Как работает центробежный вентилятор? Объяснение крыльчатки, улитки и двигателей

Загляните внутрь небольшого воздухоохладителя или кухонной вытяжки, и вы увидите ту же картину: воздух входит вдоль вала двигателя, поворачивается на 90 градусов и выходит из корпуса под прямым углом. Этот выброс под прямым углом — отличительная черта центробежного вентилятора. В отличие от осевого вентилятора, который перемещает воздух прямо через плоскость лопастей, центробежная крыльчатка выбрасывает воздух радиально наружу, а спиральный корпус преобразует высокоскоростной поток воздуха в статическое давление.

Практический вывод прост: если в вашем приложении есть воздуховоды, фильтры или заслонки, центробежный вентилятор будет удерживать поток воздуха намного лучше, чем осевой вентилятор того же размера. А поскольку крыльчатка развивает давление только на правильной скорости, двигатель не является второстепенным вопросом — он решает, станет ли кривая вентилятора на бумаге реальным воздушным потоком в вашей машине.

Что такое центробежный вентилятор? Правило 90 градусов

Самый быстрый способ распознать центробежный вентилятор — посмотреть на входное и выходное отверстия. Воздух поступает в проушину крыльчатки аксиально, параллельно валу двигателя, и выбрасывается наружу во всех направлениях. Спиральный или спиральный корпус собирает радиальный поток и направляет его через одно выпускное отверстие, поэтому центробежные вентиляторы также называют радиальными вентиляторами или нагнетателями.

Этот поворот на 90 градусов не является выбором упаковки. Это механизм, создающий статическое давление. Воздух покидает крыльчатку с кинетической энергией; корпус замедляет его и преобразует эту энергию в давление. Осевой вентилятор не имеет такой ступени преобразования, поэтому он производит большой объем при низком давлении, но быстро теряет производительность при появлении сопротивления.

Компактные размеры и смещенное входное отверстие позволяют легко размещать центробежные вентиляторы внутри оборудования HVAC, воздухоохладителей и вытяжных систем. Если вы планируете новую конфигурацию двигателя, наш линейка продуктов для двигателей показаны основные типоразмеры корпусов, доступные для этого семейства вентиляторов.

Как воздух движется через центробежный вентилятор: впускное отверстие, рабочее колесо, улитка

Центробежный вентилятор представляет собой трехступенчатую энергетическую машину: направляет воздух, быстро его вращает, а затем замедляет его, чтобы создать давление. Каждый этап имеет отдельный компонент.

Приточный и входящий воздух

Входное отверстие или проушина рабочего колеса должны соответствовать диаметру рабочего колеса. Ограниченное входное отверстие приводит к истощению кончиков лопастей и созданию частичного вакуума, что снижает как поток, так и эффективность. Впускной канал должен оставаться прямым на протяжении как минимум одного диаметра рабочего колеса перед раструбом.

Вращающееся рабочее колесо

В рабочем колесе центробежная сила выполняет реальную работу. При вращении лопасти выталкивают воздух наружу, увеличивая радиальную и тангенциальную скорость. Скорость наконечника, а не только скорость двигателя, определяет, сколько энергии получает воздух.

Спиральный корпус

Спираль представляет собой спиральный канал с постепенно увеличивающимся поперечным сечением. Воздух расширяется и замедляется по мере прохождения через улитку, и это замедление преобразует скорость в статическое давление. Зазор среза возле выпускного отверстия влияет на шум и эффективность, поэтому геометрия корпуса заслуживает не меньше внимания, чем форма лопастей. Если поток воздуха низкий, но ток двигателя в норме, проверьте впускной тракт и улитку перед заменой двигателя.

Три типа лопастей рабочего колеса и когда они имеют значение

Кривизна лопастей определяет кривую вращения вентилятора, эффективность и уровень шума. Выбор неправильного типа лезвия — одна из наиболее распространенных ошибок в спецификациях OEM.

В компактных бытовых приборах загнутые вперед лезвия обеспечивают достаточное давление при более низкой скорости наконечника и меньшем уровне шума. В промышленных пневмосистемах используются загнутые назад лопасти для повышения эффективности и давления. Если воздух содержит пыль или липкие частицы, радиальные лезвия являются самым безопасным вариантом, поскольку они легче сбрасывают материал.

Центробежные и осевые вентиляторы: компромисс в производительности

Осевые и центробежные вентиляторы редко конкурируют за одну и ту же работу. Осевые вентиляторы перемещают большой объем практически без сопротивления; центробежные вентиляторы перемещают умеренный объем, преодолевая значительное сопротивление. Фильтры, змеевики, длинные воздуховоды и выхлопные трубы создают сопротивление, которое осевой вентилятор не может эффективно преодолеть.

На диаграмме показаны типичные относительные кривые. Центробежный вентилятор запускается с более высоким давлением отключения и обеспечивает более равномерную подачу по мере увеличения воздушного потока; осевой вентилятор быстро теряет давление. Для обеспечения давления и бесшумной работы выбирайте консервативный размер рабочего колеса и дайте двигателю работать вблизи номинальной точки. Увеличение размера двигателя не устраняет несоответствующую крыльчатку; это только увеличивает стоимость и шум.

Как двигатель определяет реальную производительность вентилятора

После того как крыльчатка и корпус зафиксированы, двигатель контролирует ощущения клиента: пусковой момент, стабильность скорости, шум, потребляемую мощность и срок службы. Наиболее прямым параметром двигателя является скорость, определяемая числом полюсов и частотой сети переменного тока.

