Foroverbuet motorisert impeller
Når vi har definert volumstrømningshastigheten som vi trenger, enten dette skal gi friskluft eller prosesskjøling, må vi kombinere dette med motstanden mot strømning som viften vil møte i applikasjonen.Volumstrømningshastigheten, (i m3/t) og trykket (i Pascal – Pa), kombineres for å bli driftspunktet som viften må fungere mot.Det er viktig at vi velger en vifte hvis ytelseskarakteristikk oppfyller det nødvendige driftspunktet på eller nær punktet for maksimal effektivitet.Ved å bruke viften på maksimal effektivitet minimeres strømforbruket og støyen fra viften samtidig som den gir den nødvendige ytelsen.
Hvordan fungerer foroverbuet sentrifugalvifte?
Navnet 'Sentrifugalvifte' er avledet fra strømningsretningen og hvordan luften kommer inn i pumpehjulet i aksial retning og deretter drives utover fra den ytre omkretsen av viften.Forskjellen i strømningsretning mellom en forover- og bakoverbuet sentrifugalvifte er retningen luften kommer ut av impelleromkretsen.Med et bakoverbuet pumpehjul kommer luften ut i radiell retning, mens med en foroverbuet luften kommer ut tangentielt fra viftens omkrets.
En foroverbuet sentrifugalvifte er preget av sin sylindriske form og mange små blader på omkretsen av løpehjulet.I eksemplet vist nedenfor roterer viften med klokken.
I motsetning til det bakoverbuede løpehjulet, krever det foroverbuede løpehjulet et hus som konverterer høyhastighetsluft som forlater tuppene av løpehjulsbladet til en statisk kraft med lavere hastighet.Formen på huset leder også luftstrømmen til utløpet.Denne typen viftehus er vanligvis kjent som en rulle;det kan imidlertid også refereres til som en volutt eller et siroccohus.Ved å installere det foroverbuede pumpehjulet i et rullehus, refererer vi vanligvis til det som en foroverbuet vifte.
Det er to typer blåsere som bruker et foroverbuet motorisert pumpehjul som vist nedenfor...
Den enkle innløpsviften til venstre trekker inn luft fra den ene siden av huset gjennom det runde innløpet og leder den til det firkantede utløpet (se her med en monteringsflens).Den doble innløpsblåseren har et bredere rullehus som trekker luft inn fra begge sider av rullen og leverer den til det bredere firkantede utløpet.
Som med den bakoverbuede sentrifugalviften, trekker sugesiden av løpehjulsbladet luft fra midten av viften, noe som resulterer i en retningsendring av luftstrømmen mellom innløpet og utløpet på 90o.
Viftekarakteristikk
Det optimale driftsområdet for en foroverbuet sentrifugalvifte er når den kjører med høyere trykk.En foroverbuet sentrifugalvifte fungerer best når det kreves høye trykk mot lavere volumstrømmer.Grafen nedenfor illustrerer det optimale arbeidsområdet...
Volumstrømmen er plottet langs X-aksen og systemtrykket er plottet på Y-aksen.Når det ikke er trykk i systemet (viften blåser fritt), vil en foroverbuet sentrifugalvifte produsere størst volumstrøm.Ettersom en strømningsmotstand påføres suge- eller avtrekkssiden av viften, vil volumstrømhastigheten synke.
Det bør utvises forsiktighet når du velger en foroverbuet vifte for å operere ved lavt trykk og høyeste volumstrøm.På dette tidspunktet opererer pumpehjulet i en aerodynamisk stall på samme måte som en aksialvifte som opererer i setepunktet til sin kurve.På dette tidspunktet vil støy og strømforbruk være på topp på grunn av turbulens.
Toppeffektiviteten er på et punkt som kalles kneet til den karakteristiske kurven.På dette tidspunktet er forholdet mellom utgangseffekten til viften (volumstrøm (m3/s) x statisk trykkutvikling (Pa) og den elektriske effektinngangen (W) på sitt høyeste, og lydtrykket som produseres av viften vil være på sitt mest stillegående Over og under det optimale driftsområdet blir strømmen over viften mer støyende og effektiviteten til viftesystemet reduseres.
Fordelen med å bruke et enkelt innløp foroverbuet motorisert impeller er at det har en bratt viftekarakteristikk.Dette er spesielt nyttig i systemer som krever konsekvente nivåer av filtrering.Når luft passerer gjennom et partikkelfilter, stopper filteret luftbårent støv og pollen, jo finere filtreringsgrad, desto mindre partikler stopper filteret.Over tid vil filteret bli stadig mer tilstoppet med skitt og rusk, noe som gjør at det kreves mer trykk for å levere samme luftmengde.Å bruke et løpehjul med en bratt karakteristisk kurve betyr i dette tilfellet at ettersom filteret blir stadig mer tilstoppet, forblir volumstrømmen konstant mens trykket over filteret øker.
Fordelen med å bruke et dobbelt innløp foroverbuet impeller er at fra en relativt liten blåser kan den levere en høyvolumstrøm.Kompromisset med å bruke en dobbel innløpsvifte er at den har en lavere trykkutvikling, noe som betyr at den kun kan fungere med systemer med lavere trykk.
Monteringsmuligheter
Som nevnt tidligere, produserer det foroverbuede motoriserte løpehjulet høyhastighetsluft på tuppen av bladet som må rettes og bremses for å konvertere dynamisk trykk til statisk trykk.For å lette dette bygger vi en rulle rundt løpehjulet.Formen er skapt av et forhold mellom avstander fra midten av pumpehjulet til vifteutløpet.Som med den bakoverbuede viften anbefales det også å ha en liten overlapping mellom innløpsringen og løpehjulets munning.Begge monteringshensyn er vist i diagrammet nedenfor...
Innløpsringens diameter bør kun tillate et lite gap mellom impeller og ring for å unngå resirkulering av luft.
Monteringshensyn – klaringer
Det er viktig å sørge for tilstrekkelig klaring på suget og siden av viften...
Utilstrekkelig klaring på sugesiden av viften vil øke innløpshastigheten som vil føre til turbulens.Denne turbulensen vil øke når luften passerer gjennom pumpehjulet, noe som gjør overføringen av energi fra viftebladet til luften mindre effektiv, forårsaker mer støy og reduserer vifteeffektiviteten.
Generelle anbefalinger for inntaks- og eksosforhold er:
Innløpsside
- Ingen hindring eller endring i strømningsretning innenfor 1/3 av viftediameteren fra innløpet til viften
Sammendrag – Hvorfor velge en foroverbuet sentrifugalvifte?
Når det påkrevde driftspunktet faller i området med høyere systemtrykk versus lavere volumstrøm på viftekarakteristikken, bør en enkelt innløp foroverbuet sentrifugalvifte vurderes.Hvis kravet for applikasjonen er for en høyvolumstrøm i et rom med begrenset plass, bør en dobbeltinnløp foroverbuet sentrifugalvifte vurderes.
Viften bør velges innenfor sitt optimale område, som er på det som er kjent som kneet til dens karakteristiske kurve.Poenget med toppeffektivitet er jo nærmere grensen for høyere trykk på viftekarakteristikken, hvor den også fungerer på sitt mest stillegående.Å operere utenfor det optimale området (ved ekstreme høye volumstrømmer) bør unngås, da turbulensen og den aerodynamiske effektiviteten til impellerbladet på disse punktene vil skape støy, og impelleren vil også fungere i en aerodynamisk stall.Ved lavt trykk og store volumstrømmer bør det tas hensyn til driftstemperaturen til motoren under belastning, da det er en risiko for overoppheting av motoren.
Luft på innløpssiden av pumpehjulet skal holdes så jevn og laminær som mulig.For å maksimere effektiviteten bør det tillates minst en klaring på 1/3 av pumpehjulets diameter på vifteinntaket.Bruk av en innløpsring (innløpsdyse) som overlapper impellerinnløpet vil bidra til å eliminere strømningsforstyrrelser før luften trekkes gjennom viften, redusere turbulensindusert støy, holde strømforbruket på driftspunktet på et minimum og maksimere effektiviteten.
Den bratte driftskarakteristikken, den høye trykkkapasiteten til enkeltinnløpsvifte og den høye strømningsevnen til doble innløpsvifte betyr at den foroverbuede viften er et nyttig alternativ å vurdere på tvers av et bredt spekter av installasjoner.
Innleggstid: 16. august 2023