I ventilatori sono dispositivi progettati per creare un flusso d'aria (in generale, gas). Il compito principale che viene risolto con l'uso di questi dispositivi nelle apparecchiature di ventilazione, condizionamento dell'aria e trattamento dell'aria è la creazione nel sistema di condotti dell'aria di condizioni per il movimento delle masse d'aria dai punti di aspirazione ai punti di emissione o ai consumatori.

Per un funzionamento efficiente dell'apparecchiatura, il flusso d'aria creato dal ventilatore deve superare la resistenza del sistema di condotti dell'aria causata dalle svolte delle linee, dai cambiamenti della loro sezione trasversale, dalla comparsa di turbolenze e da altri fattori.

Di conseguenza, si verifica una caduta di pressione, che è uno degli indicatori caratteristici più importanti che influenzano la scelta di un ventilatore (oltre a questo, le prestazioni, la potenza, il livello di rumore, ecc. svolgono un ruolo importante). Tali caratteristiche dipendono innanzitutto dalla progettazione dei dispositivi e dai principi di funzionamento utilizzati.

Tutti i numerosi design dei fan sono suddivisi in diversi tipi principali:

• Radiale (centrifugo);
• Assiale (assiale);
• Diametrale (tangenziale);
• Diagonale;
• Compatto (refrigeratori)

Ventilatori centrifughi (radiale).

In dispositivi di questo tipo, l'aria viene aspirata lungo l'asse della girante e rilasciata sotto l'influenza delle forze centrifughe sviluppate nell'area delle sue pale in direzione radiale. L'uso delle forze centrifughe consentirà l'uso di tali dispositivi nei casi in cui è richiesta un'alta pressione.

Le prestazioni dei ventilatori radiali dipendono in gran parte dal design della girante e dalla forma delle pale (pale).

In base a questa caratteristica, le giranti dei ventilatori radiali si dividono in dispositivi a pale:

• schienale curvo;
• diretto, compreso rifiutato;
• proteso.

La figura mostra una vista semplificata delle tipologie di giranti (il senso di rotazione operativo delle ruote è indicato dalle frecce).

Giranti a pale curve all'indietro

Tale girante (B nella figura) è caratterizzata da una significativa dipendenza delle prestazioni dalla pressione. Di conseguenza, i ventilatori radiali di questo tipo sono efficaci quando operano sul ramo ascendente (a sinistra) della caratteristica. Se utilizzato in questa modalità, si ottiene un livello di efficienza fino all'80%. Allo stesso tempo, la geometria delle pale consente di ottenere un basso livello di rumore di funzionamento.

Lo svantaggio principale di tali dispositivi è l'adesione delle particelle sospese nell'aria alla superficie delle lame. Pertanto, tali ventilatori non sono consigliati per ambienti inquinati.

Giranti a pale diritte

In tali giranti (forma R in figura) viene eliminato il rischio di contaminazione superficiale da parte delle impurità contenute nell'aria. Tali dispositivi dimostrano un'efficienza fino al 55%. Quando si utilizzano pale diritte curvate all'indietro, le prestazioni si avvicinano a quelle dei dispositivi con pale curvate all'indietro (si ottiene un rendimento fino al 70%).

Giranti con pale curve in avanti

Per i ventilatori che utilizzano questo design (F nella figura), l'effetto delle variazioni di pressione sul flusso d'aria è trascurabile.

A differenza delle giranti con pale curve all'indietro, la massima efficienza di tali giranti si ottiene quando si opera sul ramo destro (discendente) della caratteristica e il suo livello arriva fino al 60%. Di conseguenza, a parità di altre condizioni, un ventilatore con girante di tipo F supera i dispositivi dotati di girante in termini di dimensioni della girante e ingombri complessivi.

Ventilatori assiali (assiali).

Per tali dispositivi, sia il flusso d'aria in ingresso che quello in uscita sono diretti parallelamente all'asse di rotazione della girante del ventilatore.

Lo svantaggio principale di tali dispositivi è la loro bassa efficienza quando si utilizza l'opzione di installazione a rotazione libera.

Un aumento significativo dell'efficienza si ottiene racchiudendo la ventola in un alloggiamento cilindrico. Esistono altri metodi per migliorare le prestazioni, come il posizionamento delle alette direttrici direttamente dietro la girante. Tali accorgimenti consentono di raggiungere un'efficienza dei ventilatori assiali del 75% senza l'uso di pale guida e addirittura dell'85% durante la loro installazione.

