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风扇类型——为什么选择向后弯曲的离心式风扇?

向后弯曲的机动叶轮

当我们定义要求的体积流率,我们需要考虑风扇在应用遇到的流动阻力与其是否提供新鲜空气或冷却过程。体积流率 (in m3/hr)和压力 (in Pascals - Pa)成为风扇操作是必须解决的两大问题

重要的是选择一个风扇的性能特点,它应满足所需克服的两大问题或在最高效率点附近。使用风扇的峰值效率,能使能耗和风扇的噪声最小化,同时提供所需的性能。

向后弯曲的离心风是如何工作的呢?

离心风扇的名称是来源于流动的方向和空气如何从风扇的外沿放射状地产生。向后弯曲的离心风扇的特点是它的圆柱形状,几个大型弯曲的叶片和一个锥形入口喷嘴。下面所示的示例中,风扇在按顺时针方向旋转。

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当风扇转动时,叶轮叶片上产生一个压差。在叶轮叶片的凸面侧,在叶轮的旋转运动时,空气中产生一股力,生成正压。叶轮叶片将空气向外推,以径向的方式离开。在叶轮叶片的凹面侧,当风扇转动时,产生负压,将空气吸入叶片之间的间隙。然后,在连续的过程中,这种空气被下面的叶片驱使向外辐射。叶轮叶片吸力侧吸入风扇中心的空气,导致入口与90o排气口之间的气流方向的变化。

风机的特点

后弯离心风机的最佳操作区域是其性能特点的中间部分。当运行于中间压力和中间流量时,向后弯曲的离心风机呈现最好的工作状态。下图展示了最佳工作区域…

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体积流沿x轴绘制,系统压力在y轴上绘制。当系统没有压力时,(风扇自由地运行),一个向后弯曲的离心式风扇会产生最大的流量。在风扇的吸气或排气侧,由于阻力的作用,体积流率会下降。
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峰值效率在特征曲线的中间点处。此时风机的输出功率(体积流量 (m3/s) x静压(Pa)和电力输入(W)的比例最大,风机产生的声压最小。低于或高于最优的操作范围,风扇变得更嘈杂,风扇系统的效率变低。

使用反向弯曲的电动叶轮的优点是它没有堵转点。这意味着风扇特性曲线上没有一点是不能操作的。向后弯曲的机动叶轮也有任何风机类型所拥有的最高静态效率和用于产生气流的机制,这意味着它同样可以用于充气室或纳入滚动空间引导气流排出。

其他的风扇,如轴向、斜线和向前弯曲的离心式风扇,有一些区域是不可取的。这些区域可以形成湍流,对风机的长期可靠运行产生不利影响。

越来越多的选择

不超载的性能特点,高的静态效率和灵活的安装选择这些优点,就是选择向后弯曲的风扇的原因,它能提供最佳的解决方案,来匹配具有流动阻力的气流。为了实现这些好处,进气环(或喷嘴)需要确保在空气进入叶轮时,平滑的层流流动。

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入口环的位置应该是同中心的,并且在风扇进口处应该有一个小的重叠部分。

如上所述向后弯曲的风扇可以用于充气室或纳入滚动空间引导气流排出…

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当用于充气室中,或用于空气处理机组时,设计人员有许多空气传送选项……

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空气进入风扇吸气侧的管道时,可能会通过一些含有流动阻力的器件(微粒过滤器、热回收单元、热交换器等…)。当空气通过风扇时,它会转往90度,并放射性地排出。这种气流模式提供了在径向或内联位置定位排气管道的选择。

当用于滚动空间时,气流的排放呈现定向趋势,并表现了叶轮性能的变化…

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使用一种基本的滚轮可以降低空气的速度,将一些动态压力能量转化为静压,从而产生更陡的压力特性。滚轮的弯曲特性也能使排气操作变得更安静。

安装注意事项——许可

重要的是确保风扇的吸力和排气侧都有足够的间隙。

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风机吸力侧间隙不足会增加气流的入口速度,从而导致湍流。当空气通过叶轮时,这种湍流将会增加,因为叶轮会使风扇叶片的能量转移效率降低,从而产生更多的噪音,降低风扇的效率。同样,在风扇排气侧附近设置障碍物会产生湍流和抖振,这将增加所需克服的阻力。

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进气和排气条件的一般建议是:

入口端

  • 从风扇入口至½风扇直径距离内没有阻碍或对流向的改变

排气侧

  • 液压直径应大于2.2 x 的风扇直径

  • 内联流动方向-从风机后侧至其直径距离内没有阻碍

(详见布局图及上图)

总结-为什么选择向后弯曲的离心式风扇?

当需要的工作点落在中间系统压力的区域时,应考虑风机特性上的中间体积流量。该风机应在其流动特性的中心范围内进行选择。峰值效率的点在风机特性曲线的中间,也就是在其最安静的状态下运行。应避免在最佳范围外(在高流量或高工作压力的极端情况下)操作,由于湍流和叶轮叶片的空气动力效率在该点会产生噪声和系统效率低下。

叶轮进口侧的空气应保持平滑和层流,尽可能提高叶轮叶片的效率。使用进气环(进口喷嘴)重叠叶轮入口锥,有助于消除空气通过风扇前的气流扰动,减少湍流引起的噪声,使工作负荷在工作点达到最小,效率最大化。

不过载特性能够在没有滚轮的情况下安装风扇,以及叶轮设计满足所有类型风扇的最高静态效率,这意味着向后弯曲的风扇是一种灵活的、可调整的风扇设计,可以在广泛的安装范围内使用。

My background is in Mechanical & Production Engineering however working for ebm-papst that has expanded into electro-mechanical, some electronic and acoustic engineering. When it comes to acquiring and passing on knowledge, I try to keep it as simple and as least painful as possible. I am happy to receive feedback and if there are any questions that arise from anything that gets published. If I don't know the answer to your question immediately, I am sure that I know someone that can help.
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