Ventilatoare

VENTILATOARE

1.. VENTILATOARE CENTRIFUGE

1.1..Generalităţi

Ventilatoarele sunt maşini destinate transportului aerului şi gazelor la joasă presiune. Procesul de lucru în ventilatoare având ca efect creşterea energiei de presiune a gazului între aspiraţie şi refulare, în general mai mică de 1.500mm H2O, poate fi studiat fără a lua în considerare compresia termodinamică şi ca atare teoria de bază de la pompe poate fi aplicată aproape integral. Domeniul superior limitei de presiune menţionate este acoperit de suflante şi compresoare.

Ventilatoarele sunt maşini rotative pentru mărirea presiunii aerului, sau cu alte cuvinte pentru încărcarea aerului cu o energie de presiune (presiune statică) transformată din energia mecanică primită la arborele motor.

Elementele principale ale unui ventilator sunt rotorul, carcasa şi sistemul de acţionare al rotorului.

După direcţia de curgere a aerului în ventilatoare, acestea se clasifică în ventilatoare centrifuge sau radiale şi ventilatoare axiale.

La ventilatoarele centrifuge (fig. 1.1), rotorul este alcătuit dintr-un număr de palete ansamblate pe un contur cilindric. Rotorul este introdus în carcasa ventilatorului care are de obicei o formă spirală. Când sistemul de acţionare învârteşte rotorul, aerul conţinut în canalele dintre palete capătă implicit o mişcare de rotaţie. Forţele centrifuge care iau naştere determină proiectarea aerului din aceste canale în interiorul carcasei, în spaţiul cuprins între mantaua exterioară şi vârful paletelor. Locul aerului din canale, proiectat în carcasă, este luat de aerul antrenat din spaţiul cilindric al rotorului, care la rândul său comunică cu exteriorul printr-un orificiu în carcasă denumit gura de aspiraţie a ventilatorului.

Carcasa ventilatorului colectează aerul ieşit din canalele rotorului şi il conduce către gura de refulare. Forma spirală a carcasei corespunde necesităţii de a se majora secţiunile de curgere pe traseul către gura de refulare, potrivit cu creşterea continuă a volumului de aer intrat în carcasă prin canalele

rotorului.

Presiunea aerului în ventilator creşte din două cauze independente:

prima este forţa centrifugă creată de mişcarea de rotaţie ce se imprimă aerului în rotor şi în carcasă; a doua cauză este constituită de energia cinetică comunicată aerului în virtutea vitezei pe care acesta o capătă la ieşirea din rotor.

Energia cinetică a aerului curgând în carcasă trebuie transformată în energie de presiune. Aceasta se poate realiza prin două măsuri constructive: prin forma spirală a carcasei care, oferind majorări ale secţiunii mai mari decât cele corespunzătoare creşterii debitului de aer, asigură viteze medii ale curentului micşorate şi deci presiuni statice crescute în direcţia de curgere; o a doua măsură este pusă în evidentă de fig.1.3 care arată forma de difuzor pe care o capătă carcasa înaintea gurii de refulare.

Datorită unor condiţii impuse de necesităţi practice, forma şi dimensiunile carcasei nu permit transformarea integrală a energiei cinetice în energie de presiune. Din aceasta cauză, după cum se va vedea mai departe, este aproape întotdeauna avantajos să se monteze la gura de refulare a ventilatorului un difuzor care să continue această transformare de energie şi să permită astfel ventilatorului să dezvolte întreaga presiune pe care este capabil s-o creeze.

La construcţiile actuale de ventilatoare centrifuge, paletele au trei forme de bază: curbe şi înclinate înainte, curbe şi înclinate înapoi şi radiale.

Înclinarea paletelor înainte sau înapoi este raportată la sensul de mişcare a ro-torului (fig. 1.1).

FIG. 1.1

Pentru a uşura intrarea aerului in canalele dintre palete şi pentru a reduce pierderile provocate de şocul acestora cu aerul, toate paletele, indiferent de forma lor, au de obicei capetele de intrare înclinate inainte. O perfecţionare importantă adusă în acest sens în ultimii ani este constituită de paletele cu profil aerodinamic înclinate inapoi (fig. 1.2). Funcţiunea acestor palete este complet diferită de cea a aripii de avion cu care au numai o asemănare aparentă.

FIG.1 2

Forma paletelor imprimă ventilatoarelor centrifuge proprietăţi funcţionale specifice, determinate în special de vitezele de ieşire a aerului din rotor care diferă de la un tip de paletă la altul.