Ventilatori diagonali

Con il flusso d'aria assiale è impossibile creare un livello significativo di pressione equivalente. Un aumento della pressione statica può essere ottenuto utilizzando forze aggiuntive per creare un flusso d'aria, ad esempio le forze centrifughe, che agiscono nei ventilatori radiali.

I ventilatori diagonali sono una sorta di ibrido di dispositivi assiali e radiali. In essi l'aria viene aspirata in una direzione coincidente con l'asse di rotazione. Grazie alla struttura e alla disposizione delle pale della girante si ottiene una deviazione del flusso d'aria di 45 gradi.

Pertanto, nel movimento delle masse d'aria appare una componente di velocità radiale. Ciò consente di ottenere un aumento della pressione dovuto all'azione delle forze centrifughe. L'efficienza dei dispositivi diagonali può arrivare fino all'80%.

Ventilatori a flusso incrociato

In dispositivi di questo tipo il flusso d'aria è sempre diretto tangenzialmente alla girante.

Ciò consente di ottenere prestazioni significative anche con giranti di piccolo diametro. Grazie a queste caratteristiche, i dispositivi diametrali si sono diffusi in installazioni compatte come le barriere d'aria.

L'efficienza dei ventilatori che utilizzano questo principio di funzionamento raggiunge il 65%.

Caratteristiche aerodinamiche della ventola

La caratteristica aerodinamica riflette la dipendenza del flusso del ventilatore (prestazioni) dalla pressione.

Su di esso è presente un punto operativo che mostra la portata attuale ad un certo livello di pressione nel sistema.

Caratteristiche della rete

La rete di condotti dell'aria a diverse portate presenta una diversa resistenza al movimento dell'aria. È questa resistenza che determina la pressione nel sistema. Questa dipendenza si riflette nelle caratteristiche della rete.

Quando si costruiscono le caratteristiche aerodinamiche del ventilatore e le caratteristiche della rete in un unico sistema di coordinate, il punto operativo del ventilatore si trova nella loro intersezione.

Calcolo delle caratteristiche della rete

Per costruire le caratteristiche della rete, viene utilizzata la dipendenza

In questa formula:

• dP – pressione del ventilatore, Pa;
• q – portata d'aria, m/h cubi o l/min;
• k – coefficiente costante.

Le caratteristiche della rete sono costruite come segue.

1. Il primo punto corrispondente al punto di funzionamento della ventola è riportato sulla caratteristica aerodinamica. Funziona ad esempio ad una pressione di 250 Pa, creando un flusso d'aria di 5000 metri cubi all'ora. (punto 1 della figura).
2. La formula determina il coefficiente kk = dP/q2. Nell'esempio in esame il suo valore sarà 0,00001.
3. Vengono selezionate casualmente diverse deviazioni di pressione per le quali viene ricalcolata la portata. Ad esempio, con una deviazione di pressione di -100 Pa (valore risultante 150 Pa) e +100 Pa (valore risultante 350 Pa), il flusso d'aria calcolato dalla formula sarà essere rispettivamente 3162 e 516 metri cubi all'ora.

I punti risultanti vengono tracciati su un grafico (2 e 3 nella figura) e collegati da una curva morbida.

Ciascun valore di resistenza della rete di condotti ha le proprie caratteristiche di rete. Sono costruiti in modo simile.

Di conseguenza, pur mantenendo la velocità di rotazione della ventola, il punto di funzionamento si sposta lungo la caratteristica aerodinamica. All'aumentare della resistenza, il punto di funzionamento si sposta dalla posizione 1 alla posizione 2, provocando una diminuzione del flusso d'aria. Al contrario, quando la resistenza diminuisce (passaggio al punto 3a della linea C), la portata d'aria aumenterà.

Pertanto, la deviazione della resistenza effettiva del sistema di canali dell'aria da quella calcolata porta ad una discrepanza tra il flusso d'aria e i valori di progetto, che può influire negativamente sulle prestazioni del sistema nel suo complesso. Il pericolo principale di tale deviazione risiede nell'incapacità dei sistemi di ventilazione di svolgere efficacemente i compiti assegnati.

La deviazione del flusso d'aria da quello calcolato può essere compensata modificando la velocità di rotazione del ventilatore. In questo caso si ottiene un nuovo punto operativo, che si trova all'intersezione tra la caratteristica della rete e la caratteristica aerodinamica della famiglia che corrisponde alla nuova velocità di rotazione.

Di conseguenza, man mano che la resistenza aumenta o diminuisce, sarà necessario regolare la velocità di rotazione in modo che il punto di funzionamento si sposti rispettivamente nella posizione 4 o 5.

