Girante motorizzata curva in avanti
Quando abbiamo definito la portata volumetrica di cui abbiamo bisogno, sia che si tratti di fornire aria fresca o di raffreddare il processo, dobbiamo combinarla con la resistenza al flusso che il ventilatore incontrerà nell'applicazione.La portata volumetrica, (in m3/h) e la pressione (in Pascal – Pa), vengono combinate per diventare il punto di lavoro contro il quale il ventilatore deve funzionare.È importante selezionare un ventilatore le cui caratteristiche prestazionali soddisfino il punto di lavoro richiesto in corrispondenza o in prossimità del punto di massima efficienza.L'utilizzo della ventola alla sua massima efficienza riduce al minimo il consumo energetico e il rumore emesso dalla ventola, pur offrendo le prestazioni richieste.
Come funziona il ventilatore centrifugo a pale avanti?
Il nome "Ventilatore centrifugo" deriva dalla direzione del flusso e dal modo in cui l'aria entra nella girante in direzione assiale e quindi viene spinta verso l'esterno dalla circonferenza esterna del ventilatore.La differenza nella direzione del flusso tra un ventilatore centrifugo curvo avanti e indietro è la direzione in cui l'aria esce dalla circonferenza della girante.Con girante curvata all'indietro l'aria esce in direzione radiale mentre con girante curvata in avanti l'aria esce tangenzialmente dalla circonferenza del ventilatore.
Un ventilatore centrifugo a pale avanti è caratterizzato dalla sua forma cilindrica e da tante piccole pale sulla circonferenza della girante.Nell'esempio mostrato di seguito, la ventola ruota in senso orario.
A differenza della girante con curvatura all'indietro, la girante con curvatura in avanti richiede un alloggiamento che converte l'aria ad alta velocità che lascia le punte della pala della girante in una forza statica a velocità inferiore.La forma dell'alloggiamento dirige anche il flusso d'aria verso l'uscita.Questo tipo di alloggiamento della ventola è comunemente noto come scroll;tuttavia può anche essere indicato come una voluta o un alloggiamento di scirocco.Installando la girante con curvatura in avanti in un alloggiamento a chiocciola, di solito la chiamiamo soffiante con curvatura in avanti.
Esistono due tipi di soffianti che impiegano una girante motorizzata curva in avanti come mostrato di seguito...
Il ventilatore a ingresso singolo a sinistra aspira l'aria da un lato dell'alloggiamento attraverso l'ingresso rotondo e la dirige verso l'uscita quadrata (qui con una flangia di montaggio).Il soffiatore a doppia entrata ha un alloggiamento a spirale più ampio che aspira l'aria da entrambi i lati della spirale e la invia all'uscita quadrata più ampia.
Come con il ventilatore centrifugo a pale rovesce, il lato di aspirazione della pala della girante aspira l'aria dal centro del ventilatore, il che si traduce in un cambio di direzione del flusso d'aria tra l'ingresso e lo scarico di 90°.
Caratteristica del ventilatore
L'area operativa ottimale per un ventilatore centrifugo a pale avanti è quando funziona a pressioni più elevate.Un ventilatore centrifugo a pale avanti funziona al meglio quando sono richieste pressioni elevate contro flussi di volume inferiori.Il grafico sottostante illustra l'area di lavoro ottimale...
Il flusso di volume è tracciato lungo l'asse X e la pressione del sistema è tracciata sull'asse Y.Quando non c'è pressione nel sistema (il ventilatore soffia liberamente), un ventilatore centrifugo con curvatura in avanti produrrà il flusso di volume maggiore.Quando viene applicata una resistenza al flusso sul lato di aspirazione o di scarico del ventilatore, la portata volumetrica diminuirà.
È necessario prestare attenzione quando si seleziona un soffiante con curvatura in avanti per funzionare a basse pressioni e flusso di volume massimo.A questo punto, la girante opera in uno stallo aerodinamico allo stesso modo di una ventola assiale operante nel punto di sella della sua curva.A questo punto il rumore e il consumo energetico saranno al massimo a causa della turbolenza.
L'efficienza di picco è in un punto chiamato ginocchio della curva caratteristica.A questo punto il rapporto tra la potenza di uscita del ventilatore (portata volumetrica (m3/s) x sviluppo di pressione statica (Pa) e la potenza elettrica assorbita (W) è massimo e la pressione sonora prodotta dal ventilatore sarà Al di sopra e al di sotto della gamma ottimale di funzionamento, il flusso attraverso la ventola diventa più rumoroso e l'efficienza del sistema di ventilazione diminuisce.
