Центробежный вентилятор: особенности, устройство и виды, правила выбора

Любое вентиляционное оборудование требует качественного звуко изолирования. Это объясняется большой мощностью используемой техники. Поэтому внутрь патрубка, который соединяет центробежную вентиляторную установку и воздуховод устанавливают специальный глушитель, выполненный из звукоизолирующего материала, имеющего толщу свыше 2,5 сантиметров.

Центробежный вентилятор

Вентилятор — машина для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 (или разностью давлений на выходе и входе не более 15 кПа).

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 В. X. Фрибе впервые изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь неплотности наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

В начале XIX в. получает развитие вентиляция с тепловым побуждением приточного и удаляемого из помещения воздуха. Отечественные учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 А. А. Саблуковым. В 1835 этот вентилятор был применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и т. д. Широкое распространение вентиляции с механическим побуждением движения воздуха началось с конца XIX века.

Принципиальное устройство

Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса, представляющего собой лопастной ротор с лопатками небольшой высоты. Их количество зависит от диаметра колеса. Форма лопастей чаще всего бывает:

  • загнутой назад (относительно основного вращения), что обеспечивает высокий КПД, энергоэффективность и возможность сжимать воздух до высоких давлений;
  • загнутой вперед, что делает вентилятор менее эффективным (меньшее КПД, малая скорость вращения), но менее шумным.

центробежный вентилятор с назадзагнутыми лопатками

Рис 1. назад загнутые лопатки

центробежный вентилятор с вперед загнутыми лопатками

Рис 2. вперед загнутые лопатки

Реже встречаются модели с плоскими лопатками (практически не применяются в современных устройствах из-за низкого КПД) и лопатками специальной формы исполнения (данные лопасти могут иметь разнообразную геометрию и размеры).

Читайте также:
Штробление стен в панельном доме: как сделать самостоятельно, фото. видео

Ротор помещают в кожух-диффузор спиральной конструкции. Кожух оснащен всасывающим и нагнетательным патрубками (в мощных вентиляторах может быть два всасывающих и два нагнетательных патрубка).

Вал соединятся с двигателем:

  • непосредственно (рабочее колесо расположено на валу), что позволяет получить компактный, но шумно работающий прибор;
  • через ременную передачу (на валу вентилятора при этом имеется шкив, через который проходит вращающий его ремень), что увеличивает размеры устройства по сравнению с прямым соединением, но обеспечивает относительно бесшумную работу;
  • прямым подключением.

Классификация центробежных вентиляторов по способу подключения привода

Центробежные вентиляторы могут иметь несколько вариантов подключения привода к рабочему колесу. Это может быть:

  • расположение рабочего колеса непосредственно на валу электрического двигателя с размещением всей конструкции в одном корпусе,
  • прямое (в одной оси) подключение вала рабочего колеса в калу электрического двигателя,
  • ременная передача от двигателя к рабочему колесу с изменением скорости вращения (передаточное число соответствует разнице диаметров шкивов передачи).

Каждый из этих способов подключения привода в центробежном вентиляторе имеет свои преимущества и недостатки:

  • при расположении двигателя в одном корпусе происходит дополнительное охлаждение вентилятора, но такой способ ограничивается габаритами корпуса,
  • прямое соединение валов требует высокой точности позиционирования двигателя относительно оси рабочего колеса, но позволяет применять двигатели стандартной номенклатуры без ограничения габаритов,
  • ременная передача не требует строгого позиционирования и позволяет применять двигатели с различными габаритами, но характеризуется высокими требованиями к обслуживанию и ремонту, а также выполнением специальных крепежных элементов для двигателя.

Приведенная классификация не учитывает некоторые отличия центробежных вентиляторов, которые мало влияют на рабочие характеристики центробежных вентиляторов. Создание отдельных классификационных групп по таким признакам может привести к сложному делению, которое будет перекрещиваться с другим делением устройств. Поэтому, при изучении отдельных центробежных вентиляторов следует уделять внимание всем параметрам и характеристикам, которые характерны представленной модели.

Разновидности центробежных вентиляторов

Имея различные критерии, кулера радиальные могут быть классифицированы следующим образом:

  • по направленности движения воздушных потоков (вытяжные и двустороннего всасывания);
  • по величине воздушного давления (низкий уровень, средний уровень, высокий уровень);
  • по направлению вращений (правостороннее вращение, левостороннее вращение).
Читайте также:
Строительство бани из газобетона

Диапазон использования данных устройств достаточно широк и распространяется на бытовые сферы, и на сферы промышленного деяния. Использование радиального кулера в той или иной области обусловливает его полное давление.

Все существующие механизмы обозначаются согласно ГОСТУ такими условными знаками:

  • «В» – название изделий (вентилятор);
  • «Ц» или «Р» – разновидность механизма (центробежные, радиальные);
  • Целое число, обозначающее размер коэффициента указывающего на полное давление;
  • НУ – число быстроходности;
  • D – величина наружного диаметра рабочего колесика, которая является и номером изделия.