In questo caso si verifica una deviazione della pressione dalle caratteristiche calcolate della rete (l'entità delle variazioni è mostrata nella figura).

In pratica, la comparsa di tali deviazioni indica che la modalità di funzionamento del ventilatore differisce da quella calcolata per ragioni di massima efficienza. Quelli. la regolazione della velocità sia in senso crescente che decrescente porta ad una perdita di efficienza del ventilatore e dell'impianto nel suo insieme.

Dipendenza dell'efficienza del ventilatore dalle caratteristiche della rete

Per semplificare la scelta di un ventilatore, diverse caratteristiche della rete si basano sulle sue caratteristiche aerodinamiche. Molto spesso vengono utilizzate 10 righe, i cui numeri soddisfano la condizione

L = (dPd / dP)1/2

• L – numero caratteristico della rete;
• dPd – pressione dinamica, Pa;
• dP – valore della pressione totale.

In pratica ciò significa che nel punto di funzionamento di ciascuna delle linee costruite la portata d'aria del ventilatore è il valore corrispondente dal massimo. Per la linea 5 è al 50%, per la linea 10 è al 100% (la ventola gira liberamente).

In questo caso, l'efficienza della ventola, che è determinata dal rapporto

• dP – pressione totale, Pa;
• q – portata d'aria, m3/h;
• P – potenza, W

potrebbero rimanere invariati.

A questo proposito è interessante confrontare l’efficienza dei ventilatori radiali con pale rovesce e pale avanti. Per i primi, il valore massimo di questo indicatore è spesso più elevato che per i secondi. Tuttavia, questa relazione viene mantenuta solo quando si opera nell'area delle caratteristiche della rete corrispondenti a portate inferiori ad un dato valore di pressione.

Come si può vedere dalla figura, a livelli di flusso d'aria elevati, i ventilatori a curvatura all'indietro richiederanno un diametro della girante maggiore per ottenere la stessa efficienza.

Perdite aerodinamiche nella rete e regole per l'installazione dei ventilatori

Le caratteristiche tecniche dei ventilatori corrispondono a quelle specificate dal produttore nella documentazione tecnica se sono soddisfatti i requisiti per la loro installazione.

Il principale è installare la ventola su una sezione diritta del condotto dell'aria e la sua lunghezza dovrebbe essere almeno una e tre volte il diametro della ventola rispettivamente sui lati di aspirazione e di scarico.

La violazione di questa regola porta ad un aumento delle perdite dinamiche e, di conseguenza, ad un aumento della caduta di pressione. Se questa differenza aumenta, la portata d'aria potrebbe diminuire notevolmente rispetto ai valori calcolati.

Molti fattori influenzano il livello delle perdite dinamiche, delle prestazioni e dell’efficienza. Di conseguenza, quando si installano i ventilatori devono essere soddisfatti altri requisiti.

Lato aspirazione:

• il ventilatore sia installato ad una distanza di almeno 0,75 diametri dalla parete più vicina;
• la sezione trasversale del condotto dell'aria in ingresso non deve differire dal diametro dell'apertura di ingresso di oltre +12 e -8%;
• la lunghezza del condotto dell'aria lato aspirazione aria deve essere maggiore di 1,0 volte il diametro del ventilatore;
• non è accettabile la presenza di ostacoli al passaggio del flusso d'aria (serrande, rami, ecc.).

Lato di scarico:

• la variazione della sezione trasversale del condotto dell'aria non deve superare il 15% e il 7% rispettivamente nella direzione di diminuzione e aumento;
• la lunghezza del tratto rettilineo della tubazione all'uscita deve essere almeno pari a 3 diametri del ventilatore;
• Per ridurre la resistenza si sconsiglia l'utilizzo di curve con angolo di 90 gradi (se è necessario girare la lenza principale, occorre ricavarle da due curve di 45 gradi ciascuna).

Requisiti specifici di potenza della ventola

Gli indicatori di elevata efficienza energetica sono uno dei requisiti principali che si applicano nei paesi europei a tutte le apparecchiature, compresi i sistemi di ventilazione degli edifici. Di conseguenza, l'Istituto svedese per il clima interno (Svenska Inneklimatinsitutet) ha sviluppato un concetto integrale di valutazione dell'efficienza per le apparecchiature di ventilazione basato sulla cosiddetta potenza specifica del ventilatore.

