας διπλής εισόδου.
Ο ανεμιστήρας πρέπει να επιλέγεται εντός του βέλτιστου εύρους του, το οποίο είναι γνωστό ως το γόνατο της χαρακτηριστικής του καμπύλης.Το σημείο της μέγιστης απόδοσης βρίσκεται όσο πιο κοντά στο όριο υψηλότερης πίεσης στη χαρακτηριστική καμπύλη του ανεμιστήρα, όπου λειτουργεί και στην πιο αθόρυβη λειτουργία του.Η λειτουργία εκτός του βέλτιστου εύρους (στα άκρα ροής μεγάλου όγκου) θα πρέπει να αποφεύγεται καθώς οι αναταράξεις και η αεροδυναμική απόδοση της λεπίδας της πτερωτής σε αυτά τα σημεία θα δημιουργήσουν θόρυβο και η πτερωτή θα λειτουργεί επίσης σε αεροδυναμική στάση.Σε χαμηλές πιέσεις και ροές μεγάλου όγκου θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα υπό φορτίο, καθώς υπάρχει πιθανότητα υπερθέρμανσης του κινητήρα.
Ο αέρας στην πλευρά εισόδου της πτερωτής πρέπει να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο λείος και στρωτός.Για να μεγιστοποιηθεί η απόδοση, θα πρέπει να επιτρέπεται τουλάχιστον ένα διάκενο 1/3 της διαμέτρου της πτερωτής στην είσοδο του ανεμιστήρα.Η χρήση δακτυλίου εισόδου (ακροφύσιο εισόδου) που επικαλύπτει την είσοδο της πτερωτής θα βοηθήσει στην εξάλειψη των διαταραχών ροής προτού έλξει ο αέρας μέσω του ανεμιστήρα, θα μειώσει τον θόρυβο που προκαλείται από αναταράξεις, θα διατηρήσει την κατανάλωση ισχύος στο σημείο λειτουργίας στο ελάχιστο και θα μεγιστοποιήσει την απόδοση.
Το απότομο χαρακτηριστικό λειτουργίας, η ικανότητα υψηλότερης πίεσης των ανεμιστήρες μονής εισαγωγής και η ικανότητα υψηλής ροής των φυσητήρες διπλής εισόδου σημαίνει ότι ο ανεμιστήρας με καμπύλη προς τα εμπρός είναι μια χρήσιμη επιλογή για μια ευρεία γκάμα εγκαταστάσεων.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-16-2023