Il vantaggio dell'utilizzo di una girante motorizzata curva in avanti a ingresso singolo è che ha una caratteristica di ventola ripida.Ciò è particolarmente utile nei sistemi che richiedono livelli costanti di filtrazione.Quando l'aria passa attraverso un filtro antiparticolato, il filtro arresta la polvere e il polline presenti nell'aria, più fine è il grado di filtrazione, più piccole sono le particelle arrestate dal filtro.Nel corso del tempo il filtro diventerà sempre più intasato da sporco e detriti, il che ha l'effetto che è necessaria una maggiore pressione per erogare lo stesso volume d'aria.L'utilizzo di una girante con una curva caratteristica ripida in questo caso significa che man mano che il filtro si intasa sempre più, il flusso volumetrico rimane costante mentre la pressione attraverso il filtro aumenta.
Il vantaggio dell'utilizzo di una girante curvata in avanti a doppia aspirazione è che da una soffiante di dimensioni relativamente ridotte può erogare un flusso ad alto volume.Il compromesso con l'utilizzo di un soffiatore a doppia aspirazione è che ha uno sviluppo di pressione inferiore, il che significa che può funzionare solo con sistemi a pressione inferiore.
Opzioni di montaggio
Come accennato in precedenza, la girante motorizzata curva in avanti produce aria ad alta velocità alle punte della pala che deve essere diretta e rallentata per convertire la pressione dinamica in pressione statica.Per facilitare ciò, costruiamo una pergamena attorno alla girante.La forma è creata da un rapporto di distanze dal centro della girante all'uscita del ventilatore.Come per il ventilatore a pale rovesce si consiglia anche di avere una piccola sovrapposizione tra l'anello di aspirazione e la bocca della girante.Entrambe le considerazioni sul montaggio sono mostrate nello schema seguente...
Il diametro dell'anello di ingresso dovrebbe consentire solo un piccolo spazio tra la girante e l'anello per evitare il ricircolo dell'aria.
Considerazioni sul montaggio – Distanze
È importante garantire uno spazio libero sufficiente sull'aspirazione e sul lato del ventilatore...
Uno spazio insufficiente sul lato di aspirazione del ventilatore aumenterà la velocità di aspirazione, con conseguenti turbolenze.Questa turbolenza aumenterà man mano che l'aria passa attraverso la girante, il che rende meno efficiente il trasferimento di energia dalle pale del ventilatore all'aria, provocando la creazione di più rumore e riducendo l'efficienza del ventilatore.
Le raccomandazioni generali per le condizioni di ingresso e di scarico sono:
Lato ingresso
- Nessuna ostruzione o variazione della direzione del flusso entro 1/3 del diametro del ventilatore dall'ingresso del ventilatore
Sommario - Perché scegliere un ventilatore centrifugo a pale avanti?
Quando il punto di lavoro richiesto rientra nell'area di pressioni di sistema più elevate rispetto a un flusso di volume inferiore sulla caratteristica del ventilatore, è necessario prendere in considerazione un ventilatore centrifugo con curvatura in avanti a ingresso singolo.Se il requisito per l'applicazione è per un flusso di volume elevato in uno spazio ristretto, è necessario prendere in considerazione un ventilatore centrifugo a doppia aspirazione con curvatura in avanti.
Il ventilatore deve essere selezionato all'interno del suo campo ottimale, che è quello che è noto come il ginocchio della sua curva caratteristica.Il punto di massima efficienza è più vicino al limite di pressione superiore sulla curva caratteristica del ventilatore, dove funziona anche al livello più silenzioso.Il funzionamento al di fuori dell'intervallo ottimale (agli estremi del flusso volumetrico elevato) dovrebbe essere evitato poiché la turbolenza e l'efficienza aerodinamica della pala della girante in questi punti creeranno rumore e la girante funzionerà anche in uno stallo aerodinamico.A basse pressioni e flussi di volume elevato, è necessario tenere in considerazione la temperatura di esercizio del motore sotto carico poiché esiste la possibilità che si verifichi un surriscaldamento del motore.
L'aria sul lato di ingresso della girante deve essere mantenuta il più liscia e laminare possibile.Per massimizzare l'efficienza dovrebbe essere lasciato uno spazio libero di almeno 1/3 del diametro della girante sull'aspirazione del ventilatore.L'uso di un anello di ingresso (ugello di ingresso) che si sovrappone all'ingresso della girante contribuirà a eliminare i disturbi del flusso prima che l'aria venga aspirata attraverso il ventilatore, ridurre il rumore indotto dalla turbolenza, mantenere al minimo il consumo di energia nel punto di lavoro e massimizzare l'efficienza.
La caratteristica di funzionamento ripido, la capacità di pressione più elevata dei soffianti a ingresso singolo e l'elevata capacità di flusso dei soffianti a doppio ingresso significa che il ventilatore con curvatura in avanti è un'opzione utile da considerare in un'ampia gamma di installazioni.
Tempo di pubblicazione: 16 agosto-2023