В сети 50 Гц двухполюсный асинхронный двигатель имеет синхронную скорость около 3000 об/мин, четырехполюсный около 1500 об/мин, шестиполюсный около 1000 об/мин. Реальная скорость немного ниже из-за пробуксовки. При 60 Гц умножьте эти значения на 1,2.

Это важно, потому что законы о фанатах неумолимы. Воздушный поток изменяется напрямую в зависимости от скорости, статическое давление изменяется в зависимости от квадрата, а мощность на валу изменяется в зависимости от куба. Если вентилятор работает на 10 % медленнее, воздушный поток падает примерно на 10 %, давление падает примерно на 20 %, а потребляемая мощность падает примерно на 30 %. Самый чистый способ изменить выходную мощность — это преобразователь частоты в сочетании с двигателем с инверторным номиналом, например небольшой вентилятор с регулируемой частотой . Один и тот же корпус может затем обслуживать несколько заданных значений расхода без механических демпферов. Для практических случаев отказа это Технический обзор двигателя вентилятора описывает типичные ошибки, которые стоит рассмотреть перед созданием прототипа.

Малый вентилятор с переменной частотой вращения Поставщик YYK-60, оптовая компания Cixi Xinhao Motor Co., Ltd. является китайским поставщиком и оптовым поставщиком маломощных вентиляторов с переменной частотой вращения YYK-60. Посмотреть продукт →

Где центробежные вентиляторы появляются в повседневном оборудовании

Центробежные вентиляторы редко сидят одни на полке. Они похоронены внутри оборудования, которому нужно давление, чтобы протолкнуть воздух через что-то. На диаграмме ниже показан типичный вес приложений в отраслях, с которыми мы работаем.

В оборудовании HVAC вентилятор должен преодолевать сопротивление змеевика и воздуховода. В испарительных воздухоохладителях крыльчатка протягивает воздух через влажные подушки, поэтому двигатель работает в потоке влажного воздуха и требует влагостойкой изоляции и более длительного срока службы подшипников. двигатель воздушного охладителя испарительного охлаждения разработан с учетом этого рабочего цикла.

Двигатель воздушного охладителя испарительного охлаждения YYK-200 Поставщик, оптовая компания Cixi Xinhao Motor Co., Ltd. является китайским поставщиком и оптовой продажей двигателя воздушного охладителя испарительного охлаждения M ... Посмотреть продукт →

Промышленные очистители воздуха накапливают сопротивление по мере нагрузки на фильтры. Двигатели с прямым приводом и алюминиевыми колесами увеличенного размера лучше сохраняют рабочую точку с течением времени; а Мотор промышленного очистителя воздуха с большим алюминиевым вентилятором является типичным примером такой надежности.

Эффективный большой алюминиевый вентилятор, промышленный двигатель очистителя воздуха YYK-120, поставщик, который Cixi Xinhao Motor Co., Ltd. является китайским поставщиком и оптовой продажей эффективного большого алюминиевого вентилятора промышленного очистителя воздуха YYK-120. ... Посмотреть продукт →

Прежде чем купить: пять деталей спецификации, которые меняют все

Прочитать таблицу данных проще, чем сопоставить ее с реальной рабочей точкой. Эти пять деталей являются причиной наиболее частых несоответствий в переговорах по закупкам OEM.

1. Статическое давление против общего давления. Статическое давление преодолевает сопротивление воздуховода; полное давление включает в себя скоростное давление и всегда выше. Смешение этих двух факторов приводит к появлению вентиляторов меньшего размера.
2. Допуск скорости двигателя. Изменение скорости на несколько процентов становится квадратичным изменением давления. Если приложение жесткое, укажите более жесткий класс скорости.
3. Шум — это спектр. Тот же дБА не означает одинаковый звук. Загнутые вперед лезвия гудят на низкой частоте; радиальные лопасти создают широкополосный шум.
4. Рабочий цикл и изоляция. Непрерывная многочасовая работа требует изоляции класса F или H и шарикоподшипников номинального значения. Двигатель с 10-минутным циклом может перегреться при непрерывной работе.
5. Консистенция партии. Проверьте уровень баланса поставщика. Дисбаланс крыльчатки сокращает срок службы подшипников двигателя быстрее, чем любой другой фактор.

Ничто из этого не является гламурным, но каждый решает, будет ли болельщик по-прежнему выступать после шести месяцев на поле.

Часто задаваемые вопросы

Нужен ли центробежному вентилятору спиральный корпус?

Практически да. Без улитки воздух резко расширяется, и вентилятор ведет себя как высокоскоростной пропеллер с низким выходным давлением.

Почему мой воздушный поток ниже, чем указано в таблице данных?

Сначала проверьте входное ограничение, скорость двигателя и сопротивление системы. Также убедитесь, что крыльчатка не установлена ​​задом наперед — это случается чаще, чем любят признавать поставщики.

Центробежные вентиляторы более эффективны, чем осевые?

При работе на открытом воздухе при низком давлении осевой вариант выигрывает по эффективности и стоимости. При реальном сопротивлении системы хороший центробежный вентилятор с загнутыми назад лопатками часто выходит вперед.

Может ли один двигатель работать с фиксированной и переменной скоростью?

Стандартные двигатели переменного тока могут перегреваться на низкой скорости, если они не предназначены для работы с инвертором. Если вы планируете регулировать скорость, на раннем этапе проекта укажите двигатель с инверторным номиналом.

Как выбрать между изогнутым вперед и изогнутым назад?

Используйте изогнутый вперед корпус для компактных и тихих приборов. Используйте изогнутый назад вариант для высокого давления, высокой эффективности и непрерывной промышленной эксплуатации. Используйте радиальный для грязного или липкого воздуха.