Вентилятор-это машина, которая полагается на входную механическую энергию для увеличения давления газа и выпуска газа, это приводимая жидкостная машина. 

Вентиляторы широко используются для вентиляции, удаления пыли и охлаждения заводов, шахт, туннелей, градирен, транспортных средств, судов и зданий; вентиляция и индукция котлов и промышленных печей; охлаждение и вентиляция в оборудовании кондиционирования воздуха и бытовой технике; сушка и отбор зерна; Источник ветра в аэродинамической трубе и надувание и движение корабля на воздушной подушке и т. Д.

Принцип работы вентилятора в основном такой же, как и у турбокомпрессора, за исключением того, что из-за низкой скорости потока газа и небольшого изменения давления, как правило, нет необходимости учитывать изменение удельного объема газа, то есть газ рассматривается как несжимая жидкость.

В соответствии с направлением потока газа вентиляторы можно разделить на центробежные, осевые, диагональные и поперечные типы.

Когда работает центробежный вентилятор, силовая машина (в основном электродвигатель) приводит в движение рабочее колесо для вращения в улиточном корпусе, и воздух всасывается из центра рабочего колеса через всасывающее отверстие. Благодаря динамическому воздействию лопастей на газ давление и скорость газа увеличиваются, и под действием центробежной силы он выбрасывается вдоль траектории лопастей к корпусу и выбрасывается из выхлопного отверстия. Поскольку поток газа в рабочем колесе в основном находится в радиальной плоскости, его также называют радиальным вентилятором.

Центробежный вентилятор в основном состоит из рабочего колеса и корпуса. Рабочее колесо малого вентилятора непосредственно устанавливается на двигателе. Средние и большие вентиляторы соединены с двигателем через муфту или шкив. Центробежный вентилятор обычно имеет односторонний впуск с одноступенчатым рабочим колесом; Большой поток может впускать воздух с обеих сторон, используя два рабочих колеса спиной к спине, также известные как центробежные вентиляторы с двойным всасыванием.

Рабочее колесо является основным компонентом вентилятора, его геометрия, размер, количество лопастей и точность изготовления оказывают большое влияние на производительность. Рабочее колесо может быть скорректировано статическим или динамическим балансом, чтобы обеспечить плавное вращение вентилятора. В зависимости от направления выхода лопатки рабочее колесо делится на три типа: вперед, радиально и назад. верхняя часть лопасти переднего рабочего колеса наклонена в направлении вращения рабочего колеса; Верхняя часть лопатки радиального рабочего колеса радиальна и делится на прямые лопатки и изогнутые лопатки; Верхняя часть лопастей заднего рабочего колеса наклонена в противоположном направлении вращения рабочего колеса.

Переднее рабочее колесо генерирует наибольшее давление. Когда скорость потока и количество оборотов постоянны, требуемый диаметр рабочего колеса является наименьшим, но эффективность, как правило, низкая; Напротив, обратное рабочее колесо создает наименьшее давление, требуемый диаметр рабочего колеса является самым большим, а эффективность, как правило, выше; Радиальное рабочее колесо находится где-то посередине. Профиль лопастей является самым простым для прямых лопастей, а самым сложным для лопастей аэродинамического профиля.

Чтобы обеспечить правильное распределение скорости на поверхности лезвия, обычно используются изогнутые лезвия, такие как дуговые лезвия равной толщины. Крыльчатка обычно имеет крышечный диск для увеличения прочности крыльчатки и уменьшения утечки газа между лопастями и корпусом. Соединение лопастей и крышечного диска осуществляется сваркой или заклепкой. Сварное рабочее колесо имеет меньший вес и гладкий канал потока. Крыльчатки малых центробежных вентиляторов низкого и среднего давления также отлиты из алюминиевого сплава.

Когда вентилятор осевого потока работает, силовая машина приводит в движение рабочее колесо для вращения в цилиндрическом корпусе, газ поступает из коллектора тока, получает энергию через рабочее колесо, увеличивает давление и скорость, а затем выводится в осевом направлении. Существует три типа компоновки вентиляторов осевого потока: вертикальный, горизонтальный и наклонный, диаметр маленького крыльчатки составляет всего около 100 мм, а большой может достигать более 20 метров.

