Промышленный вентилятор - Industrial fan

Дальнейшая информация: Центробежный компрессор

Промышленные вентиляторы и нагнетатели - это машины, основная функция которых - обеспечивать и направлять большой поток воздуха или газа в различные части здания или других конструкций. Это достигается путем вращения ряда лопастей, соединенных со ступицей и валом и приводимых в действие двигателем или турбина. Расход этих механические вентиляторы диапазон примерно от 200 кубических футов (5,7 м3) до 2000000 кубических футов (57000 м3) в минуту. А воздуходувка это другое название вентилятора, который работает там, где сопротивление потоку в основном находится на стороне выхода вентилятора.

Функции и отрасли

Существует множество применений непрерывного потока воздуха или газа, производимого промышленными вентиляторами, в том числе: горение, вентиляция, аэрация, перенос твердых частиц, выхлоп, охлаждение, очистка воздуха, и сушка, назвать несколько. Обслуживаемые отрасли включают производство электроэнергии, контроль загрязнения, производство металла и обработка, производство цемента, добыча полезных ископаемых, нефтехимический, переработка пищевых продуктов, криогеника, и чистые комнаты.

Центробежные вентиляторы и осевые вентиляторы

Большинство промышленных вентиляторов можно разделить на два основных типа: центробежные вентиляторы и осевые вентиляторы.

Центробежный

Дальнейшая информация: Центробежный вентилятор

Центробежная конструкция использует центробежную силу, создаваемую вращающимся диском с лопастями, установленными под прямым углом к ​​диску, для передачи движения воздуху или газу и увеличения его давления. Узел ступицы, диска и лопастей известен как крыльчатка вентилятора и часто включает другие компоненты, выполняющие аэродинамические или конструктивные функции. Колесо центробежного вентилятора обычно заключено в спиральный корпус вентилятора, напоминающий кожух вентилятора. наутилус морское существо с отверстием в центре. Воздух или газ внутри вращающегося вентилятора выбрасывается с внешней стороны колеса к выпускному отверстию наибольшего диаметра корпуса. Это одновременно втягивает больше воздуха или газа в колесо через центральное отверстие. [1]. Впускной и выпускной воздуховоды часто прикрепляются к корпусу вентилятора для подачи и / или выпуска воздуха или газа в соответствии с требованиями промышленности.

Существует много разновидностей центробежных вентиляторов, у которых могут быть колеса вентилятора диаметром от менее 3 см до более 16 футов (5 м).

Осевой

Дальнейшая информация: Вентилятор осевой

В осевой конструкции используются осевые силы для движения воздуха или газа, вращая центральную ступицу с лопастями, выступающими радиально от ее внешнего диаметра. Жидкость перемещается параллельно валу крыльчатки вентилятора или оси вращения. Осевой вентилятор

часто содержится в коротком участке цилиндрического воздуховода, к которому могут быть подсоединены впускной и выпускной воздуховоды.

Типы осевых вентиляторов имеют колеса вентилятора с диаметром, который обычно колеблется от менее фута (0,3 м) до более 30 футов (9 м), хотя колеса осевого вентилятора градирни могут превышать 82 футов (25 м) в диаметре.

Обычно осевые вентиляторы используются там, где главное требование - большой объем потока, и центробежные конструкции, где требуется как поток, так и более высокое давление.

Пути проектирования

Существует несколько способов определения конструкции вентилятора для приложения.

Для отраслей, где требования к применению не сильно различаются, а применимые конструкции вентиляторов имеют диаметр около 4 футов (1,2 метра) или меньше, можно выбрать стандартную или предварительно разработанную конструкцию.

Когда приложение включает более сложные спецификации или более крупный вентилятор, то конструкция, основанная на существующей конфигурации модели, часто удовлетворяет требованиям. Многие конфигурации моделей уже охватывают диапазон текущих промышленных процессов. Выбирается подходящая модель из каталога вентиляторов компании, и инженеры компании применяют правила проектирования для расчета размеров и выбора опций и материалов для желаемых характеристик, прочности и условий эксплуатации.

Для некоторых приложений требуется специальная конфигурация вентилятора, отвечающая всем спецификациям.

Все промышленные вентиляторы должны быть точно спроектированы, чтобы соответствовать техническим характеристикам при сохранении структурной целостности. Для каждого приложения существуют определенные требования к расходу и давлению. В зависимости от области применения вентилятор может подвергаться воздействию высоких скоростей вращения, рабочей среды с агрессивными химическими веществами или потоками абразивного воздуха, а также экстремальных температур. Более крупные вентиляторы и более высокие скорости создают большие нагрузки на вращающиеся конструкции; для безопасности и надежности конструкция должна исключать чрезмерные напряжения и возбудимость резонансный частоты. Программы компьютерного моделирования для вычислительная гидродинамика (CFD) и анализ методом конечных элементов (FEA) часто используются в процессе проектирования в дополнение к лабораторным испытаниям модели. Даже после того, как вентилятор построен, проверка может продолжаться с использованием проверки производительности вентилятора на поток и давление, испытания тензодатчика на нагрузки и испытаний для регистрации работы вентилятора. резонансный частоты.

Подтипы фанатов

Типы вентиляторов и их подтипы являются отраслевым стандартом, признанным всеми основными производителями вентиляторов. [1]

Центробежный

Любой из этих подтипов вентиляторов может иметь долговечные, устойчивые к эрозии футеровки.

Аэродинамический профиль (Воздушная фольга ) - Вентиляторы с полыми лопатками с аэродинамическим профилем, которые используются во многих отраслях промышленности, предназначены для использования в воздушных потоках, где требуется высокая эффективность и бесшумная работа. Они широко используются для непрерывной работы при окружающих и повышенных температурах в приложениях с принудительной и вытяжной тягой в металлах, химической промышленности, производстве электроэнергии, бумаге, камнях, стекле, восстановление ресурсов, сжигание и другие отрасли по всему миру.

Обратная кривая - Эти вентиляторы имеют КПД почти такой же, как конструкция с аэродинамическим профилем. Преимущество состоит в том, что их изогнутые пластинчатые лопасти одной толщины предотвращают возможность накопления частиц пыли внутри лопасти, как это может происходить с перфорированными лопастями с аэродинамическим профилем. Прочная конструкция обеспечивает высокую скорость вращения, поэтому этот вентилятор часто используется в системах с высоким давлением.

Назад наклонный - Эти вентиляторы имеют простые плоские лопасти, наклоненные назад, чтобы соответствовать графику скорости воздуха, проходящего через крыльчатку вентилятора, для высокоэффективной работы. Эти вентиляторы обычно используются в больших объемах при относительно низком давлении и чистом воздухе.

Радиальное лезвие - Плоские лопасти этого типа расположены радиально. Эти прочные вентиляторы обеспечивают высокое давление при средней эффективности. Они часто снабжены эрозионно-стойкими вкладышами для продления срока службы ротора. Конструкция корпуса компактна, чтобы минимизировать занимаемую площадь.

Радиальный наконечник - Эти вентиляторы имеют колеса с загнутыми назад лопатками, но немного отличаются от вентиляторов с загнутыми назад лопатками. Вентиляторы с загнутыми назад лопатками имеют колеса, лопасти которых изогнуты наружу, в то время как лопасти вентиляторов с радиальными наконечниками изогнуты внутрь и радиально на концах (отсюда и название «радиальный наконечник»), но все еще имеют конфигурацию с загнутыми назад лопатками. Их кривизну также можно рассматривать как радиальную на концах, но постепенно наклоняющуюся в направлении вращения. Эта прочная конструкция используется в приложениях с большим объемным расходом, когда требования к давлению достаточно высоки и необходима устойчивость к эрозии. Он предлагает средний КПД. Обычное применение - грязная сторона рукавного фильтра или электрофильтра. Конструкция более компактна, чем вентиляторы с крыльчаткой, назад загнутыми или загнутыми назад лопатками.

Гребное колесо - Это открытая конструкция крыльчатки без кожухов. Несмотря на невысокий КПД, этот вентилятор хорошо подходит для приложений с очень высокой запыленностью. Он может быть предложен со сменными вкладышами лезвий из керамической плитки или карбид вольфрама. Этот вентилятор также может использоваться в высокотемпературных приложениях.

Вперед-кривая - Эта крыльчатка с короткозамкнутым ротором обеспечивает самый высокий объемный расход (при заданной скорости вращения) среди всех центробежных вентиляторов. Таким образом, он часто имеет преимущество в виде минимального физического пакета, доступного для данного приложения. Этот тип вентилятора обычно используется в высокотемпературных печах. Однако эти вентиляторы могут использоваться только для транспортировки воздуха с низким содержанием пыли, потому что они наиболее чувствительны к накоплению частиц, а также из-за большого количества лопастей, которые требуются колесам с прямым изгибом.

Промышленные вытяжные устройства - Это относительно недорогой среднетоннажный вентилятор с круто наклонными плоскими лопастями для отвода газов, транспортировки стружки и т. Д.

Готовые вентиляторы (PE) - серия вентиляторов с различной формой лопастей, которые обычно доступны только в стандартных размерах. Поскольку они предварительно спроектированы, эти вентиляторы могут поставляться в относительно короткие сроки. Часто предварительно спроектированные роторы с различными формами лопаток могут быть установлены в общий корпус. Они часто доступны в широком диапазоне требований к объему и давлению, чтобы удовлетворить потребности многих приложений.

