Устройство и принцип действия центробежного вентилятора

Вентиляторами называют устройства, служащие для перемещения воздуха или других газов при давлении не более 0,15*10⁵ Па. Они, как и насосы, находят широкое применение, в частности в системах теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В центробежных вентиляторах рабочее колесо насажено на вал, который установлен в подшипниках на станине. Рабочее колесо или ротор центробежного вентилятора состоит из двух дисков, между которыми располагаются лопатки. Их число колеблется от 6 до 36. Колесо насаживается на вал и помещается в спиральный кожух. Кожух имеет два патрубка: входной (обычно круглого сечения) и выходной (прямоугольного или круглого сечения).

Принцип действия центробежного вентилятора такой же, как у центробежного насоса. Воздух, поступивший через входное отверстие вентилятора в полость рабочего колеса, захватывается лопатками и приводится во вращение. Под действием возникающих при этом центробежных сил он сжимается, отбрасывается в спиральный кожух и через нагнетательный патрубок выходит в воздухопровод. Основное назначение кожуха – собрать поток воздуха, сбегающего с ротора, и понизить его скорость, т.е. преобразовать кинетическую энергию потока (динамическое давление) в потенциальную (статическое давление). В среднем скорость движения воздуха в кожухе принимается равной половине окружности скорости рабочего колеса.

Центробежные вентиляторы классифицируют следующим образом:

1) по создаваемому давлению: низкого (до 0,01*10⁴ Па), среднего (до 0,03*10⁵ Па) и высокого давления (свыше 0,03*10⁵ Па);

2) по назначению: общего (для перемещения чистого воздуха и неагрессивных газов) и специального (для перемещения запыленного воздуха, дымовых газов) назначения;

3) по числу сторон всасывания: одностороннего и двустороннего всасывания;

4) по числу ступеней: одноступенчатые и многоступенчатые.

Центробежные вентиляторы по сравнению с осевыми развивают большое давление, поэтому их целесообразно применять для подачи воздуха при значительном давлении. Центробежные вентиляторы применяют в системах вентиляции со сложной разветвленной сетью воздуховодов в системах пневмотранспорта материалов, котельных установках в качестве тягодутьевых устройств и в системах кондиционирования воздуха.

В настоящее время промышленность выпускает вентиляторы многих типов и серий. Каждому вентилятору присваивается индекс, в котором указаны: давление вентилятора (НД – низкого давления, СД – среднего давления и ВД – высокого давления); назначение вентилятора (Ц – центробежный общего назначения; ЦП – пылевой и т.д.); коэффициент давления при оптимальном режиме – цифровой, соответствующий 10-кратному значению этого коэффициента (с округлением до целых единиц); удельная частота вращения (быстроходность) – цифрой, округленной до целых единиц; номер вентилятора – цифрой, соответствующей размеру диаметра колеса в дециметрах.

Например, центробежный вентилятор общего назначения низкого давления с коэффициентом давления 0,403, быстроходностью 70, диаметром колеса 800мм будет иметь индекс НДЦ4 – 70№8.

Устройство и принцип действия осевых вентиляторов. Осевые вентиляторы представляют собой расположенные в цилиндрическом кожухе (обечайке) лопаточное колесо, при вращении которого поступающий через входное отверстие воздух под воздействием лопаток перемещается между ними в осевом направлении.

Лопатки на колесе осевого вентилятора наглухо закреплены (или встроены) на втулке. Их число от 2 до 32.

Осевые вентиляторы с лопатками симметричного профиля называются реверсивными, а с лопатками несимметричного профиля – нереверсивными. Колеса осевых вентиляторов выполняют сварными из листовой стали или литыми. Они бывают титановыми и пластмассовыми.

Кожух имеет цилиндрическую форму и роль его более ограничена, чем у кожуха центробежного вентилятора, так как поток воздуха проходит параллельно главной оси, не изменяя своего направления. Диаметр кожуха незначительно превышает диаметр рабочего колеса. Зазоры между концами лопаток и внутренней поверхностью кожуха не должны быть более 1,5% длины лопатки, так как большие зазоры резко ухудшают аэродинамические качества осевых вентиляторов.

При отсутствии всасывающего воздуха на входе устанавливают коллектор, обеспечивающий хорошее заполнение входного сечения вентилятора, а так же устраивают обтекатель. Для понижения скорости потока на выходе из вентилятора и преобразования динамического давления в статическое осевые вентиляторы иногда оборудуют диафрагмами.

Осевые вентиляторы по сравнению с центробежными часто имеют больший КПД, они реверсивны и более компактны. Их применяют для проветривания помещений, вентиляции шахт и т.д.

Работа вентиляторов сопровождается шумом, интенсивность которого обуславливается типом механизма, режимом его работы, качеством изготовления и монтажа. Снижение шума вентилятора способствует установка его на специальном виброосновании, имеющем резиновые или пружинные амортизаторы, а также присоединяют их к системе воздуховодов с помощью гибких вставок из прорезиненной ткани.