Voorwaarts gebogen gemotoriseerde waaier
Wanneer we het volumedebiet hebben gedefinieerd dat we nodig hebben, of dit nu is om verse lucht of proceskoeling te leveren, moeten we dit combineren met de weerstand tegen stroming die de ventilator in de toepassing zal tegenkomen.Het volumedebiet (in m3/uur) en de druk (in Pascal – Pa) worden gecombineerd om het werkpunt te vormen waartegen de ventilator moet werken.Het is belangrijk dat we een ventilator selecteren waarvan de prestatiekarakteristiek voldoet aan het vereiste werkpunt op of nabij het punt van piekefficiëntie.Door de ventilator op maximale efficiëntie te gebruiken, worden het stroomverbruik en het geluid van de ventilator geminimaliseerd terwijl de vereiste prestaties worden geleverd.
Hoe werkt een naar voren gebogen centrifugale ventilator?
De naam 'centrifugale ventilator' is afgeleid van de stroomrichting en hoe de lucht de waaier in axiale richting binnenkomt en vervolgens naar buiten wordt gedreven vanaf de buitenomtrek van de ventilator.Het verschil in stroomrichting tussen een voorwaartse en achterwaarts gebogen centrifugaalventilator is de richting waarin de lucht de waaieromtrek verlaat.Met een achterwaarts gebogen waaier komt de lucht in radiale richting naar buiten, terwijl bij een voorwaarts gebogen waaier de lucht tangentieel uit de omtrek van de ventilator komt.
Een naar voren gebogen centrifugaalventilator wordt gekenmerkt door zijn cilindrische vorm en veel kleine schoepen aan de omtrek van de waaier.In het onderstaande voorbeeld draait de ventilator met de klok mee.
In tegenstelling tot de achterwaarts gebogen waaier, heeft de voorwaarts gebogen waaier een behuizing nodig die lucht met hoge snelheid die de toppen van het waaierblad verlaat omzet in een statische kracht met lagere snelheid.De vorm van de behuizing leidt ook de luchtstroom naar de uitlaat.Dit type ventilatorhuis staat algemeen bekend als een scroll;het kan echter ook een slakkenhuis of een sirocco-behuizing worden genoemd.Door de voorwaarts gebogen waaier in een scroll-huis te installeren, spreken we meestal van een voorwaarts gebogen ventilator.
Er zijn twee soorten ventilatoren die gebruik maken van een voorwaarts gebogen gemotoriseerde waaier, zoals hieronder weergegeven...
De ventilator met enkele inlaat aan de linkerkant zuigt lucht aan van één kant van de behuizing door de ronde inlaat en leidt deze naar de vierkante uitlaat (hier te zien met een montageflens).De ventilator met dubbele inlaat heeft een bredere scroll-behuizing die lucht aanzuigt vanaf beide zijden van de scroll en deze naar de bredere vierkante uitlaat voert.
Net als bij de achterwaarts gebogen centrifugaalventilator, zuigt de zuigzijde van het waaierblad lucht aan vanuit het midden van de ventilator, wat resulteert in een richtingsverandering van de luchtstroom tussen de inlaat en de uitlaat van 90o.
Ventilator kenmerk
Het optimale werkgebied voor een naar voren gebogen centrifugaalventilator is wanneer deze bij hogere druk werkt.Een naar voren gebogen centrifugaalventilator werkt het beste wanneer hoge drukken tegen lagere volumestromen vereist zijn.Onderstaande grafiek illustreert het optimale werkgebied...
Langs de X-as is de volumestroom uitgezet en langs de Y-as de systeemdruk.Wanneer er geen druk in het systeem is (de ventilator blaast vrij), zal een naar voren gebogen centrifugaalventilator de grootste volumestroom produceren.Als er een stromingsweerstand wordt uitgeoefend op de zuig- of uitlaatzijde van de ventilator, zal het volumedebiet dalen.
Voorzichtigheid is geboden bij het selecteren van een naar voren gebogen ventilator om te werken bij lage drukken en de hoogste volumestroom.Op dit punt werkt de waaier in een aerodynamische blokkering op dezelfde manier als een axiale ventilator die in het zadelpunt van zijn curve werkt.Op dit punt zullen het geluid en het energieverbruik op zijn hoogtepunt zijn vanwege turbulentie.
Het piekrendement bevindt zich op een punt dat de knie van de karakteristieke curve wordt genoemd.Op dit punt is de verhouding van het uitgangsvermogen van de ventilator (volumestroom (m3/s) x statische drukontwikkeling (Pa) en het opgenomen elektrisch vermogen (W) het grootst en zal de geluidsdruk die door de ventilator wordt geproduceerd, boven en onder het optimale werkingsbereik wordt de stroming over de ventilator luidruchtiger en neemt de efficiëntie van het ventilatorsysteem af.
Het voordeel van het gebruik van een voorwaarts gebogen gemotoriseerde waaier met enkele inlaat is dat deze een steile ventilatorkarakteristiek heeft.Dit is met name handig in systemen die consistente filtratieniveaus vereisen.Terwijl lucht door een deeltjesfilter gaat, houdt het filter stof en pollen in de lucht tegen. Hoe fijner de filtratiegraad, hoe kleiner de deeltjes die door het filter worden tegengehouden.Na verloop van tijd raakt het filter steeds meer verstopt met vuil en puin, waardoor er meer druk nodig is om hetzelfde luchtvolume te leveren.Het gebruik van een waaier met een steile karakteristiek betekent in dit geval dat naarmate het filter steeds meer verstopt raakt, de volumestroom constant blijft terwijl de druk over het filter toeneemt.
Het voordeel van het gebruik van een voorwaarts gebogen waaier met dubbele inlaat is dat deze met een relatief kleine ventilator een grote volumestroom kan leveren.Het compromis bij het gebruik van een dubbelaanzuigende blower is dat deze een lagere drukontwikkeling heeft en dus alleen kan werken met systemen met een lagere druk.
Montage opties
Zoals eerder vermeld, produceert de voorwaarts gebogen gemotoriseerde waaier lucht met hoge snelheid aan de uiteinden van het blad die moet worden gericht en vertraagd om dynamische druk om te zetten in statische druk.Om dit te vergemakkelijken, bouwen we een rol rond de waaier.De vorm wordt gecreëerd door een verhouding van afstanden van het midden van de waaier tot de ventilatoruitlaat.Net als bij de achterwaarts gebogen ventilator wordt ook aanbevolen om een kleine overlap te hebben tussen de inlaatring en de uitmonding van de waaier.Beide montageoverwegingen worden weergegeven in het onderstaande diagram...
De diameter van de inlaatring mag slechts een kleine opening tussen waaier en ring toelaten om recirculatie van lucht te voorkomen.
Montage-overwegingen – Vrije ruimte
Het is belangrijk om te zorgen voor voldoende vrije ruimte aan de zuig- en zijkant van de ventilator...
Onvoldoende speling aan de zuigzijde van de ventilator zal de inlaatsnelheid verhogen wat zal leiden tot turbulentie.Deze turbulentie zal toenemen naarmate de lucht door de waaier gaat, waardoor de energieoverdracht van het ventilatorblad naar de lucht minder efficiënt wordt, er meer geluid ontstaat en het ventilatorrendement afneemt.
Algemene aanbevelingen voor inlaat- en uitlaatcondities zijn:
Inlaat kant
- Geen obstructie of verandering in stroomrichting binnen 1/3 van een ventilatordiameter afstand van de inlaat van de ventilator
Samenvatting - Waarom kiezen voor een voorwaarts gebogen centrifugaalventilator?
Wanneer het vereiste werkpunt in het gebied van hogere systeemdrukken versus lagere volumestroom op de ventilatorkarakteristiek valt, moet een voorwaarts gebogen centrifugaalventilator met enkele inlaat worden overwogen.Als de vereiste voor de toepassing een grote volumestroom in een beperkte ruimte is, moet een voorwaarts gebogen centrifugale ventilator met dubbele inlaat worden overwogen.
De ventilator moet worden gekozen binnen zijn optimale bereik, dat is wat bekend staat als de knie van zijn karakteristieke curve.Het punt van piekefficiëntie ligt dichter bij de hogere druklimiet op de ventilatorkarakteristiek, waar hij ook het stilst werkt.Werken buiten het optimale bereik (bij de extremen van een hoge volumestroom) moet worden vermeden, aangezien de turbulentie en de aerodynamische efficiëntie van het waaierblad op deze punten geluid zal veroorzaken en de waaier ook zal werken in een aerodynamische blokkering.Bij lage drukken en hoge volumestromen moet rekening worden gehouden met de bedrijfstemperatuur van de motor onder belasting, aangezien de motor oververhit kan raken.
Lucht aan de inlaatzijde van de waaier moet zo glad en laminair mogelijk worden gehouden.Om de efficiëntie te maximaliseren, moet er minstens een speling van 1/3 van de waaierdiameter zijn bij de ventilatorinlaat.Het gebruik van een inlaatring (inlaatmondstuk) die de waaierinlaat overlapt, zal helpen om stromingsverstoringen te elimineren voordat de lucht door de ventilator wordt gezogen, het door turbulentie veroorzaakte geluid te verminderen, het stroomverbruik op het werkpunt tot een minimum te beperken en de efficiëntie te maximaliseren.
De steile bedrijfskarakteristiek, het hogere drukvermogen van enkele inlaatblowers en het hoge debiet van dubbele inlaatblowers betekent dat de naar voren gebogen ventilator een nuttige optie is om te overwegen in een breed scala van installaties.
Posttijd: 16 aug. 2023