Вентиляторы канальные радиальные

Вентиляторы канальные радиальные — вентиляторы, не изменяющий направление движения воздуха, встраиваемый в линию.

Каждая разновидность канальных вентиляторов обладает своими достоинства­ми и недостатками и, соответственно, имеет характерные области применения. Канальные вентилято­ры классифицируются по типу воздуховодов, а именно: вентиляторы для кру­глых, прямоугольных или квадратных воздуховодов.

Классификация канальных вентиляторов,  приведена на рис. 4.32, основой которой является ряд отличительных конструктивных признаков, наиболее существенно влияющих на аэродинамические ха­рактеристики вентиляторов.

Термин «канальные ра­диальные вентиляторы» относится только к вентиляторам, у которых течение в колесе радиальное, причем на входе и выходе из вентилятора направления те­чения совпадают, и которые имеют входные и выходные фланцы или патрубки для присоединения к воздуховоду. При этом ось вращения колеса может быть расположена произвольно относительно оси канала (воздуховода). Таким обра­зом, под понятие «канальные радиальные вентиляторы» не подходят крышные вентиляторы с факельным выбросом (не имеют выходного присоединительного фланца), осевые и диаметральные (прямоточные) вентиляторы, т. к. течение в них не является радиальным.

Чем различаются вентиляторы канальные радиальные?

Основное конструктивное отличие канальных вентиляторов заключается в устройстве, снижающем закрутку потока на выходе из радиального колеса, т. е. в наличии спрямляющего аппарата или спирального корпуса. По этому признаку вентиляторы канальные радиальные делятся на две большие группы: канальные вентилято­ры со спрямляющим аппаратом (прямоточные) и канальные вентиляторы со спиральным корпусом. К первой группе относятся вентиляторы с круглы­ми, квадратными или прямоугольными корпусами, течение в которых схема­тично изображено на рис. 4.33.

Отличительной чертой этих вентиляторов явля­ется то, что ось вращения колеса расположена параллельно направлению потока во входном/выходном воздуховоде. В дальнейшем эту группу каналь­ных вентиляторов будем называть прямоточными радиальными вентилятора­ми или прямоточными канальными вентиляторами.

Прямоточные канальные вентиляторы всегда имеют в том или ином виде спрямляющий аппарат; у вен­тиляторов с круглым корпусом это специальные стойки крепления электро­двигателя, а у вентилятора с квадратным (прямоугольным) корпусом функцию спрямляющего аппарата выполняют углы корпуса и стойки крепления элек­тродвигателя.

В группу прямоточных канальных вентиляторов входят вентиля­торы с круглым корпусом (тип 1.1) и вентиляторы с квадратным (прямоуголь­ным) корпусом (тип 1.2). Вентиляторы второй группы, т. е. канальные вентиляторы со спиральным корпусом, представлены на рис. 4.34.

Отличительной чертой этих вентиляторов является то, что ось вращения колеса расположена перпендикулярно направле­нию потока во входном/выходном воздуховоде. В эту группу входят вентиляторы с прямоугольными корпусами, так называемые «положенные на бок колеса» (тип 2.1), и вентиляторы со спиральными корпусами, но установленные в боксы (тип 2.2). Вентиляторы этой группы всегда имеют в том или ином виде спиральный корпус (или его упрощенный элемент) для организации выхода по­тока.

Вентиляторы второй группы, строго говоря, не являются канальными венти­ляторами, хотя и подпадают под признаки канальных вентиляторов. Мы созна­тельно называем эту группу канальными вентиляторами со спиральным корпу­сом, чтобы показать, что это те же радиальные вентиляторы, но несколько видоизмененные. Так, например, вентиляторы с «положенными на бок колеса­ми» (тип 2.1, рис. 4.34а) — это вентиляторы с входным коробом, который «вы­родился» в некую узкую полость на входе, и с элементом спирали на выходе. Ка­нальные вентиляторы со спиральным корпусом, установленные в бокс (тип 2.2, рис. 4.346), как и следует из определения, являются обычными радиальными вентиляторами, но имеют видоизмененный входной короб, который принял форму объемлющего вентилятор бокса.

Следующее отличие, которое наблюдается внутри каждой из двух групп вен­тиляторов, — эго типы используемых колес. Исходя из различий аэродинамиче­ских характеристик принято разделять радиальные колеса на две группы: с назад загнутыми лопатками и с вперед загнутыми лопатками. Первые имеют макси­мальные коэффициенты производительности примерно до 0,4—0,42 и коэффи­циенты полного давления до 0,7—1. У вентиляторов с колесами такого типа раз­ница между статическим и полным давлением обычно невелика, и они имеют достаточно большие КПД. Вентиляторы с колесами с вперед загнутыми лопатками имеют максимальные коэффициенты производительности примерно до 0,8 и коэффициенты давления до 2,5—3. Рабочие колеса с загнутыми вперед лопат­ками отличаются очень большими скоростями закручивания потока на выходе и поэтому используются только со спиральным корпусом.

