Motorizirano rotor zakrivljen prema naprijed
Kada smo definirali volumenski protok koji nam je potreban, bilo da se radi o osiguravanju svježeg zraka ili procesnom hlađenju, moramo to kombinirati s otporom protoku na koji će ventilator naići u primjeni. Volumen protoka (u m3/h) i tlak (u Pascalima - Pa) kombiniraju se kako bi postali radna točka prema kojoj ventilator mora raditi. Važno je da odaberemo ventilator čija radna karakteristika zadovoljava traženu radnu točku na ili blizu točke vršne učinkovitosti. Korištenje ventilatora na njegovoj vrhunskoj učinkovitosti smanjuje potrošnju energije i buku koju emitira ventilator, dok istovremeno pruža tražene performanse.
Kako radi naprijed zakrivljeni centrifugalni ventilator?
Naziv "centrifugalni ventilator" izveden je iz smjera protoka i načina na koji zrak ulazi u impeler u aksijalnom smjeru, a zatim se izbacuje prema van s vanjskog opsega ventilatora. Razlika u smjeru protoka između centrifugalnog ventilatora zakrivljenog prema naprijed i prema natrag je smjer u kojem zrak izlazi kroz opseg impelera. S unatrag zakrivljenim rotorom, zrak izlazi u radijalnom smjeru, dok s naprijed zakrivljenim zrak izlazi tangencijalno s oboda ventilatora.
Centrifugalni ventilator zakrivljen prema naprijed odlikuje se cilindričnim oblikom i mnoštvom malih lopatica na obodu impelera. U donjem primjeru ventilator se okreće u smjeru kazaljke na satu.
Za razliku od unatrag zakrivljenog rotora, naprijed zakrivljeni rotor zahtijeva kućište koje pretvara zrak velike brzine koji izlazi iz vrhova lopatica rotora u statičku silu manje brzine. Oblik kućišta također usmjerava protok zraka prema izlazu. Ova vrsta kućišta ventilatora obično je poznata kao svitak; međutim, može se nazvati i kućištem volute ili sirocco. Ugradnjom naprijed zakrivljenog rotora u spiralno kućište, obično ga nazivamo naprijed zakrivljenim puhalom.
Postoje dvije vrste puhala koje koriste naprijed zakrivljeni motorizirani rotor kao što je prikazano u nastavku…
Puhalo s jednim ulazom s lijeve strane uvlači zrak s jedne strane kućišta kroz okrugli ulaz i usmjerava ga na četvrtasti izlaz (ovdje se vidi s montažnom prirubnicom). Puhalo s dvostrukim ulazom ima šire spiralno kućište koje uvlači zrak s obje strane spirale dovodeći ga do šireg četvrtastog izlaza.
Kao i kod unatrag zakrivljenog centrifugalnog ventilatora, usisna strana lopatice rotora izvlači zrak iz središta ventilatora što rezultira promjenom smjera protoka zraka između ulaza i ispuha od 90o.
Karakteristike ventilatora
Optimalno radno područje za naprijed zakrivljeni centrifugalni ventilator je kada radi na višem tlaku. Centrifugalni ventilator zakrivljen prema naprijed najbolje radi kada su potrebni visoki tlakovi protiv manjih protoka volumena. Grafikon u nastavku ilustrira optimalno radno područje…
Volumni protok je nacrtan duž X-osi, a tlak sustava je nacrtan na Y-osi. Kada u sustavu nema tlaka (ventilator slobodno puše), centrifugalni ventilator zakrivljen prema naprijed proizvest će najveći volumenski protok. Kako se otpor protoku primjenjuje na usisnu ili ispušnu stranu ventilatora, volumen protoka će pasti.
Potreban je oprez pri odabiru naprijed zakrivljenog puhala za rad pri niskim tlakovima i najvećem volumenskom protoku. U ovoj točki rotor radi u aerodinamičkom zastoju na isti način kao aksijalni ventilator koji radi u sedloj točki svoje krivulje. U ovoj će točki buka i potrošnja energije biti na vrhuncu zbog turbulencije.
Vršna učinkovitost je u točki koja se naziva koljeno karakteristične krivulje. U ovom trenutku omjer izlazne snage ventilatora (volumenski protok (m3/s) x razvoj statičkog tlaka (Pa) i ulazne električne snage (W) je najveći, a zvučni tlak koji proizvodi ventilator bit će Iznad i ispod optimalnog raspona rada protok kroz ventilator postaje bučniji i učinkovitost sustava ventilatora se smanjuje.