Questo indicatore è inteso come il rapporto tra l'efficienza energetica totale di tutti i ventilatori inclusi nel sistema e il flusso d'aria totale nei condotti di ventilazione dell'edificio. Minore è il valore risultante, maggiore è l'efficienza dell'apparecchiatura.

Questa valutazione costituisce la base per raccomandazioni per l'acquisto e l'installazione di sistemi di ventilazione per vari settori e industrie. Pertanto per gli edifici comunali il valore consigliato non dovrebbe superare 1,5 in caso di installazione di nuovi impianti e 2,0 per le apparecchiature dopo la ristrutturazione.

Introduzione.
Convenzioni fondamentali.
Capitolo 1. Informazioni generali.
1.1. Caratteristiche della rete e dei ventilatori.
1.2. Criteri di somiglianza. Velocità e dimensioni.
1.3. Tipi di ventilatori, loro caratteristiche e aree di funzionamento.
Capitolo 2. Equazioni fondamentali. Caratteristiche delle griglie a profilo piatto.
2.1. Parametri delle griglie di profilo e del flusso.
2.2. Equazioni di Bernoulli ed Eulero. Il teorema di Zhukovsky.
2.3. Caratteristiche teoriche dei reticoli piani.
2.4. Caratteristiche sperimentali dei reticoli.
Capitolo 3. Flusso in un ventaglio ideale e struttura del flusso reale. Impatto del design.
3.1. Base teorica.
3.1.1. Equazioni che descrivono il flusso negli spazi intercoronali.
3.1.2. Distribuzione dei parametri di flusso lungo la lunghezza delle pale. Parametri di turbolenza e reattività del flusso.
3.1.3. Pressione ed efficienza di un ventilatore ideale. Perdite associate alla turbolenza del flusso residuo.
3.1.4. L'equazione di accoppiamento per superfici di flusso non cilindriche.
3.2. Struttura di un flusso reale.
3.2.1. Studio sperimentale del flusso negli spazi intercoronali.
3.2.2. Caratteristiche dei reticoli ad anelli.
3.3. L'influenza delle caratteristiche di progettazione degli elementi del percorso del flusso sulle caratteristiche di flusso e aerodinamiche.
3.3.1. L'influenza del collettore, dell'ogiva e della forma dell'adattatore di alimentazione.
3.3.2. Lame ritorte e non ritorte.
3.3.3. Giochi radiali tra le pale della ruota e i confini del percorso del flusso. La forma delle estremità delle lame.
3.3.4. Giochi radiali sulle alette del dispositivo di controllo con l'alloggiamento e la boccola.
3.3.5. Gioco assiale tra i bordi delle pale.
3.3.6. Il metodo di fissaggio delle lame alla boccola e la tenuta del suo diaframma.
3.4. Stallo rotante e impennata. Ampliare la gamma di funzionamento stabile.
3.4.1. Informazioni generali.
3.4.2. Dispositivi per espandere la gamma di modalità operative stabili.
Capitolo 4. Alcune caratteristiche aeroacustiche dei ventilatori assiali.
4.1. Metodi di misure acustiche e loro elaborazione.
4.2. L'influenza dello spazio assiale tra i bordi delle pale sulle proprietà acustiche del ventilatore.
4.3. Influenza della forma dei profili delle pale e del tipo di design aerodinamico della ventola.
4.4. L'influenza dell'inclinazione delle pale dell'apparecchio. Combinazione di numeri di pale e apparecchi.
Capitolo 5. L'influenza del numero di Reynolds sulle caratteristiche aerodinamiche dei ventilatori.
5.1. Disposizioni e condizioni fondamentali per determinare l'influenza del numero Re.
5.2. Influenza del numero Re sulle caratteristiche dei ventilatori di vari design aerodinamici.
5.3. Effetto della forma del profilo.
Capitolo 6. Metodi per selezionare un ventilatore e coprire il campo della modalità. Tifosi che lavorano insieme.
6.1. Calcolo delle caratteristiche dimensionali utilizzando caratteristiche adimensionali. Ricalcolo delle caratteristiche al variare della velocità di rotazione, del diametro e della densità del gas.
6.2. Metodi di selezione.
6.2.1. Selezione per velocità.
6.2.2. Seleziona per dimensione o foro equivalente.
6.2.3. Altri metodi di selezione.
6.3. Zona economica. Copre il campo delle modalità di ventilazione.
6.3.1. Zona quando regolata dalla rotazione delle pale e dalla velocità di rotazione.
6.3.2. Selezione della gamma ottimale di dimensioni standard di ventilatori regolabili.
6.3.3. Costruzione di una serie di ventilatori dalle discrete caratteristiche.
6.4. Alcune questioni relative al funzionamento congiunto dei fan.
6.4.1. Installazione parallela dei ventilatori.
6.4.2. Installazione sequenziale dei ventilatori.
Bibliografia.