Небольшой вентилятор осевого потока низкого давления состоит из рабочего колеса, корпуса и коллектора тока и обычно устанавливается на стене или потолке здания; Большой вентилятор осевого потока высокого давления состоит из коллектора тока, рабочего колеса, обтекаемого корпуса, корпуса, диффузора и компонентов передачи. Лопасти равномерно расположены на ступице колеса, их количество обычно составляет от 2 до 24. Чем больше лопастей, тем выше давление ветра; Угол установки лопасти обычно составляет 10 ° ~ 45 °, чем больше угол установки, тем больше объем воздуха и давление ветра. Основные детали осевого вентилятора в основном сварены или заклепаны стальными пластинами.

Вентилятор с наклонным потоком также называется вентилятором со смешанным потоком. В этом типе вентилятора газ поступает в рабочее колесо под определенным углом к оси, получает энергию в лопастном канале и выходит в наклонном направлении. Форма рабочего колеса и корпуса вентилятора коническая. Этот вентилятор имеет характеристики центробежного и осевого потока, а диапазон расхода и эффективность находятся где-то между ними.

Вентилятор поперечного потока представляет собой небольшой центробежный вентилятор высокого давления с многокрыльным рабочим колесом, обращенным вперед. Газ поступает в рабочее колесо с одной стороны внешней кромки ротора, а затем выходит с другой стороны через внутреннюю часть рабочего колеса, где газ дважды подвергается воздействию силы лопастей. В условиях одинаковых характеристик он имеет небольшие размеры и низкие обороты.

По сравнению с другими типами низкоскоростных вентиляторов, вентиляторы поперечного потока имеют более высокую эффективность. Его осевая ширина может быть произвольно выбрана, не влияя на состояние потока газа, и газ по-прежнему поддерживает равномерный поток по всей ширине ротора. Его выходное сечение узкое и длинное, что подходит для установки в различных плоских устройствах для охлаждения или вентиляции.

Параметры производительности вентилятора в основном включают расход, давление, мощность, эффективность и скорость. Кроме того, величина шума и вибрации также является основным техническим показателем вентилятора. Расход также называется объемом воздуха и выражается в объеме газа, протекающего через вентилятор за единицу времени; Давление, также называемое давлением ветра, относится к повышению давления газа в вентиляторе, которое делится на статическое давление, динамическое давление и полное давление; Под мощностью понимается входная мощность вентилятора, то есть мощность вала. Отношение эффективной мощности вентилятора к мощности вала называется КПД. Эффективность полного давления вентилятора может достигать 90%.

Будущее развитие вентиляторов еще больше повысит аэродинамическую эффективность, эффективность устройства и эффективность использования вентиляторов для снижения потребления электроэнергии; Заменить большие центробежные вентиляторы вентиляторами осевого потока с регулируемыми подвижными лопастями; Снижение шума вентилятора; Повышение износостойкости рабочих колес и корпусов дымо- и пылевытяжных вентиляторов; Реализуйте регулировку переменной скорости и автоматическую регулировку.

Определение вентилятора

Вентилятор-это машина, оснащенная одной или несколькими лопастями, которая толкает поток воздуха через вращение вала. Лопасть преобразует механическую энергию, приложенную к вращению вала, в давление, которое толкает поток газа, тем самым обеспечивая поток газа.

Экспериментальный стандарт Американского общества инженеров-механиков ограничивает вентилятор тем, что « увеличение плотности газа в процессе воздушного потока от входного отверстия к выходному отверстию не превышает 7%, что составляет примерно 7620 Па при стандартных условиях, а когда его наддув превышает 7%, он классифицируется как воздушный компрессор ».

Вентиляторы, используемые для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, даже в высокоскоростных системах высокого давления, обычное давление не превышает 2500-3000 Па.

Вентилятор в основном состоит из трех частей: рабочее колесо (также называемое турбиной, ветровым колесом, ротором), приводной частью (двигатель, трансмиссия), корпусом (также называемым улиткой, ветровой бочкой).

Чтобы точно прогнозировать работу вентилятора, дизайнер должен знать

1.Как вентилятор проверяется и оценивается?

2.Влияние системы воздуховодов на вентилятор.

3.Окружающая среда, в которой работает.

Различные типы вентиляторов и даже машины типа воздуха, произведенные разными производителями, имеют разные характеристики, объем и влияние на систему.

Терминология вентилятора

1.Поток

Расход вентилятора относится к объему газа, протекающему через вентилятор за единицу времени. Единицами являются м3/ч, м3/мин, м3/с. Бытовые вентиляторы обычно используют м3/ч, а воздуходувки обычно используют м3/мин, но большинство из них используют м3/с при проектировании и расчете производительности вентиляторов.

Следует отметить, что объемный расход вентилятора относится конкретно к объемному расходу «на входе» вентилятора, поскольку давление вентилятора на каждом сечении потока различно, объемный расход, протекающий через каждое сечение потока, также будет различным.

2.Полное давление

Полное давление вентилятора определяется как разность между полным давлением на выходном сечении вентилятора и полным давлением на входном сечении.

Полное давление воздушного потока в определенной точке или сечении равно сумме динамического и статического давления в этой точке или сечении.

3.Динамическое давление

Динамическое давление вентилятора определяется как: давление, характеризующееся кинетической энергией газа на выходном сечении вентилятора. Или: Динамическое давление-это давление, необходимое для ускорения газа с нулевой скорости до определенной скорости.

Динамическое давление пропорционально кинетической энергии воздушного потока.

Динамическое давление действует только в направлении воздушного потока и всегда является положительным.

Pd=0,5 × ρV%*p2%*p%*b

где Pd = динамическое давление Pa

ρ = плотность газа кг/м%*р3%*р%*b

V = скорость м/с.

4.Статическое давление

Статическое давление вентилятора определяется как полное давление вентилятора минус динамическое давление вентилятора. Фактически, статическое давление представляет собой разность давления между абсолютным давлением и атмосферным давлением в определенной точке воздушного потока или в определенной точке пространства, заполненного газом. Давление в этой точке является положительным, когда оно выше атмосферного давления, и отрицательным, когда оно ниже.

Энергия статического давления действует во всех направлениях газа независимо от скорости и является мерой потенциала в газе.

Ps=p%*p%*pt%*b-Pd

где Ps = статическое давление Pa

Pt = полное давление Па

Pd = динамическое давление Pa

5.Скорость вращения

Скорость вращения вентилятора относится к скорости вращения рабочего колеса вентилятора в единицу времени, обычно называемой угловой скоростью, которая обычно выражается n, в единицах количества вращений в минуту (r/min).

6.Мощность вала

Мощность вала вентилятора относится к мощности, которую фактически требует вентилятор. Он включает в себя внутреннюю мощность и Подшипник вентилятора и механические потери трансмиссии.

Мощность вала также называется входной мощностью вентилятора и на самом деле является выходной мощностью двигателя.

7.эффективность вентилятора

(1) Внутренний КПД вентилятора при полном давлении η%*p%*pin%*b

Внутренний КПД вентилятора при полном давлении η%*p%*pin%*b равен отношению эффективной мощности вентилятора при полном давлении к внутренней мощности.

(2) Внутренняя эффективность вентилятора при статическом давлении η%*p%*ps.in%*b

Внутренний КПД вентилятора при статическом давлении η%*p%*ps.in%*b равен отношению эффективной мощности вентилятора при статическом давлении к внутренней мощности.

Внутренняя эффективность полного давления вентилятора и внутренняя эффективность статического давления вентилятора являются важными параметрами, характеризующими аэродинамические характеристики вентилятора.

(3) КПД полного давления вентилятора η%*p%*ptf%*b

КПД вентилятора при полном давлении η%*p%*ptf%*b равен отношению эффективной мощности вентилятора при полном давлении к мощности вала.

(4) Эффективность статического давления вентилятора η%*p%*psf%*b

КПД гидростатического давления вентилятора η%*p%*psf%*b равен отношению эффективной мощности гидростатического давления вентилятора к мощности вала.

8.Закрытое статическое давление (BTSP)

Закрытое статическое давление вентилятора относится к статическому давлению, когда выход вентилятора полностью закрыт без движения газа.

9.Расход газа при полном открытии вентилятора (WOCMS)

Полностью открытый расход газа вентилятора также называется открытым CMS (WOCMS), то есть расход, когда вентилятор работает с полным открытом.В это время статическое давление вентилятора равно нулю.

