Призначення, будова та принцип дії вентилятора

Вентилятор - пристрій для переміщення газу зі ступенем стиснення менш 1,15 (або різницею тисків на виході і вході не більше 15 кПа, при більшій різниці тисків використовують компресор) [1].

Основне застосування: системи примусової припливно-витяжної та місцевої вентиляції будівель і приміщень, обдув нагрівальних і охолоджуючих елементів в пристроях обігріву та кондиціонування повітря, а також обдув радіаторів охолодження різних пристроїв.

Вентилятори зазвичай використовуються для переміщення повітря - для вентиляції приміщень, охолодження обладнання, повітропостачання процесу горіння (повітродувки і димососи). Потужні осьові вентилятори можуть використовуватися як рушії, оскільки відкидається повітря, відповідно до третього закону Ньютона, створює силу протидії, діючу на ротор.

Рисунок 1.1- Пристрій побутового холодильника:

1. Передня захисна решітка 2. Стопорне кільце 3. Обертовий елемент 4. Лопать

вентилятора 5. Пластмасова

гайка 6. Задня захисна

решітка 7. Вал двигуна 8. Корпус двигуна 9. Панель

управління 10. Фіксатор основи 11. Скляна основа

Історія вентиляції

Окремі прийоми організованою вентиляції закритих приміщень застосовувалися ще в давнину. Вентиляція приміщень до початку XIX століття зводилася, як правило, до природного провітрювання. Теорію природного руху повітря в каналах і трубах створив М. В. Ломоносов. У 1795 році В. X. Фрібе вперше виклав основні положення, що визначають інтенсивність повітрообміну в опалювальному приміщенні крізь нещільності зовнішніх огороджень, дверні прорізи і вікна, поклавши цим початок вченню про нейтральній зоні.

На початку XIX століття отримує розвиток вентиляція з тепловим спонуканням припливного і видаляється з приміщення повітря. Вітчизняні вчені відзначали недосконалість такого роду спонукання і пов'язані з ним великі витрати теплоти. Академік Е. X. Ленд вказував, що повна вентиляція може бути досягнута тільки механічним способом.

З появою відцентрових вентиляторів технологія вентиляції приміщень швидко вдосконалюється. Перший успішно працював відцентровий вентилятор був запропонований в 1832 році А. А. Саблукова. У 1835 році цей вентилятор був застосований для провітрювання Чагірского рудника на Алтаї. Саблуков запропонував його і для вентиляції приміщень, трюмів кораблів, для прискорення сушки, випаровування і так далі. Широке поширення вентиляції з механічним спонуканням руху повітря почалося з кінця XIX століття.

Типи вентиляторів

У загальному випадку вентилятор - ротор, на якому певним чином закріплені лопатки, які при обертанні ротора, стикаючись з повітрям, відкидають його. Від положення і форми лопаток залежить напрямок, в якому відкидається повітря. Існує кілька основних видів за типом конструкції вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря:

• осьові (аксіальні)

• відцентрові (радіальні)

• діаметральні (тангенціальні)

• безлопатеві (принципово новий тип).

Осьовий (аксіальний) вентилятор

Даний вид вентилятора містить лопаті (у деяких випадках замість поняття «лопаті» застосовується поняття «лопатки»), які переміщають повітря уздовж осі, навколо якої вони обертаються. З причини збігу напрямку руху всмоктуваного і нагнітається повітря, а також, в більшості випадків, простоти виготовлення, цей вид вентилятора є найбільш поширеним.

Приклади застосування аксіальних вентиляторів: малі вентилятори охолодження електроніки (кулери), побутові вентилятори, вентилятори для турбовентиляторних авіаційних двигунів, шахтні вентилятори, вентилятори димовидалення, вентилятори аеродинамічних труб.

Осьовий вентилятор (кулер) з електродвигуном для охолодження комп'ютера

Крильчатка від осьового вентилятора ВН-2

Осьовий вентилятор авіаційного двигуна CFM56

Настільний осьовий вентилятор

Відцентровий (радіальний) вентилятор

Даний вид вентилятора має обертовий ротор, що складається з лопаток спіральної форми. Повітря через вхідний отвір засмоктується всередину ротора, де він набуває обертальний рух і, за рахунок відцентрової сили і спеціальної форми лопаток, направляється у вихідний отвір спеціального спірального кожуха (так званої «равлики», від зовнішньої схожості). Таким чином, вихідний потік повітря знаходиться під прямим кутом до вхідного. Даний вид вентилятора широко застосовується в промисловості.

Відцентровий вентилятор (схема)

Відцентровий вентилятор (анімація)

Відцентровий вентилятор

Залежно від типу, призначення і розмірів вентилятора, кількість лопаток робочого колеса буває різним, а самі лопатки виготовляють загнутими вперед або назад (щодо напрямку обертання). Застосування радіальних вентиляторів з лопатками, загнутими назад, дає економію електроенергії приблизно 20%. Також вони легко переносять перевантаження по витраті повітря. Перевагами радіальних вентиляторів з лопатками робочого колеса, загнутими вперед, є менший діаметр колеса, а відповідно і менші розміри самого вентилятора, і більш низька частота обертання, що створює менший шум.

Відцентрові (радіальні) вентилятори підрозділяються на вентилятори високого, середнього та низького тиску.