3.9. Caratteristiche aerodinamiche dei ventilatori

3.9.1. Informazioni generali sulle caratteristiche aerodinamiche

La caratteristica aerodinamica di un ventilatore è la relazione grafica tra i principali parametri che la determinano

funzionamento del ventilatore, - pressione, potenza ed efficienza totali derivanti da prestazioni a valore costante della velocità di rotazione della girante.

Metodi di calcolo per determinare i parametri di funzionamento del ventilatore

non consentono di ottenere caratteristiche aerodinamiche sufficientemente precise

statistiche, quindi sono costruite sulla base di dati aerei

prove dinamiche effettuate in condizioni di laboratorio. I risultati della ricerca della ventola a un certo numero di giri della girante possono essere ricalcolati su altre modalità operative e

utilizzato anche per tracciare le caratteristiche dei ventilatori, geo

metricamente simile al progetto testato.

Esistono due tipi di caratteristiche aerodinamiche: dimensionali

e senza dimensioni.

Caratteristiche aerodinamiche dimensionali del ventilatore

(Fig. 3.42) rappresentano le dipendenze del totale P V statico P SV e

(o) pressioni dinamiche P dV sviluppate dal ventilatore, domanda

potenza in uscita N rendimento totale e statico S rendimento dalla produttività Q con una certa densità di gas prima di entrare nel ventilatore e una velocità di rotazione costante della sua girante.

Quando si costruisce la caratteristica di potenza della ventola N Q sudore

Quando non si tiene conto della potenza dei cuscinetti e della trasmissione, poiché il metodo di collegamento della girante al motore è determinato in ciascun componente

caso specifico

Per i ventilatori per uso generale, le caratteristiche aerodinamiche corrispondono al funzionamento in aria in condizioni normali (densità 1,2 kg/m3, pressione barometrica 101,34 kPa, temperatura

pa più 20 °C e umidità relativa 50%). Se i tifosi lo sono

progettato per spostare aria e gas che hanno una densità,

diverso da 1,2 kg/m3, allora i grafici mostrano scale aggiuntive per i valori di P V P SV N corrispondenti alla densità effettiva del mezzo trasportato.

Le caratteristiche aerodinamiche adimensionali rappresentano

sono grafici della dipendenza dei coefficienti di totale e statico

114 Sponsor generale –

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Riso. 3.42. Caratteristiche aerodinamiche della ventola

chi S pressione, potenza totale ed efficienza statica S dal coefficiente di prestazione (Fig. 3.43). Allo stesso tempo, sul

I dati dovrebbero indicare i valori della velocità del ventilatore​​diametro D della girante e la velocità di rotazione alla quale gira il pavimento

Caratteristica di Chena

Le caratteristiche adimensionali vengono utilizzate per calcolare i parametri dimensionali e per confrontare diversi tipi di ventilatori. Esempio

Un tale confronto è mostrato in Fig. 3.44.

I parametri adimensionali dei ventilatori sono limitati all'interno della regione

calcolato dal coefficiente di produttività = 0 3 e dal coefficiente

pressione totale = 0 8. L'analisi delle caratteristiche fornite consente

È impossibile trarre una serie di conclusioni pratiche

– i ventilatori assiali hanno la pressione più bassa, ma hanno l'efficienza complessiva più elevata tra le tipologie di ventilatori prese in considerazione;

Biblioteca didattica ABOK Nord-Ovest

Riso. 3.43. Caratteristica aerodinamica adimensionale del ventilatore

Riso. 3.44. Caratteristiche aerodinamiche adimensionali dei ventilatori

vari tipi

io – assiale; II – radiale; III – diametrale

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Riso. 3.45. Caratteristiche aerodinamiche di un ventilatore su scala logaritmica

a velocità diverse

– i ventilatori radiali occupano una zona intermedia in termini di pressione

leniya ed efficienza;

– i ventilatori tangenziali hanno i coefficienti più alti

pressioni che raggiungono valori di 6 8, poiché il flusso è informato

energia due volte, però, quando si entra nella ruota e quando si esce dalla stessa

hanno i valori di efficienza totale più bassi.

