Главная страница » Что такое центробежный вентилятор

Что такое центробежный вентилятор

  • автор:

Центробежный вентилятор

Вентилятор — машина для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 (или разностью давлений на выходе и входе не более 15 кПа).

Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 В. X. Фрибе впервые изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в отапливаемом помещении сквозь неплотности наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

В начале XIX в. получает развитие вентиляция с тепловым побуждением приточного и удаляемого из помещения воздуха. Отечественные учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 А. А. Саблуковым. В 1835 этот вентилятор был применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и т. д. Широкое распространение вентиляции с механическим побуждением движения воздуха началось с конца XIX века.

Содержание

Типы вентиляторов

В общем случае вентилятор — ротор, на котором определенным образом закреплены лопатки, которые при вращении ротора, сталкиваясь с воздухом, отбрасывают его. От положения и формы лопаток зависит направление, в котором отбрасывается воздух. Существует несколько основных видов по типу конструкции вентиляторов, используемых для перемещения воздуха:

  • осевые (аксиальные);
  • центробежные (радиальные);
  • диаметральные (тангенциальные) ;

Вентиляторы обычно используются как для перемещения воздуха — для вентиляции помещений, охлаждения оборудования, воздухоснабжения процесса горения (воздуходувки и дымососы). Мощные осевые вентиляторы могут использоваться как движители, так как отбрасываемый воздух, согласно третьему закону Ньютона, создает силу противодействия, действующую на ротор.

Осевой (аксиальный) вентилятор

Данный вид вентилятора содержит лопасти (в некоторых случаях вместо понятия «лопасти» применяется понятие «лопатки»), которые перемещают воздух вдоль оси, вокруг которой они вращаются. В виду совпадения направления движения всасываемого и нагнетаемого воздуха, а также, в большинстве случаев, простоты изготовления, этот вид вентилятора является наиболее распространенным.

Примеры применения аксиальных вентиляторов: малые вентиляторы охлаждения электроники (кулеры), вентиляторы для турбовентиляторных авиационных двигателей, вентиляторы аэродинамических труб.

Центробежный (радиальный) вентилятор

Данный вид вентилятора имеет вращающийся (ротор), состоящий из лопаток спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается вовнутрь ротора, где он приобретает вращательное движение и, за счет центробежной силы и специальной формы лопаток, направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха. Таким образом, выходной поток воздуха находится под прямым углом к входному. Данный вид вентилятора широко применяется в промышленности.

Вентилятор диаметрального сечения (тангенциальный)

Имеет ротор типа «беличья клетка» (ротор пустой в центре и лопатки осевого вентилятора вдоль периферии) — обычно выполнен в форме продолговатого цилиндра. Вместо стенок у цилиндра крыльчатка из загнутых вперед лопастей. Крыльчатка тангенциального вентилятора встроена в корпус в форму диффузора, напоминающий корпус центробежного вентилятора. Только воздух забирается не с торца вентилятора, а по всей его длине с фронтальной стороны устройства. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а потом благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении. Т.е. в тангенциальных (тангенсальных) вентиляторах воздух поступает вдоль периферии ротора, и движется к выходу подобно тому, как это происходит в центробежном вентиляторе. Такие вентиляторы производят равномерный воздушный поток вдоль всей ширины вентилятора и бесшумны при работе. Они сравнительно громоздки, и воздушное давление низкое. Тангенциальные вентиляторы широко применяются в кондиционерах, воздушных завесах, фанкойлах и других устройствах, где не важен напор воздуха. Отличительной особенностью тангенциальных вентиляторов можно назвать большой расход воздуха, низкий уровень шума и низкий создаваемый напор. Последняя особенность определяет невозможность осуществлять глубокую фильтрацию воздуха при помощи бытового кондиционера.

Вентиляторы по исполнению

Также вентиляторы разделяют по способу исполнения:

  • многозональные ;
  • канальные ;
  • крышные ;
  • потолочные ;

Многозональные вентиляторы

Многозональные центробежные вытяжные вентиляторы имеют специальный корпус, позволяющий подключить несколько всасывающих воздуховодов, вытягивающих воздух из разных зон. Зоной может быть отдельный вентканал, комната или даже часть большого помещения. Такие вентиляторы могут быть незаменимы на объектах, где следует сделать вытяжку из нескольких мест, а канал для выброса воздуха всего один. Многозональные вытяжные вентиляторы позволяют оптимизировать сеть воздуховодов, сократить количество дорогих фасонных изделий, используя при этом однотипные гибкие воздуховоды.