Вентилятор центробежный для вентиляции

К примеру, вы приобрели устройство, имеющий буквенно-цифровое обозначение ВЦ-86-75-6,0 – это обозначает следующее – кулер центробежный, характеризуется полным давлением с коэффициентом 0,86, его быстроходность составляет 75, а диаметр рабочего колеса равен 600 миллиметрам.

По этим параметрам вы с легкостью сможете определиться с выбором правильной техники.

Некоторые особенности

Хотелось бы обратить внимание, что принцип действия центробежного вентилятора построен таким образом, что он качает постоянный объем воздуха, а не массу, что позволяет фиксировать скорость расхода воздуха. Кроме того, такие модели намного экономичней, чем осевые аналоги, а конструкцию при этом имеют проще.

Схема элементов центробежного вентилятора: 1 – ступица, 2 – основной диск, 3 – рабочие лопатки, 4 – передний диск, 5 – лопастная решетка, 6 – корпус, 7 – шкив, 8 – подшипники, 9 – станина, 10, 11 – фланцы.

Автопромышленность использует данные вентиляторы, чтобы охлаждать двигатели внутреннего сгорания, которые отдают «в пользование» свою энергию такому аппарату. Также это вентиляционное устройство применяется для перемещения газовых смесей и материалов в вентиляционных системах.

Могут использоваться как одно из составляющих систем отопления или охлаждения. Такая техника применима и с целью очистки и фильтрации промышленных систем.

Для обеспечения нужного уровня давления и расхода используется обычно целая серия вентиляторов. Конечно, центробежные модели имеют более высокую мощность, но при этом остаются экономичными (всего лишь 12% затрат от электричества).

Устройство центробежного вентилятора состоит из крыльчатки, которая оснащена несколькими шеренгами лопастей (ребер). В центре расположен вал, который проходит через весь корпус. Воздушные массы попадают с края, где находятся лопасти, далее за счет конструкции происходит их поворот на 90 градусов, а затем благодаря центробежной силе они разгоняются еще больше.

Читайте также:
Тёплый пол как основное отопление: плюсы и минусы обогрева комнаты

Устройство

Центробежные вентиляторы, в простонародье называемые улитками из-за сходного внешнего вида, состоят из следующих деталей: спиралевидного корпуса, рабочего колёса с установленными на нём лопатками, имеющими на концах загибы вперёд или назад, станины, и привода (электро или пневмо).

Вентилятор в разрезе

Стрелками указано движение потока газа при работе вентиляторного агрегата.

Центробежный и Канальный вентиляторы

То, в какую сторону направлены загибы на лопатках, определяется назначением конкретного вентилятора. Лопатки с загнутыми назад концами дают повышенную на 20% экономичность и возможность нормальной работы при перегрузках по расходу газа. Агрегаты с загнутыми вперёд лопатками имеют свои преимущества, это меньший уровень производимого шума из-за более низкой скорости вращения, и компактность, из-за меньших размеров рабочего колёса и соответственно корпуса.

В станине установлены подшипники для валов двигателя и крыльчатки. На вентиляторные установки обычно ставятся роликовые подшипники, заполненные маслом. На тех моделях, которые эксплуатируются в условиях высоких температур, во избежание перегрева, подшипники оснащены водяной системой охлаждения.

А также в вентиляторе могут быть установлены входные и выходные заслонки для управления потоками газа внутри его.

Эксплуатационные требования

Радиальный вентилятор можно использовать, если соблюдаются определенные условия.

Во-первых , температура окружающей среды не должна превышать 80 градусов, если конструкция односторонняя, и 60 градусов, если двухсторонняя.

Во-вторых , необходимо беречь вентилятор от попадания волокнистых и липких частиц.

Если соблюдать эти условия, устройство будет работать эффективно, без перегрузок. Так можно избежать поломок и продлить срок эксплуатации.

Технические характеристики

Все производители вентиляторов изготовляют это устройство под один стандарт. Такими условиями считаются чистый сухой воздух с плотностью 0,075 фунтов массы на кубический фут, температурой 21ºС и с атмосферным давлением 29,92 дюйма ртутного столба. Если вентилятор центробежный планируют использовать в нестандартных условиях, нужно провести корректировку мощности и статического давления механизма. Этим должен заниматься инженер на производстве.

Самые важные параметры, по которым отличают вентиляторы центробежные – технические характеристики. Главные показатели эффективности работы воздухоочистительного механизма – мощность и обороты двигателя, давление, производительность вентилятора, аэродинамические характеристики. У каждого типа устройства эти параметры отличаются.

Читайте также:
Схема работы трехходового термостатического смесительного клапана для теплого пола

канальный центробежный вентилятор

Типы центробежных вентиляторов

Схема устройства центробежного насоса.