U ventilatori per uso generale progettati per funzionare

Con rete ad essi collegata, dietrocaratteristiche dell'area di lavoro

ki dovrebbe essere presa quella parte di esso in cui corrisponde il valore dell'efficienza totale

0,9 (qui – il valore massimo dell'efficienza totale). Modalità

il funzionamento del ventilatore corrispondente alla massima efficienza è ottimale. La sezione di lavoro della caratteristica deve soddisfare anche la condizione per garantire un funzionamento stabile del ventilatore.

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Quando si selezionano i ventilatori, vengono solitamente utilizzati design aerodinamici.

caratteristiche dei ventilatori prodotti in serie, costruiti

specifico per un'area di lavoro di una dimensione standard specifica e che copre diverse modalità operative, ad es. corrispondenti a vari

velocità di rotazione (Fig. 3.45). Vengono tracciate le dipendenze P V Q

le linee di efficienza energetica costante N indicano la velocità periferica e

frequenza di rotazione. Quando si costruiscono tali caratteristiche, di solito viene raffigurato

parte della curva P V Q è espressa nell'intervallo = (0,7 0,8) . Per comodità

Quando si selezionano i ventilatori, le caratteristiche vengono tracciate su scala logaritmica. Le caratteristiche di tali caratteristiche sono l'assenza di valori nulli di P V e Q e il fatto che siano rappresentate curve paraboliche

linee rette. L'Appendice 1 mostra tale aerodinamica

caratteristiche dei ventilatori radiali tipo VR-86-77.

Si presuppone che la velocità di rotazione delle curve P V Q sia un multiplo di 50, 100

o 200 giri/min (a seconda della dimensione della ventola). Oltre a queste vengono fornite le curve corrispondenti al numero di giri della macchina.

dardo motori elettrici asincroni utilizzati nella progettazione

fan Queste curve vengono utilizzate nei casi in cui la lavorazione

la ruota è direttamente collegata all'albero motore

Ricalcolo delle caratteristiche aerodinamiche ventilatori accesi

altre velocità di rotazione, diametri della girante D e densità

del gas trasportato viene effettuato secondo le dipendenze

Quando si seleziona un ventilatore, è necessario essere guidati da quanto segue: la zona della modalità operativa del ventilatore deve trovarsi nella zona di massima efficienza del ventilatore ed essere al di fuori della modalità di stallo del ventilatore.

In conformità con GOST 10616-90, l'area di lavoro delle caratteristiche aerodinamiche della ventola deve essere limitata all'intervallo di prestazioni in cui l'efficienza totale della ventola è pari a 0,9 dell'efficienza massima. Questo è esattamente il modo in cui le caratteristiche aerodinamiche dei ventilatori vengono presentate nei cataloghi della maggior parte dei produttori di ventilatori. Tuttavia, in questo caso, si perdono le modalità di massima prestazione, in cui la ventola può funzionare, anche se con minore efficienza.

I cataloghi di alcuni produttori occidentali e, più recentemente, quelli di produttori nazionali, forniscono una curva di pressione totale dalla modalità Q=0 alla modalità di prestazione massima Qmax. Se non vengono fornite né la curva di potenza né l'efficienza totale (statica), è estremamente difficile selezionare una zona di lavoro. In questo caso, ai fini della valutazione, si può presumere che la modalità di massima efficienza totale si verifichi a circa 2/3 della prestazione massima del ventilatore Qmax. Il fattore di sicurezza ks può essere assunto ks = 1,25...1,5 (valori maggiori se il guasto ha un impatto di forza maggiore sulla progettazione del ventilatore).

Nella scelta dei ventilatori (radiali, assiali) in base alle caratteristiche aerodinamiche riportate nei cataloghi è necessario prestare attenzione a quanto segue:

a) se la potenza indicata nelle caratteristiche è la potenza consumata dal ventilatore, oppure è la potenza consumata dal motore del ventilatore dalla rete;

b) il motore elettrico che completa il ventilatore ha una riserva di potenza per le correnti di avviamento, le basse temperature del mezzo in movimento.

Questi parametri determinano l'efficienza del ventilatore, le sue caratteristiche aerodinamiche e il rendimento del motore elettrico alle basse temperature dell'aria in movimento. Ad esempio, se il motore elettrico non dispone di riserva di potenza (ventilatori da condotto con rotore esterno), la conversione diretta della pressione ad una temperatura inferiore potrebbe non dare risultati corretti, poiché a causa dell'aumento del consumo di energia il motore elettrico potrebbe “ velocità di ripristino”.