Канальные вентиляторы

Предназначены для монтажа в вентиляционный канал круглого или прямоугольного сечения. Вентиляторы этого типа устанавливаются на одном валу с электродвигателем в едином корпусе с использованием виброизолирующих прокладок. Вентилятор может быть осевым, многолопастным или радиальным, с лопатками загнутыми как вперед так и назад, одностороннего или двухстороннего всасывания. Корпус канальных вентиляторов может изготавливаться из специального пластика, из гальванизированной стали и даже быть смешанным. Из-за небольших габаритных размеров канальные вентиляторы могут устанавливаться непосредственно в сети воздуховодов, встраиваться в канальные системы вентиляции и кондиционирования воздуха и скрываться за подшивным потолком или в специальных вертикальных шкафах. Возможно любое (горизонтальное, вертикальное или наклонное) положение вентилятора при его установке. Основные преимущества канального вентилятора связаны с его компактностью при значительных расходах воздуха.

Крышные вентиляторы

Крышные вентиляторы монтируются непосредственно на крыше здания, обычно имеют специальную раму для обеспечения долговечности и стойкости к атмосферным воздействиям. В связи с тем, что они практически весь срок службы находятся на улице к ним предъявляются особые требования по влаго и пыле устойчивости. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозоионностойким покрытием, либо гальванизированной. Существуют крышные вентиляторы как для систем общей вентиляции, так и специальные жаропрочные вентиляторы для высокотемпературных систем, например, организация вытяжки для камина или газового котла.

Потолочные вентиляторы

Потолочные вентиляторы применяются для перемешивания воздушных масс в помещениях (особенно, с высокими потолками), для создания направленных воздушных потоков и эффекта прохлады. Так же очень часто потолочные вентиляторы выполняют и декоративную функцию. Монтируются на потолке, обычно имеют функцию реверса и различные вариации по количеству и форме лопастей.

Конструкция

Привод вентиляторов обычно электрический. Электрические вентиляторы состоят из набора вращающихся лопаток, которые размещены в защитном корпусе, позволяющем воздуху проходить через него. Лопасти вращаются электродвигателем. Для больших промышленных вентиляторов используются трёхфазные фазные асинхронные двигатели. Меньшие вентиляторы часто приводятся в действие посредством электродвигателя переменного тока с экранированным полюсом, щёточными или бесщёточными двигателями постоянного тока. Вентиляторы с приводом от двигателей переменного тока обычно используют напряжение электросети. Вентиляторы с приводом от двигателя постоянного тока используют низкое напряжение, обычно 24 В, 12 В или 5 В. В вентиляторах охлаждения для компьютерного оборудования используют исключительно бесщёточные двигатели постоянного тока, которые производят намного меньше электромагнитных помех при работе. В машинах, которые уже имеют двигатель, вентилятор часто соединяется непосредственно с ним — это можно видеть в автомобилях, в больших системах охлаждения и веятельных машинах. Также вентиляторы насажены на валы многих электродвигателей мощностью 1 кВт и более, протягивая через обмотки двигателя охлаждающий воздух — это называется самовентиляцией электродвигателя.

Вентилятор как электроприбор

Вентилятор предназначен для перемещения воздуха в помещении для обеспечения комфортного пребывания в летний период.

Электромеханические вентиляторы оцениваются согласно их состоянию, размеру, возрасту, и числу лопастей. Большинство напольных и настольных вентиляторов имеют три лопасти. Как правило, они сделаны из пластика, что делает их менее опасными, но также и менее прочными. Наиболее общими являются вентиляторы с четырьмя лопастями. Конструкции с пятью или шестью лопастями встречаются редко. Желательно, чтобы материалом, из которого изготавливаются компоненты вентилятора была латунь.

Вентиляторы, питаемые солнечными батареями

Электрические вентиляторы, используемые для вентиляции, могут питаться от солнечных батарей вместо питания от электросети. В этом случае единовременная покупка солнечной батареи окупится со временем за счёт бесплатной электроэнергии. Также, такой вентилятор не зависит от электросети и может работать всегда, когда светит солнце.

