Струйные общепромышленные вентиляторы предназначены в основном для перемешивания воздуха в помещениях, имеющих большие объемы. Для этого они имеют, как правило, большую дальнобойность* струи, благодаря чему за счет турбулентного обмена в струю вовлекаются большие массы воздуха.
* Под дальнобойностью струи понимаем расстояние по оси струи, на котором максимальная скорость на оси струи равна некоторой нормируемой величине.
Схема струи вентилятора
Рассмотрим упрощенную схему свободной круглой (осесимметричной) изотермичной струи (рис. 1а). Внутри сопла на расстоянии И = 0,145/я (<а — коэффициент турбулентной структуры струи) расположен полюс струи. Внешней границей струи является коническая поверхность с углом а, равным агс1§ (3,4а). На начальном участке струи скорость на оси струи равна скорости истечения из сопла К0. На основном участке скорость на оси струи резко уменьшается по мере удаления от сопла. На основном участке свободной осесимметричной струи с равномерным профилем скорости на выходе безразмерные параметры струи в сечении, расположенном на расстоянии х от среза сопла, определяются по следующим формулам:
Здесь У0 — скорость струи на выходе из сопла; с!0 — диаметр сопла; Ь0 — производительность на начальном участке струи. Индексом х отмечены параметры струи на расстоянии х: Ух — скорость на оси струи; Ьх — производительность; йх — диаметр струи; Уср — средняя скорость.
Коэффициент турбулентной структуры струи а определяется по табл. 1.
Как видно, при распространении струи в неограниченном объеме увеличиваются площадь поперечного сечения струи и расход, но при этом резко уменьшаются скорость на оси струи и средняя скорость в данном сечении. Если же струя распространяется в ограниченном пространстве, параметры струи не могут быть описаны приведенными выше формулами.
* Под дальнобойностью струи понимаем расстояние по оси струи, на котором максимальная скорость на оси струи равна некоторой нормируемой величине.
Российский осевой струйный вентилятора
Один из представленных на российском рынке тип осевых струйных вентиляторов ВС10-400 №4 и 6,3 [2]. Вентилятор выполнен по схеме К с электродвигателем, расположенным перед колесом. Для уменьшения закрутки потока и потребляемой мощности на выходе вентилятора установлен диффузор, в качестве которого использован входной коллектор. Вентилятор ВСЮ-400-6,3 имеет максимальную производительность Ь0 = 15000 м3/ч и установочную мощность 0,75 кВт, паспортная дальнобойность струи 55 м (расстояние, на котором скорость на оси струи составляет 0,5 м/с). На расстоянии дальнобойности струи вентилятора 55 м (5с = 55/0,63 = 87) общий объем вовлеченного в течение воздуха в 46 раз больше начального, т. е. равен 700000 м3/ч (при установочной мощности электродвигателя 0,75 кВт). В действительности из-за наличия остаточной закрутки потока дальнобойность вентилятора, вероятно, несколько меньше заявленной.
Струйные общепромышленные вентиляторы довольно широко используются для перемешивания воздуха в помещениях, а также для увеличения подвижности воздуха в рабочих зонах.
Вентиляторы-дестратификаторы
Вентиляторы-дестратификаторы применяются для уменьшения градиента температуры по высоте помещения. Для регулирования дальнобойности на выходе вентиляторов устанавливают поворотные лопатки, которые создают закрутку потока. Такого типа вентиляторы могут быть установлены в помещениях как с малой, так и с большой высотой потолков. Как правило, эти вентиляторы используются с инфракрасными нагревателями, которые наряду с излучением выделяют определенную долю теплоты конвективным теплообменом.
Широкое применение струйных вентиляторов сдерживается отсутствием нормативной документации, относительно холодным климатом и т. д. Однако струйные вентиляторы имеют достаточно большой потенциал использования, например в супермаркетах, на крытых стадионах, в торговых и выставочных центрах и т. д.