Analizzando le caratteristiche aerodinamiche dei ventilatori assiali è necessario tenere presente la seguente circostanza. Nella pratica domestica, in alcuni casi, ad esempio, quando il motore elettrico è posizionato davanti alla ruota e il mozzo della ruota sporge oltre la carrozzeria, la pressione dinamica viene calcolata dalla velocità di uscita del flusso determinata dall'area spazzata dal lame (l'area totale determinata dal diametro della ruota, esclusa l'area occupata dal mozzo della ruota). Nei cataloghi occidentali la pressione dinamica dei ventilatori assiali è determinata dalla superficie totale, cioè dall'area spazzata dalla ruota.

La differenza nelle pressioni statiche determinate con questi due metodi inizia ad avere un effetto notevole quando il diametro relativo della boccola è superiore a n≥0,4 (il rapporto tra il diametro della boccola e il diametro della ventola). Se non si tiene conto di questa circostanza, il ventilatore selezionato potrebbe non fornire la portata prevista in una determinata rete.

Di particolare interesse sono le caratteristiche aerodinamiche riportate nelle specifiche tecniche dei ventilatori radiali con involucro a spirale e, di conseguenza, nei cataloghi della maggior parte dei loro produttori. Si è scoperto che i designer non sempre comprendono la loro interpretazione. Consideriamolo utilizzando come esempio le caratteristiche dei ventilatori VR 80-75-2.5. La scala dei grafici è logaritmica, le curve di pressione totale del ventilatore sono indicate da linee. Qui mostriamo anche una serie di curve discendenti che intersecano le curve Pv(Q). Queste curve sono spesso erroneamente chiamate curve di potenza (a volte chiamate curve di pari potenza). Ciascuna di queste curve mostra la potenza installata del motore elettrico con un margine per correnti di avviamento e temperature negative. Queste infatti sono le curve della pressione totale Pv"(Q) che questo ventilatore avrebbe se funzionasse a velocità variabile, ma a potenza costante: sul lato sinistro del punto di intersezione con la curva reale Pv( Q) - con frequenza maggiore rispetto a quella nominale e a destra del punto di intersezione - con frequenza ridotta Da tutto quanto sopra, si dovrebbe capire solo una cosa: sul lato sinistro, prima dell'intersezione della curva immaginaria con quello reale, il motore elettrico funziona con riserva di carica, mentre sul lato destro è sovraccarico e potrebbe guastarsi durante un prolungato periodo di inattività.

Figura 7.24. Installazione di un ventilatore assiale TsAGI tipo U.

Riso. 7.23. Ventilatore assiale da tetto.

1-griglia di sicurezza; 2- collettore; 3- corpo; 4- motore elettrico; 5- girante; 6- diffusore; 7-valvole; 8-ombrello.

Attualmente è iniziata la produzione di questo ventilatore nella modifica del tetto (Fig. 7.23). In questo caso, la ventola ruota su un piano orizzontale, essendo installata sull'albero di un motore elettrico posizionato verticalmente, montato su tre supporti nel guscio (alloggiamento).

L'intero impianto è situato in una tubazione corta, dotata di una griglia di sicurezza sul lato di ingresso dell'aria e di un ombrellone sul lato di uscita.

Le unità sono prodotte nelle taglie venti-five n. 4, 5, 6, 8, 10 e 12. Secondo il catalogo, la velocità periferica massima è di 45 m/sec. La pressione statica massima sviluppata raggiunge 10-11 kg/m2 con efficienza statica 0,31.

I ventilatori assiali TsAGI tipo U (universale) hanno un design più complesso. La ventola è costituita da una boccola di grande diametro (0,5 D), su cui sono fissate 6 o 12 lame cave. Ogni lama è rivettata su un'asta, che a sua volta viene avvitata in un vetro speciale e fissata con dadi nella manica. Le pale sono girevoli e possono essere installate con un angolo compreso tra 10 e 25° rispetto al piano di rotazione della ruota (Fig. 7.24). L'installazione delle lame con l'angolazione richiesta viene eseguita in base ai segni praticati sulla superficie laterale della boccola.

La possibilità di cambiare l'angolazione delle pale, cioè cambiare la geometria della ruota, conferisce a questo ventilatore versatilità, poiché la pressione che sviluppa aumenta con l'aumentare dell'angolo delle pale.