Типичный пример — 10-ваттную, солнечную панель 12×12 дюймов (30,5×30,5 см), снабдив её подходящими кронштейнами, кабелями, и соединителями можно использовать, чтобы вентилировать площадь до 115 м 2 . Она перемещает 21,6 м 3 воздуха за минуту. Из-за широкой распространенности 12 В бесщёточных электродвигателей постоянного тока и дешёвой электропроводки такого низкого напряжения, такие вентиляторы обычно работают с напряжением 12 В. Некоторые стационарные и небольшие переносные вентиляторы оснащены встроенной солнечной батареей.

Что такое центробежный (радиальный) вентилятор

Центробежные или радиальные вентиляторы широко применяются в различных отраслях промышленности, а также в быту. Именно этот тип вентиляторов лежит в основе систем вентиляции, отопления и кондиционирования.

  • Устройство центробежного вентилятора
  • Какие бывают центробежные вентиляторы
  • Как выбрать центробежный вентилятор

Принцип их действия таков: сначала воздух поступает во входное отверстие, затем, за счет вращения лопаточного колеса, расположенного в спиральном кожухе, он попадает в каналы между лопатками колеса, где перемещается под действием центробежной силы (отсюда и название вентилятора), и, наконец, собирается кожухом и направляется в выпускное отверстие.

Устройство центробежного вентилятора

Центробежный или радиальный вентилятор состоит из трех главных частей:

  • Колесо с лопатками
  • Спиральный кожух
  • Станина с валом и подшипниками.

Для того чтобы привести вентилятор в движение используется электрический двигатель.

В свою очередь колесо вентилятора — его основной элемент, состоит из лопаток, переднего и заднего дисков, а также ступицы. Количество лопаток и то, как они загнуты — вперед или назад зависит от цели использования центробежного вентилятора.

Колеса с лопатками, загнутыми назад, более экономичны, они потребляют на 20% меньше электричества и хорошо справляются с перегрузками по расходу воздуха. Но и у вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед, есть свои достоинства. Так, они меньше шумят за счет более низкой частоты вращения, а также отличаются меньшим размером колеса, а значит и корпуса.

Какие бывают центробежные вентиляторы

Колесо вентилятора может вращаться по часовой стрелке или против нее (если смотреть на устройство с той стороны, откуда всасывается воздух), а радиальный вентилятор называется правого или левого вращения соответственно.

В зависимости от полного давления, создаваемого при перемещении воздуха, центробежные вентиляторы делят на 3 группы:

  • Высокого давления — 3000 — 12 000 Па
  • Среднего давления — 1000 — 3000 Па
  • Низкого давления — до 1000 Па.

Как выбрать центробежный вентилятор

В первую очередь, выбирая центробежный вентилятор, следует учитывать с какой средой он будет взаимодействовать.

Другие публикации TopClimat.ru по теме
Что такое вытяжной вентилятор Что такое вытяжной вентилятор
Пристенные вентиляторы дымоудаления Пристенные вентиляторы дымоудаления

Так, вентиляторы обычного исполнения предназначены для перемещения воздуха температурой до 80 градусов, не содержащего агрессивных и липких веществ, с содержанием пыли и твердых примесей до 100 мг/м3.

Кроме этого выпускают радиальные вентиляторы специального исполнения — пылевые (для воздуха, в котором твердых взвесей больше 100 мг/м3), взрывобезопасного исполнения и коррозионностойкие.

Центробежный вентилятор своими руками

Маломощный центробежный вентилятор даст мало проку. Даже тихие вытяжки снабжаются коллекторными двигателями, сильно шумящими. Если факт не пугает, приступим к выбору средств. Покажем, как сделать центробежный вентилятор своими руками из подручных предметов. Если в типичном – осевом – вентиляторе важны мотор и крыльчатка, здесь, ко всему прочему, добавляется корпус. Попробуем собрать центробежный вентилятор самостоятельно.

Центробежный вентилятор

Что такое центробежный вентилятор

Центробежный вентилятор используется в качестве канального. Чтобы упростить рассмотрение, скажем, что пылесос содержит в нечто похожее на канальный вентилятор. Теперь подумайте:

  1. Пыль всасывается шлангом.
  2. Проходит в мешок (бак, отсек).
  3. Проходит фильтрацию.
  4. Минует двигатель.
  5. Выбрасывается с обратной стороны корпуса.

За счет чего получается: внутри стоит центробежный вентилятор, образованный барабаном (беличья клетка), насаженным на вал двигателя. Этого недостаточно. Двигатель с крыльчаткой заключен в герметичный корпус, по каналам которого воздух выходит наружу. Без плотного кожуха смысл работы центробежного вентилятора потеряется. Вот главное различие. В отличие от осевых вентиляторов, часто служащих для личных нужд человека, центробежные применяют в хозяйственной сфере: вентилирование помещения, уборка, очистка воздуха. Чтобы понять, как сделать центробежный вентилятор, изучим принцип действия устройства.

Принцип действия центробежного вентилятора

Центробежный вентилятор работает за счет динамических характеристик потока. Попробуйте привязать камень к нити и покрутить вокруг себя в горизонтальной плоскости. Рука чувствует ощутимое натяжение, если бы связь оборвалась, снаряд немедленно вылетит по касательной к круговой траектории вращения. Аналогично ведут себя и молекулы воздуха: на лопастях колеса обретают значительную скорость и, ничем не удерживаемые, уносятся на внешний периметр. Потом система каналов уже придает потоку нужное направление. Наконец, входит воздух по центру, обычно с противоположной от двигателя стороны.

Внутри пылесоса наблюдаем картину:

  • Воздух из мешка (бака, контейнера), очищенный от пыли, подходит к двигателю с фронтальной стороны и заходит в центр барабана.
  • Разогнанные лопастями до значительной скорости молекулы выбрасываются наружу. Проходят по каналам герметичного корпуса, попутно охлаждая двигатель, покидают чрево пылесоса с обратной стороны.

Особенность конструкции: лопасти центробежного вентилятора создают давление, если корпус негерметичен, то движение потока воздуха станет нарушаться. Следовательно, сложность для мастера-самоучки заключается в создании правильных условий.

В хороших вытяжках применяются двигатели с вентиляторами тангенциального (центробежного) типа. В избранных конструкция удивляет дуэтом беличьих клеток. В последнем случае пара крыльчаток насаживается по обе стороны от двигателя на вал. Тогда воздух входит с двух направлений, перпендикулярных плоскости вращения колес. Таким образом, эффективность центробежного вентилятора растет.

Как сделать центробежный вентилятор

Важная часть вентилятора

Из сказанного очевидным способом осуществить задуманное является снять тангенциальный вентилятор с вытяжки, к примеру. Преимущество: обеспечивается бесшумная работа. Производитель соблюдает нормы, предписанные стандартами, поэтому заводские устройства класса вытяжек сравнительно тихие. Полагаем, что для большинства читателей это не лучшее решение задачи, продолжим рассмотрение.

Пылесос

Внутри пылесоса таится готовый центробежный вентилятор. Большой плюс – уже имеется готовый корпус, который необходимо смонтировать в канал по месту. К дополнительным преимуществам отнесем:

Устройство вентилятора с двигателем от пылесоса

  1. Двигатель пылесоса нацелен на долговременный режим работы. Крутит лопасть сутками напролет. Обмотки чаще защищены от перегрева, вдобавок воздух проходит по каналам, охлаждая статор.
  2. Двигатель пылесоса нацелен на преодоление значительных пневмонагрузок. При собственноручном разборе этого помощника домохозяйки увидите внутри предохранительный клапан. Попробуйте снять и продуть силой легких. Не получается? А двигатель это делает шутя! Зажмите входное отверстие, либо перегните шланг пополам. Щелчок, донесшийся из нутра корпуса, сообщает о срабатывании. Полагаем, подобной силы хватит с лихвой для проведения вентиляции объекта.
  3. Плюс – мощность всасывания(в аэроваттах) указывается в технических характеристиках, аналогична создаваемому давлению. Таким образом, несложно заранее просчитать по формулам, достаточна ли мощность двигателя для избранной задачи. Иногда производители настолько добры, что указывают скорость движения потока, к примеру, 3 кубометра в минуту. Любой подсчитает: в час – 180 кубических метров. Благодаря высокой мощности, расход будет выдерживаться, несмотря на повороты и изгибы воздуховода.