10. Область применения

Диапазон рабочего расхода и давления вентилятора, определяемый производителем вентилятора для достижения удовлетворительных результатов во время работы вентилятора.

Типичная область применения вентилятора:

Передний изогнутый центробежный вентилятор: 30% -80% WOCMS

Назад изогнутый центробежный вентилятор: 40% -85% WOCMS

Радиальный центробежный вентилятор: 35%-80% WOCMS

Классификация вентиляторов

1.Классификация по направлению движения воздушного потока

(1) Центробежный вентилятор

Вентилятор, который течет в основном в радиальном направлении после того, как поток воздуха входит в крыльчатку

(2) Вентилятор осевого потока

Вентилятор, который движется приблизительно в осевом направлении на цилиндрической поверхности после того, как поток воздуха входит в крыльчатку вентилятора в осевом направлении.

(3) вентилятор смешанного потока

В крыльчатке вентилятора направление потока воздуха находится между осевым вентилятором и центробежным вентилятором, и он течет приблизительно вдоль конической поверхности, называемого вентилятором смешанного или диагонального потока

2.Классификация по давлению

В стандартных условиях полное давление вентилятора менее 14710Па называется вентилятором, вентилятор по полному давлению можно разделить на:

(1) центробежный вентилятор низкого давления

Вентилятор с полным давлением менее или равным 980Па в стандартных условиях.

(2) центробежный вентилятор среднего давления

Вентилятор с полным давлением равным 980-2942 Па в стандартных условиях.

(3) центробежный вентилятор высокого давления

Вентилятор с полным давлением равным 2942-14710Па в стандартных условиях.

(4) Вентилятор осевого потока низкого давления

Вентилятор с полным давлением менее 493 Па в стандартных условиях.

(5) Вентилятор осевого потока высокого давления

Вентилятор с полным давлением равным 493-4930Па в нормативных условиях.

3.По назначению вентилятора

G Вентилятор котла

Y Вентилятор индуцированного котла

GY промышленный вентилятор печи

КТ судовой вентилятор

Вентиляторы для кондиционеров KT

Воздуходувка конвертера ZL

…… ……

4.Центробежный вентилятор

Центробежные вентиляторы можно условно разделить на три категории:

центробежный вентилятор с изогнутыми

Центробежный вентилятор с изогнутыми

центробежный вентилятор с радиальными лопастями

(1) Центробежный вентилятор с передними изогнутыми

Центробежный вентилятор с изогнутыми лопастями работает на относительно низкой скорости и обычно подходит для рабочих условий с большим объемом воздуха и низким статическим давлением.

Типичный диапазон потока составляет от 30% до 80% WOCMS (полный открытый поток), а максимальная эффективность статического давления составляет от 60% до 68%, что обычно происходит немного справа от максимального статического давления. Кривая мощности имеет тенденцию к увеличению и является вентилятором «легко перегруженным».

Преимуществами вентилятора с изогнутыми лопастями впереди являются низкая стоимость, низкая скорость вращения, более тонкий вал и меньшая Подшипник, а также широкий рабочий диапазон. Недостатком является то, что форма кривой производительности может быть параллельна кривой сопротивления трубопроводной сети, а снижение статического давления в системе может привести к перегрузке двигателя. Кроме того, конструкция лопастей имеет низкую прочность и не может работать на более высоких скоростях.

(2) Центробежный вентилятор с наклоняющимися назад

Вектор скорости вентилятора с наклонными лопастями назад примерно в 2 раза выше, чем у вентилятора с изогнутым вперед Разумный диапазон обычно используемого потока составляет 40% -85% WOCMS, а максимальная эффективность статического давления составляет около 80%.

Для данного рабочего состояния, как правило, более крупные вентиляторы имеют более высокую эффективность. Волатильность вентилятора с наклонной лопастью назад больше, чем у вентилятора с изогнутой

Преимуществом вентиляторов с наклонными лопастями является высокий КПД и отсутствие перегрузок на кривой мощности. Его кривая мощности обычно достигает максимума в середине обычно используемого диапазона, так что она обычно не перегружается. Лопасти и рабочие колеса имеют высокую конструктивную прочность и могут использоваться в системах с более высоким статическим давлением.