Воздуходувки - Это воздуходувки малого объема под высоким давлением, используемые для подачи воздуха для горения в печи или для подачи «продувочного» воздуха для очистки и / или сушки.

Воздуходувки без скачков напряжения - Эти нагнетатели высокого давления с малым объемом имеют пониженную тенденцию к «помпажу» (периодическому изменению расхода) даже при сильно сниженной скорости вращения вентилятора. Это обеспечивает экстремальный диапазон изменения (низкий расход) без значительных пульсаций.

Воздуходувки с механическим улавливанием паров -Эти центробежные вентиляторы специальной конструкции предназначены для повышения температуры и давления насыщенного пара в замкнутой системе.

Воздуходувки кислого газа - Эти воздуходувки очень тяжелой конструкции подходят для входного давления от полного вакуума до 100 фунтов на кв. Дюйм. Материалы выбраны с учетом коррозионной стойкости к обрабатываемым газам и твердым частицам.

Специальные нагнетатели технологических газов - Эти нагнетатели предназначены для нефтехимических процессов под высоким давлением.

Осевой

Осевые высокотемпературные вентиляторы - Это вентиляторы большого объема, предназначенные для работы в условиях низкого гидравлического сопротивления в промышленных конвекционных печах. Они могут быть однонаправленными или двунаправленными. Чрезвычайно прочные, они чаще всего используются в высокотемпературных печах (до 1800 ° F).

Трубчатые осевые вентиляторы - Это осевые вентиляторные агрегаты с крыльчатками, расположенными в цилиндрических трубах, без заслонок на входе и выходе.

Вентиляторы осевые - Эти осевые вентиляторы имеют более высокое давление из-за наличия статических лопаток.

Осевые вентиляторы с регулируемым шагом - Лопасти этих осевых вентиляторов регулируются вручную, что позволяет изменять угол наклона лопастей. Это позволяет работать в гораздо более широком диапазоне соотношений объем / давление. Лезвия периодически регулируются для оптимизации эффективности за счет подгонки шага лезвия к изменяющимся условиям применения. Эти вентиляторы часто используются в горнодобывающей промышленности.

Осевые вентиляторы с регулируемым шагом на ходу - Они похожи на «Осевые вентиляторы с регулируемым шагом», за исключением того, что они включают внутренний механизм, который позволяет регулировать шаг лопастей во время движения ротора вентилятора. Эти универсальные вентиляторы обеспечивают высокоэффективную работу в самых разных точках. Эта возможность мгновенной регулировки лопастей является преимуществом, которое возможно только с осевыми вентиляторами.

Вентиляторы охлаждения - (также называемые «вентиляторами градирни») - Это осевые вентиляторы, обычно большого диаметра, для низкого давления и больших объемов воздушного потока. Применяются в мокрых механических градирнях, паровых конденсаторах с воздушным охлаждением, теплообменниках с воздушным охлаждением, радиаторах или аналогичных устройствах с воздушным охлаждением.

Вентиляторы смешанного типа - Модели газовых потоков, создаваемых этими вентиляторами, напоминают комбинацию осевых и центробежных моделей, хотя колеса вентилятора часто кажутся похожими на центробежные колеса. Существуют различные типы вентиляторов смешанного типа, в том числе газонепроницаемые вентиляторы высокого давления и нагнетатели.

Управление потоком

Существует несколько средств управления скоростью потока вентилятора, например, временное снижение скорости потока воздуха или газа; их можно применять как к центробежным, так и к осевым вентиляторам.

Изменение скорости - Все типы вентиляторов, описанные выше, могут использоваться вместе с приводом с регулируемой скоростью. Это может быть регулятор переменного тока с регулируемой частотой, двигатель и привод постоянного тока, паровой турбина водитель, или гидравлический Преобразователь скорости агрегат («гидравлический привод»). Управление потоком с помощью переменной скорости обычно более плавное и эффективное, чем с помощью управления заслонкой. Существенная экономия энергии (при снижении эксплуатационных расходов) возможна, если приводы вентиляторов с регулируемой скоростью используются в приложениях, требующих работы с пониженным потоком в течение значительной части срока службы системы.

Промышленные демпферы - Эти устройства также позволяют регулировать объемный поток вентилятора во время работы с помощью панелей, чтобы направлять поток газа или ограничивать входные и выходные зоны.

Доступны различные демпферы:

Жалюзийные заслонки впускной коробки
Демпферы радиального входа
Заслонки с регулируемой впускной заслонкой (VIV)
Вихревые демпферы
Демпферы нагнетания

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Ассоциация воздушного движения и контроля». AMCA. Получено 2008-05-05.

внешняя ссылка