Prednost korištenja motoriziranog rotora s jednim ulazom prema naprijed je ta da ima karakteristiku strmog ventilatora. Ovo je posebno korisno u sustavima koji zahtijevaju dosljedne razine filtracije. Dok zrak prolazi kroz filtar za čestice, filtar zadržava prašinu i pelud u zraku, što je finiji stupanj filtracije, manje čestice zadržava filtar. Tijekom vremena filtar će se sve više začepiti prljavštinom i krhotinama što ima za posljedicu da je potreban veći pritisak za isporuku iste količine zraka. Korištenje impelera sa strmom karakterističnom krivuljom u ovom slučaju znači da kako se filtar sve više začepljuje, volumenski protok ostaje konstantan dok tlak kroz filtar raste.
Prednost korištenja rotora s dvostrukim ulazom prema naprijed je u tome što iz puhala relativno male veličine može isporučiti protok velikog volumena. Kompromis s korištenjem puhala s dvostrukim ulazom je u tome što ima niži razvoj tlaka što znači da može raditi samo sa sustavima nižeg tlaka.
Mogućnosti montaže
Kao što je ranije spomenuto, naprijed zakrivljeni motorizirani rotor proizvodi zrak velike brzine na vrhovima lopatica koji treba usmjeriti i usporiti kako bi se dinamički tlak pretvorio u statički tlak. Da bismo to olakšali, gradimo svitak oko impelera. Oblik se stvara omjerom udaljenosti od središta impelera do izlaza ventilatora. Kao i kod unatrag zakrivljenog ventilatora, također se preporučuje malo preklapanje između ulaznog prstena i otvora impelera. Oba razmatranja o montaži prikazana su na dijagramu ispod…
Promjer ulaznog prstena trebao bi dopustiti samo mali razmak između impelera i prstena kako bi se izbjegla recirkulacija zraka.
Razmatranja ugradnje - Razmaci
Važno je osigurati dovoljan razmak na usisnoj i bočnoj strani ventilatora…
Nedovoljan razmak na usisnoj strani ventilatora će povećati ulaznu brzinu što će dovesti do turbulencije. Ta će se turbulencija povećati kako zrak prolazi kroz impeler, što čini prijenos energije s lopatice ventilatora na zrak manje učinkovitim, uzrokuje stvaranje više buke i smanjuje učinkovitost ventilatora.
Opće preporuke za uvjete ulaza i ispuha su:
Ulazna strana
- Nema prepreka ili promjena u smjeru protoka unutar 1/3 udaljenosti promjera ventilatora od ulaza ventilatora
Sažetak – Zašto odabrati centrifugalni ventilator zakrivljen prema naprijed?
Kada zahtijevana radna točka padne u područje viših tlakova sustava u odnosu na niži volumni protok na karakteristici ventilatora, treba razmotriti centrifugalni ventilator s jednim ulazom prema naprijed zakrivljenim. Ako je zahtjev za primjenu za protok velikog volumena u ovojnici s ograničenim prostorom, treba razmotriti centrifugalni ventilator s dvostrukim ulazom prema naprijed zakrivljenim.
Ventilator treba odabrati unutar svog optimalnog raspona koji je na onome što je poznato kao koljeno njegove karakteristične krivulje. Točka vršne učinkovitosti nalazi se bliže granici višeg tlaka na karakterističnoj krivulji ventilatora gdje također radi najtiše. Treba izbjegavati rad izvan optimalnog raspona (pri ekstremnim protokima velikog volumena) jer će turbulencija i aerodinamička učinkovitost lopatice rotora u tim točkama stvarati buku, a rotor će također raditi u aerodinamičkom zastoju. Kod niskih tlakova i velikih protoka treba uzeti u obzir radnu temperaturu motora pod opterećenjem jer postoji mogućnost pregrijavanja motora.
Zrak na ulaznoj strani impelera trebao bi biti što je moguće glatkiji i laminaran. Kako bi se povećala učinkovitost, na ulazu ventilatora trebao bi biti dopušten razmak od najmanje 1/3 promjera impelera. Korištenje ulaznog prstena (ulazne mlaznice) koji preklapa ulaz rotora pomoći će eliminirati smetnje protoka prije nego što zrak prođe kroz ventilator, smanjiti buku izazvanu turbulencijom, zadržati potrošnju energije u radnoj točki na minimumu i povećati učinkovitost.
Strma radna karakteristika, mogućnost višeg tlaka puhala s jednim ulazom i sposobnost visokog protoka puhala s dvostrukim ulazom znači da je ventilator zakrivljen prema naprijed korisna opcija za razmatranje u širokom rasponu instalacija.
Vrijeme objave: 16. kolovoza 2023