La ventola è progettata per essere azionata da un motore elettrico tramite una trasmissione a cinghia trapezoidale, quindi la ventola è montata su un albero. L'albero ha due cuscinetti, i cui alloggiamenti sono posizionati in supporti a forma di scatola. Ogni supporto è dotato di quattro aste in fusione che terminano con piedi piatti con fori per i bulloni di montaggio. I supporti con aste e piedi formano due telai su cui è fissata la ruota. La puleggia motrice si trova in un cantilever all'estremità dell'albero. Attualmente (principalmente per le esigenze dell'industria tessile) vengono prodotti ventilatori con 12 pale n° 12, 16 e 20. La ruota di queste macchine è molto resistente e consente velocità periferiche fino a 80-85 m/sec..

Considerando che la pressione sviluppata da un ventilatore di tipo Y dipende dall'angolo di installazione delle pale, un tipico ventilatore dovrebbe essere costruito separatamente per ciascun angolo. Pertanto, per i ventilatori di tipo U viene data una caratteristica universale speciale, che copre le aree di funzionamento del ventilatore in varie condizioni.

Le prestazioni delle tre taglie di ventilatori vanno da 1-6.000 a 100.000 m 3 /h. Le pressioni sviluppate vanno da 11 kg/m2(con alette installate inclinate di 10°) fino a 35-40 kg/m2(quando si installano le lame in un angolo.

Il motore elettrico che aziona la ventola si trova solitamente sul pavimento vicino alla parete della stanza, nel foro in cui è montata la ventola.

L'efficienza massima della ventola (con angoli delle pale di 20°) raggiunge 0,62. Con angoli di installazione sempre più piccoli l'efficienza diminuisce leggermente (a 0,5 a 10° e a 0,58 a 25°).

Per design aerodinamico di un ventilatore si intende un insieme di elementi strutturali di base disposti in una determinata sequenza e che caratterizzano la parte di flusso della macchina attraverso la quale passa l'aria. Il ventilatore VOD11P implementa il design aerodinamico mostrato in Fig. 7.25 (RK1 + NA + RK2 + SA), ovvero l'aria viene aspirata nel ventilatore dal canale 5 attraverso il collettore 6 sotto l'azione delle forze aerodinamiche derivanti dalla rotazione delle pale 8 della girante RK 1.

Fig.7.25 Design aerodinamico del ventilatore VOD11P

Quando si lascia la ruota, il flusso d'aria vorticoso colpisce le pale 9 della pala NA1, che lo fa girare e lo dirige verso le pale 10 della girante del secondo stadio RK2. Allo stesso tempo, prima di entrare in RK2, viene effettuata una leggera torsione del flusso nella NA nella direzione opposta alla rotazione del rotore, il che aiuta ad aumentare la trazione sulla seconda ruota. Dopo RK2 il flusso entra nell'apparato raddrizzatore SA. Con l'aiuto delle pale 11, l'SA gira il flusso e lo dirige in un diffusore, realizzato sotto forma di un cono espandibile 14 e di un guscio 13. Nel diffusore, lungo il flusso, l'area della sezione trasversale aperta aumenta, quindi , la pressione cinetica diminuisce e la pressione aumenta. Allo stesso tempo aumenta anche la pressione statica.

Le giranti RK1 e RK2 sono montate rigidamente sull'albero 4, montate sui cuscinetti 3 e 12 e ricevono la rotazione dal motore 1 tramite il giunto 2. La carenatura 7 serve a equalizzare il flusso d'aria aspirata nella ventola.

Nella Figura 7.26. Nella sezione è mostrato il ventilatore VOD11P, destinato alla ventilazione dei cantieri minerari nelle aree minerarie e nelle singole camere, e viene utilizzato anche durante l'affondamento dei pozzi minerari, negli impianti di riscaldamento, nelle grandi imprese, ecc.

Il ventilatore è costituito da un rotore-albero 2 con due giranti 4 e 10, fissate rigidamente all'albero tramite chiavette 3 e anelli di bloccaggio. Le giranti del primo stadio RK1 e del secondo stadio RK2 hanno un design identico, composto da 4 boccole su cui sono posizionate 12 pale in materiale polimerico. Le lame 8 e 11 sono installate in prese speciali, fissate mediante anelli elastici distanziatori 6 e premute dalle molle 5 sul mozzo della ruota. Questo fissaggio delle pale consente di ruotarle manualmente attraverso apposite finestre nell'alloggiamento quando il ventilatore viene arrestato entro gli angoli di installazione di 15 - 45 0 per regolare il flusso e la pressione. L'alloggiamento della ventola è costituito da due parti staccabili, superiore 7 e inferiore 15, realizzate in acciaio fuso a forma di cilindro diviso.