Недостатком вентилятора с наклоненными лопастями является то, что рабочая скорость рабочего колеса выше, поэтому требуется более толстый вал и большая Подшипник, а также более высокие требования к балансу. Кроме того, колебания статического давления могут легко вызвать изменения рабочих условий. Усовершенствование вентилятора с наклонными лопастями заключается в замене лопастей равного сечения лопастями профиля, что позволяет повысить эффективность статического давления вентилятора примерно до 86%, а также соответственно снизить шум вентилятора, удельный шум хорошо спроектированного вентилятора с наклонными лопастями может достигать или даже ниже, чем у вентилятора с наклонными лопастями.

Превосходство вентиляторов с лопастями, наклоняющихся назад, все больше ценится пользователями вентиляторов, особенно производителями кондиционеров, и все чаще популяризируется в некоторых местах, требующих высокой эффективности и низкого уровня шума.

(3) Центробежный вентилятор с радиальными

Вентилятор с радиальной лопастью представляет собой вентилятор между изогнутыми вперед и наклоненными назад лопастями, имеет хорошую прочность и износостойкость, а угол выхода лопасти составляет 90 °. В Китае он не обычно используется, за исключением некоторых случаев, требующих износостойкости и коррозионной стойкости.

5.Сравнение трех типов центробежных вентиляторов лопастей

давление

Когда размер, скорость вращения и скорость потока трех типов рабочих колес лопастей одинаковы, давление, полученное вперед изогнутой лопастью, является наибольшим, назад наклоненной лопастью является наименьшим, а радиальная лопасть центрируется.

Радиальные размеры (наружный диаметр рабочего колеса)

Когда скорость потока и скорость вращения трех типов рабочих колес с лопастями одинаковы, а требуемое полное давление одинаково, радиальный размер рабочего колеса с изогнутым вперед лопастями является наименьшим, размер наклоняющихся назад лопастей является наибольшим, а радиальные лопасти сосредоточены.

Эффективность

Вентилятор рабочего колеса с изогнутым вперед лопастью имеет самую низкую эффективность, рабочее колесо с наклоненным назад лопастью является самым высоким, а радиальные

износостойкость

Вентиляторы рабочего колеса с изогнутыми лопастями имеют низкую износостойкость, вентиляторы рабочего колеса с радиальными лопастями имеют хорошую износостойкость, а лопасти с

постоянная нагрузочность

Вентилятор крыльчатки с изогнутым вперед лопастью легко перегружен и имеет плохую фиксированную нагрузку, вентилятор крыльчатки с наклоненным назад лопастью не легко перегружен, а вентилятор крыльчатки с радиальной

шум

Шум вентилятора рабочего колеса с изогнутым вперед лопастью низок, шум вентилятора рабочего колеса с наклоненным назад лопастью средний, а шум вентилятора рабочего колеса с радиальной лопастью большой

скорость рабочего колеса

Скорость вращения вентилятора крыльчатки с изогнутыми лопастями вперед, как правило, низкая, скорость вращения с наклонением назад высокая, а радиальное направление центрируется.

Область применения (поток)

Диапазон применения вентилятора рабочего колеса с изогнутым вперед лопастью невелик, а вентилятор рабочего колеса с наклоненным назад лопастью имеет большой

6.Вентилятор осевого потока

Вентиляторы осевого потока могут быть разделены на следующие категории в зависимости от формы лопастей:

осевой вентилятор с квадратными

осевой вентилятор с крылатой лопастью

осевой вентилятор с серповидными лопастями

вентилятор осевого потока с лопастями

Взаимосвязь между эффективностью, шумом, расходом, полным давлением и другими показателями осевого вентилятора и формой лопасти не такая очевидная, как у центробежного вентилятора. Современная конструкция вентилятора больше сочетает в себе преимущества различных лопастей, что значительно улучшает различные характеристики. Обычно считается, что вентилятор с осевым потоком с лопастью аэродинамического профиля имеет меньший шум, вентилятор с осевым потоком с лопастью серпа имеет более высокую эффективность, а вентилятор с квадратными лопастями находится где-то посередине. Кривая производительности осевого вентилятора сильно меняется, давление быстро уменьшается с увеличением расхода