Аэродинамический КПД таких вентиляторов несколько меньше, чем у аналогичных вентиляторов с загнутыми назад лопатками, однако они позволяют получить требуемые пара­метры в рабочей точке при меньших габаритах или меньшей частоте вращения, что в ряде случаев бывает решающим. Из-за большой скорости потока на выходе из вентилятора у них динамическое давление (подсчитанное по скорости в вы­ходном сечении спирального корпуса) составляет большую долю в полном дав­лении, чем у вентиляторов с назад загнутыми лопатками. В ряде случаев исполь­зования колес с вперед загнутыми лопатками в канальных вентиляторах динамическое давление полностью теряется.

В прямоточных канальных вентиляторах, как правило, применяются колеса с назад загнутыми лопатками (хотя есть один представитель с вперед загнутыми лопатками), и конструктивно вентиляторы отличаются в зависимости от разно­видности используемых колес: обычные радиальные или диагональные колеса. Вентиляторы с круглым корпусом и с диагональными колесами (1.1. В. О), в свою очередь, могут иметь корпуса с поджатием потока (1.1.В. 01) и не иметь такового (1.1 В.02), что также приводит к некоторому различию в аэродинамических ха­рактеристиках.

В канальных вентиляторах со спиральным корпусом используются колеса как с загнутыми вперед, так и с загнутыми назад лопатками. Вентиляторы с пря­моугольным корпусом («положенные на бок колеса», 2.1) выпускаются с назад и с вперед загнутыми лопатками. Вентиляторы с назад загнутыми лопатками могут иметь как развитый спиральный корпус, так и упрощен­ный (три стенки на выходе), но мы не разделяем эти типы вентиляторов, по­скольку не обнаружили существенных различий в аэродинамических характери­стиках.

Эффективность канальных вентиляторов радиальных

КПД радиальных вентиляторов

Выше были рассмотрены различные типы канальных вен­тиляторов, но не был затронут вопрос об их коэффициенте полезного действия (КПД).

КПД вентиляторов в квадратном может быть в диапазоне 0,45—0,6 в зависимости от типоразмера и гео­метрии колеса.

У вентиляторов с радиальными колесами и круглым корпусом КПД несколько ниже (примерно на 0,1—0,2), чем у соответствующих вентилято­ров в квадратном корпусе, из-за потерь, связанных с противодействием закру­ченного потока центростремительному течению и некоторой остаточной закрут­кой потока. Вентиляторы с диагональными колесами и осевые вентиляторы с меридиональным ускорением имеют КПД 0,6—0,7.

Вентиляторы с положенными на бок рабочими колесами наиболее близки к вентиляторам с обычным спиральным корпусом. Радиальные колеса с загнутыми назад лопатками в спиральном корпусе имеют аэродинамический КПД на уровне 0,75—0,83, но наличие поджатого входа и поворота потока на 90° перед входом в колесо в канальном варианте приводят к значительному умень­шению их КПД. Если же в вентиляторе используется двигатель с внешним рото­ром, размещаемый внутри колеса, то КПД уменьшается еще больше. В действи­тельности у таких вентиляторов можно ожидать КПД не более 0,5—0,55. Вентиляторы с радиальными колесами с загнутыми вперед лопатками (барабан­ные колеса) в спиральном корпусе имеют аэродинамический КПД 0,6—0,74, од­нако в канальном варианте наличие поджатого входа и поворота потока на 90° перед входом в колесо также приводит к снижению КПД. Если же в вентиляторе используется двигатель с внешним ротором, размещаемый внутри колеса, то КПД уменьшается еще больше. Таким образом, у таких вентиляторов можно ожидать КПД 0,4—0,5.

КПД электродвигателей вентиляторов

Если в вентиляторе применяется обычный трехфаз­ный асинхронный электродвигатель (например, отечественный АИР), то он подбирается под потребляемую аэродинамическую мощность вентилятора с уче­том коэффициента запаса на отрицательные температуры и изменение частоты вращения по характеристике невелико. КПД такого типа электродвигателей в зависимости от типоразмера 0,7—0,95. Если в вентиляторе используется электродвигатель с внешним ротором, то это приводит к низким значениям КПД таких двигателей (0,25—0,6).

КПД вентиляторов с электродвигателем

КПД канальных вентиляторов в круглом корпусе (1.1) в рабочем диапа­зоне характеристик составляет 0,04—0,28 (далее в табл. 4.10—4.14 приведена максимальная потребляемая из сети активная мощность).