Есть определенные стандарты, по которым изготавливается данная техника. Следует выделить следующие типы:

    1. Аэродинамическое крыло. Такие модели имеют широкое применение в сфере непрерывных работ, где постоянно присутствуют высокие температуры, чаще всего это нагнетательные и вытяжные системы. Имея высокий показатель по производительности, они бесшумны.
    2. Обратно загнутые лопасти. Обладают высокой эффективностью. Конструкция этих вентиляторов препятствует накоплению пыли и мелких частиц на лопастях. Имеет достаточно прочную конструкцию, что позволяет применять их для областей с высоким угнетением.
    3. Ребра, изогнутые в обратную сторону. Рассчитаны для большой кубатуры воздушных масс с относительно низким уровнем давления.
    4. Радиальные лопасти. Достаточно прочны, могут обеспечить высокое давление, но со средним уровнем эффективности. Направляющие ротора имеют специальное покрытие, которое защищает их от эрозии. Кроме того, такие модели имеют достаточно компактные габариты.
    5. Ребра, загнутые вперед. Предназначены для тех случаев, когда предстоит работа с большими объемами воздушных масс и наблюдается высокое давление. Эти модели тоже имеют хорошую стойкость к эрозии. В отличие от моделей «заднего» типа такие агрегаты имеют меньшие размеры. Такой вид крыльчатки имеет самый большой расход объема.
    6. Гребное колесо. Данное устройство – открытое колесо без какого-либо корпуса или кожуха. Применим для помещений, где присутствует большая запыленность, но при этом, увы, такие устройства не обладают высокой эффективностью. Допустимо использование при высоких температурах.

    Вентилятор зачастую устанавливают в печах, где очень высокая температура.

    На выбор центробежного вентилятора могут влиять многие факторы: чистота «рабочего» воздуха, сфера предприятия (автомобильная, металлургическая и т.д.), плотность воздуха, высота над уровнем моря и другие.

    Сейчас большинство из производителей вентиляционного оборудования имеют в своем ассортименте центробежные механизмы с выходом, который подходит каналам с круглыми сечениями. Их диаметр составляет от 100 до 400 миллиметров. Также ими производятся воздуховоды с прямоугольным сечением с размерами от 300х150 миллиметров до 1000х500 миллиметров. Расширение, таким образом, модельного ряда дало возможность применять данные конструкции не только в бытовых, но и в промышленных вентиляционных системах.

    Составляющие центробежного вентилятора

    Схема рабочих колес центробежных вентиляторов

    Схема рабочих колес центробежных вентиляторов: а – барабанная, б – кольцевая, в, г – с коническими покрывающими дисками, д – однодисковые, е – бездисковые.

    Как и любая другая техника, вентилятор будет исправно работать только при соответствующих элементах конструкции.

    1. Подшипники. Чаще всего данный тип устройства имеет маслонаполненные подшипники роликового типа скольжения. Отдельные модели могут обладать водяной системой охлаждения, которая чаще всего применяется в работе с горячими газами, что предотвращает перегрев подшипников.
    2. Лопасти и заслонки. Основная функция заслонок – управление газовыми потоками при входе и выходе. Отдельные модели центробежных эксгаустеров могут иметь их с обеих сторон или только с одной – входа или выхода. «Входящие» заслонки управляют количеством поступаемого газа или воздуха, а «выходящие» сопротивляются воздушному потоку, который управляет газом. Заслонки, что расположены на входе лопастей, способствуют уменьшению потребления электроэнергии.

    Сами плицы находятся на втулке колеса центростремительного вентилятора. Есть три стандартных расположения лопастей:

    • лопасти загнуты вперед;
    • лопасти загнуты назад;
    • лопасти прямые.

    В первом варианте лопасти имеют лезвия с направлением по движению колеса. Такие вентиляторы «не любят» твердых примесей в эрлифтных потоках. Основное их назначение – большой поток с низким давлением.

    Второй вариант оснащен искривленными лезвиями против движения колеса. Таким образом достигается аэродинамический швеллер и относительная экономичность конструкции. Такой способ применяется в работе с потоками газовой консистенции низкого и умеренного уровня насыщения жесткими компонентами. В качестве дополнения имеют покрытие от повреждений. Очень удобно то, что такой центробежный вентилятор имеет широкий диапазон регулировок скоростей. Они намного эффективней моделей с лопастями, изогнутыми вперед или прямыми, хотя последние и стоят дешевле.

    Третий вариант имеет лопасти, которые расширяются сразу от втулки. Такие модели имеют минимальную чувствительность к оседанию твердых частиц на лопастях вентилятора, но при этом издают много шума во время эксплуатации. Также они имеют быстрый темп работы, низкие объемы и высокий уровень давления. Часто используют с целью аспирации, в пневматических системах для транспортировки материалов и в других схожих работах.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: