Framåtböjd motoriserad pumphjul
När vi har definierat volymflödet som vi behöver, oavsett om detta är för att ge frisk luft eller processkyla, måste vi kombinera detta med det motstånd mot flödet som fläkten kommer att möta i applikationen.Volymflödet, (i m3/h) och trycket (i Pascal – Pa), kombineras för att bli den driftpunkt mot vilken fläkten måste arbeta.Det är viktigt att vi väljer en fläkt vars prestandaegenskaper uppfyller den erforderliga driftpunkten på eller nära punkten för maximal effektivitet.Genom att använda fläkten på högsta effektivitet minimerar strömförbrukningen och ljudet från fläkten samtidigt som den levererar den prestanda som krävs.
Hur fungerar Forward Curved Centrifugal Fläkt?
Namnet "Centrifugalfläkt" kommer från flödesriktningen och hur luften kommer in i pumphjulet i axiell riktning och sedan drivs utåt från fläktens yttre omkrets.Skillnaden i flödesriktning mellan en framåt- och bakåtböjd centrifugalfläkt är den riktning som luften lämnar pumphjulets omkrets.Med ett bakåtböjt pumphjul kommer luften ut i radiell riktning medan med ett framåtböjt pumphjul kommer luften ut tangentiellt från fläktens omkrets.
En framåtböjd centrifugalfläkt kännetecknas av sin cylindriska form och många små blad på pumphjulets omkrets.I exemplet nedan roterar fläkten medurs.
Till skillnad från det bakåtböjda pumphjulet kräver det framåtböjda pumphjulet ett hus som omvandlar höghastighetsluft som lämnar spetsarna på pumphjulsbladet till en statisk kraft med lägre hastighet.Husets form leder också luftflödet till utloppet.Denna typ av fläkthus är allmänt känd som en scroll;det kan dock också kallas en volute eller ett siroccohus.Genom att installera det framåtböjda pumphjulet i ett spiralhus brukar vi kalla det en framåtböjd fläkt.
Det finns två typer av fläktar som använder ett framåtböjt motordrivet pumphjul som visas nedan...
Den enkla inloppsfläkten till vänster, drar in luft från ena sidan av huset genom det runda inloppet och riktar den till det fyrkantiga utloppet, (se här med en monteringsfläns).Den dubbla inloppsfläkten har ett bredare spiralhus som suger in luft från båda sidor av spiralen och levererar den till det bredare fyrkantiga utloppet.
Precis som med den bakåtböjda centrifugalfläkten suger pumphjulsbladets sugsida luft från fläktens mitt vilket resulterar i en riktningsändring av luftflödet mellan inloppet och utloppet på 90o.
Fläktkarakteristik
Det optimala arbetsområdet för en framåtböjd centrifugalfläkt är när den arbetar med högre tryck.En framåtböjd centrifugalfläkt fungerar bäst när höga tryck mot lägre volymflöden krävs.Grafen nedan visar det optimala arbetsområdet...
Volymflödet plottas längs X-axeln och systemtrycket plottas på Y-axeln.När det inte finns något tryck i systemet (fläkten blåser fritt) kommer en framåtböjd centrifugalfläkt att producera det största volymflödet.När ett flödesmotstånd appliceras på fläktens sug- eller frånluftssida kommer volymflödet att sjunka.
Försiktighet bör iakttas när du väljer en framåtböjd fläkt för att arbeta vid låga tryck och högsta volymflöde.Vid denna punkt arbetar pumphjulet i ett aerodynamiskt stall på samma sätt som en axialfläkt som arbetar i sin kurvas sadelpunkt.Vid denna tidpunkt kommer buller och strömförbrukning att vara på topp på grund av turbulens.
Toppeffektiviteten är vid en punkt som kallas den karakteristiska kurvans knä.Vid denna tidpunkt är förhållandet mellan fläktens uteffekt (volymflöde (m3/s) x statiskt tryckutveckling (Pa) och den elektriska ineffekten (W) som störst och ljudtrycket som produceras av fläkten kommer att vara som störst. som tystast Över och under det optimala driftområdet blir flödet över fläkten bullrigare och fläktsystemets effektivitet minskar.
Fördelen med att använda ett framåtböjt motordrivet pumphjul med ett inlopp är att det har en brant fläktkarakteristik.Detta är särskilt användbart i system som kräver konsekventa nivåer av filtrering.När luft passerar genom ett partikelfilter stoppar filtret luftburet damm och pollen, ju finare filtreringsgrad desto mindre partiklar som stoppas av filtret.Med tiden kommer filtret att bli alltmer igensatt av smuts och skräp vilket gör att det krävs mer tryck för att leverera samma luftvolym.Att använda ett pumphjul med en brant karakteristisk kurva innebär i detta fall att när filtret blir allt mer igensatt, förblir volymflödet konstant medan trycket över filtret ökar.
Fördelen med att använda ett framåtböjt pumphjul med dubbelt inlopp är att det från en relativt liten fläkt kan leverera ett högvolymsflöde.Kompromissen med att använda en fläkt med dubbla inlopp är att den har en lägre tryckutveckling vilket innebär att den bara kan fungera med system med lägre tryck.
Monteringsalternativ
Som tidigare nämnts producerar det framåtböjda motordrivna pumphjulet höghastighetsluft vid bladets spetsar som måste riktas och bromsas för att omvandla dynamiskt tryck till statiskt tryck.För att underlätta detta bygger vi en scroll runt pumphjulet.Formen skapas av ett förhållande mellan avstånden från mitten av pumphjulet till fläktutloppet.Liksom med den bakåtböjda fläkten rekommenderas det också att ha en liten överlappning mellan inloppsringen och pumphjulets mynning.Båda monteringsövervägandena visas i diagrammet nedan...
Inloppsringens diameter bör endast tillåta ett litet mellanrum mellan pumphjulet och ringen för att undvika återcirkulation av luft.
Monteringsöverväganden – Spelrum
Det är viktigt att se till att det finns tillräckligt med spelrum på sugsidan och sidan av fläkten...
Otillräckligt spelrum på fläktens sugsida kommer att öka inloppshastigheten vilket leder till turbulens.Denna turbulens kommer att öka när luften passerar genom pumphjulet vilket gör överföringen av energi från fläktbladet till luften mindre effektiv, orsakar skapandet av mer ljud och minskar fläktens effektivitet.
Allmänna rekommendationer för inlopps- och avgasförhållanden är:
Inloppssida
- Inget hinder eller förändring av flödesriktningen inom 1/3 av ett fläktdiameteravstånd från fläktens inlopp
Sammanfattning – Varför välja en framåtböjd centrifugalfläkt?
När den erforderliga driftspunkten faller inom området för högre systemtryck jämfört med lägre volymflöde på fläktkarakteristiken bör en enkel inlopp framåtböjd centrifugalfläkt övervägas.Om kravet för applikationen är ett högvolymflöde i ett begränsat utrymme, bör en dubbelinlopp framåtböjd centrifugalfläkt övervägas.
Fläkten bör väljas inom sitt optimala intervall, vilket är vid det som kallas knäet för dess karakteristiska kurva.Punkten för toppeffektivitet ligger närmare gränsen för högre tryck på fläktens karakteristiska kurva där den också arbetar som tystast.Att arbeta utanför det optimala området (vid extremerna av högt volymflöde) bör undvikas eftersom turbulensen och den aerodynamiska effektiviteten hos pumphjulsbladet vid dessa punkter kommer att skapa oljud och pumphjulet kommer också att arbeta i ett aerodynamiskt stall.Vid låga tryck och stora volymflöden bör hänsyn tas till motorns driftstemperatur under belastning eftersom det finns risk för överhettning av motorn.
Luften på pumphjulets inloppssida ska hållas så jämn och laminär som möjligt.För att maximera effektiviteten bör åtminstone ett spel på 1/3 av pumphjulets diameter tillåtas på fläktinloppet.Att använda en inloppsring (inloppsmunstycke) som överlappar pumphjulets inlopp kommer att hjälpa till att eliminera flödesstörningar innan luften dras genom fläkten, minska turbulensinducerat ljud, hålla strömförbrukningen vid driftpunkten till ett minimum och maximera effektiviteten.
Den branta driftskaraktäristiken, den högre tryckkapaciteten hos enkla inloppsfläktar och den höga flödeskapaciteten hos dubbla inloppsfläktar gör att den framåtböjda fläkten är ett användbart alternativ att överväga i ett brett utbud av installationer.
Posttid: 2023-aug-16