Недостаток двигателя пылесоса – шумность. Вдобавок коллекторный двигатель искрит, что создает помехи по сети питания. Понадобится сделать сетевой фильтр, чтобы не сжечь импортную домашнюю аппаратуру. Уровень шума высок. Превышает 63 дБ, разрешённых производить в квартире по закону.

Стиральная машина

Из чего еще собрать центробежный вентилятор? Пришел на ум образ стиральной машины с фронтальной загрузкой. Если дверцу снять, а в корпусе проделать каналы, чтобы поток охлаждал обмотки двигателя, получится центробежный вентилятор. Плюс – рабочий отсек стиральной машины герметичен. Просто удалите стенку бака в районе двигателя, чтобы получить подобие центробежного вентилятора. Барабан придется переработать коренным образом, чтобы захватывал воздух. Корпус понадобится разобрать.

Самодельный вентилятор

Возникает главная дилемма: стоит ли демонтировать бак. У большинства моделей специально сделан так, чтобы без повреждения крепежа операцию сделать оказалось нельзя. Это помогает сервисным центрам отслеживать хитрецов, делающих ремонт. В любом случае барабан прорезается по месту, чтобы изготовить в стенках лопатки. Отгибайте сталь внутрь, чтобы конструкция не задевала бак. Вариант: из стенок стального цилиндра, причём выгнуть лопасти нужной формы по образу и подобию заводских промышленных моделей центробежных вентиляторов.

Главным видится правильный подбор скорости. 1000 оборотов на отжиме вполне хватит. Диаметр барабана велик. Пылесос дает 6000-16000 оборотов в минуту, но радиус лопастей много меньше. Следовательно, оценивать нужно линейную скорость. Как известно, длина окружности прямо пропорционально зависит от радиуса, следовательно, если диаметр барабана стиральной машины Samsung составляет 45 см, получается минимум в три раза больше, нежели у пылесоса – эквивалентно скорости 3000 оборотов в минуту (минимум). Но! При этом площадь колеса намного больше, следовательно, поток образуется грандиозный.

Из сказанного заключаем, что скорости 1000 оборотов в минуту, тем более, 1500 оборотов в минуту достаточно, чтобы самостоятельно сделать центробежный вентилятор из стиральной машины. Производительность примерно одинакова, однако удельное давление потока сократится. Многое зависит от формы лопаток, настоятельно рекомендуем осведомиться на форуме физиков и гидравликов. Простейший вариант заимствование лопасти у напольного вентилятора. Пластмасса сваривается при помощи набора полиэтиленовых пакетов и паяльника, что позволит укрепить маховик на валу.

Главное, сохранить герметичность. Рекомендуется заделать лишние отверстия, которыми изобилует барабан. Самодельный центробежный вентилятор из стиральной машины опасен в эксплуатации (если бывают безопасные тангенциальные вентиляторы), люк для загрузки белья рекомендуется закрыть прочной решеткой. К примеру, проделайте с фронтальной стороны корпуса ряд отверстий под установку элемента. Устройство центробежного вентилятора дополняется прочной оградой. Решетку делайте из стального прута и крепите на болты.

Регулировка двигателя центробежного вентилятора

В 85% случаев двигатель в стиральной машине коллекторный. Такие, кстати, работают и от постоянного тока. Направление вращения определено полярностью напряжения.

Про схему регулировки оборотов. Принцип действия центробежного вентилятора требует задействования режимов отжима. Найдите тиристорную схему, регулирующую угол отсечки и настройте нужным образом. Для максимальных оборотов подключайте двигатель к сети 220 В. Считаем раскрытыми вопросы, что такое центробежный вентилятор, и как его сделать.

  • alt=»Как сделать вентилятор своими руками» width=»120″ height=»120″ />Как сделать вентилятор своими руками
  • alt=»Пылесос своими руками» width=»120″ height=»120″ />Пылесос своими руками
  • alt=»Ремонт напольного вентилятора своими руками» width=»120″ height=»120″ />Ремонт напольного вентилятора своими руками
  • alt=»Ремонт вентиляторов своими руками» width=»120″ height=»120″ />Ремонт вентиляторов своими руками

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.