Відцентрові вентилятори з алюмінієвих сплавів, укомплектовані вибухозахисними електродвигунами, за рівнем захисту від іскроутворення відносяться до вентиляторів з підвищеним захистом, тобто до вентиляторів, в яких передбачені засоби і заходи, що утрудняють виникнення небезпечних іскор. Вентилятори призначені для переміщення вибухонебезпечних сумішей з температурою не вище 80º С, не викликають прискореної корозії проточної частини вентиляторів, що не містять вибухових речовин, вибухонебезпечного пилу, липких і волокнистих матеріалів з запиленістю не більше 10 мг / м³. Температура навколишнього середовища повинна бути в межах від -40 до +45 ° C. Вентилятори з підвищеним захистом від іскроутворення призначені для переміщення сумішей 1-й і 2-ї категорії груп Т1, Т2, Т3 за класифікацією ПУЕ.

Вентилятор діаметрального перетину (тангенціальний)

У цьому розділі не вистачає посилань на джерела інформації.

Інформація повинна бути перевірена, інакше вона може бути поставлена ​​під сумнів і вилучена.

Ви можете відредагувати цю статтю, додавши посилання на авторитетні джерела.

Ця позначка встановлена ​​13 листопада 2011.

Має ротор типу «біляче колесо» - зазвичай виконаний у формі перцю. Замість стінок у циліндра крильчатка з загнутих вперед лопатей. Крильчатка тангенціального вентилятора вбудована в корпус у форму дифузора, що нагадує корпус відцентрового вентилятора. Тільки повітря забирається нема з торця вентилятора, а по всій його довжині з фронтального боку пристрою. Повітря захоплюється обертовими лопатками, а потім завдяки дифузору набуває прискорення в потрібному напрямку. Тобто в тангенціальних вентиляторах повітря надходить уздовж периферії ротора, і рухається до виходу подібно тому, як це відбувається у відцентровому вентиляторі. Такі вентилятори виробляють рівномірний повітряний потік уздовж всієї ширини вентилятора і безшумні при роботі. Вони порівняно громіздкі, і повітряний тиск низький.

Тангенціальні вентилятори широко застосовуються в кондиціонерах, повітряних завісах, та інших пристроях, де не важливий напір повітря. Відмінною особливістю тангенціальних вентиляторів можна назвати великою витрата повітря, низький рівень шуму.

«Безлопатевий» вентилятор

Побутовий прилад, побудований за принципом ежектора. У безлопатевому вентиляторі повітряний потік створює звичайний вентилятор невеликого розміру, захований в основі і подає повітря з відносно великою швидкістю крізь вузькі щілини у великій рамці, через яку проходить основний потік переміщуваного повітря. За рахунок аеродинамічних ефектів закінчується з щілин повітря захоплює за собою сусідні шари. В основному, навколишнє повітря засмоктується з тильного боку в результаті виникаючого розрідження через форми профілю рамки. У результаті потік повітря посилюється до 15-18 разів у порівнянні з прокачувати нагнітачем об'ємом. Напрямок потоку може бути змінено шляхом регулювання положення рамки. Переваги такої схеми - відсутність доступних ззовні корпусу рухомих деталей і ламінарний вихідний потік, а потенційний недолік - шумність через високий потрібного тиску нагнітача і великий швидкості витікання первинного потоку (близько 90 км / год. у вихідній конструкції). Форма рамки може бути у вигляді кільця або у вигляді витягнутого овалу.

Вентилятори по виконанню

Також вентилятори поділяють за способом виконання:

• багатозональні

• канальні

• дахові

• стельові

Багатозональні вентилятори

Багатозональні відцентрові витяжні вентилятори мають спеціальний корпус, що дозволяє підключити декілька всмоктувальних повітроводів, витягаючих повітря з різних зон. Зоною може бути окремий вентканал, кімната або навіть частина великого приміщення. Такі вентилятори можуть бути незамінні на об'єктах, де слід зробити витяжку з декількох місць, а канал для викиду повітря всього один. Багатозональні витяжні вентилятори дозволяють оптимізувати мережу повітроводів, скоротити кількість дорогих фасонних виробів, використовуючи при цьому однотипні гнучкі повітроводи.

Вентилятор застосовується для створення повітряного потоку для охолодження нагрітих тіл; наприклад, усі великі електричні машини постачені вентилятором для відводу тепла, виділюваного в частинах машини внаслідок втрат енергії. У домашніх умовах вентилятор служить для створення штучного вітру в жарку погоду.

Тому що повітряний потік вентилятора росте зі збільшенням швидкості обертання, нема рації з'єднувати його із двигуном через понижувальний редуктор. Пропелер вентилятора надівається на кінець вала двигуна. Момент, необхідний для обертання пропелера, пропорційний квадрату швидкості. Тому, щоб стрінуть із місця й повільно розігнати пропелер до найбільшої швидкості, від електродвигуна не потрібно великого обертаючого моменту.

Для вентиляторів майже завжди застосовуються асинхронні однофазні двигуни з короткозамкненим витком на полюсі, тому що вони влаштовані простіше інших асинхронних двигунів. Настільний вентилятор зміцнюється на стійці, яка повинна мати відповідні розміри й вага, щоб електродвигун не перекинув її.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: