Kodėl atbulinio lenkimo siurblys sumažina pramoninės ventiliacijos sistemų vamzdynų oro pasipriešinimą

Lenkijoje veikianti plastiko ekstruzijos gamykla nuo aušinimo skyriaus iki stogo ištraukos įrengė 40 metrų ilgio ortakį. Kai gamybos našumas padidėjo, ašiniai ventiliatoriai nebegalėjo palaikyti reikiamo slėgio po trečiojo posūkio, todėl kaitinimo krosnis per vieną ketvirtį perkaito du kartus. Pagrindinė priežastis buvo oro pasipriešinimas, o ne ventiliatorių sukimosi dažnis. Atbulai lenktas ventiliatorius šią problemą išsprendžia tiesiai jos šaltinyje. Jo ratas nukreipia srautą taip, kad oras palieka ratą su kryptimi ir energija, kurią ortakis gali efektyviai panaudoti. Specialistai, kurie sprendžia karštųjų taškų ir slėgio nuostolių problemas, dažniausiai pasirenka netinkamą ventiliatoriaus tipą, o ne netinkamą sukimosi dažnį. Po įrengimo naujojo ventiliatoriaus lauko matavimai parodė, kad ortakio išėjime palaikomas tikslinis slėgis visuose keturiuose posūkiuose, o kaitinimo krosnies temperatūra grįžo į nustatytą darbo intervalą. Gamykla fiksavo šį pagerėjimą kaip mažesnį specifinį energijos suvartojimą vienam kubiniam metrui pervežto oro – šis rodiklis yra svarbus Europos pirkėjams vertinant vėdinimo sistemų sąnaudas.

Kaip atbulinės kreivumo mentų ratukas veikia ortakių sistemose

Atbulinės kreivumo mentų rato geometrija ir oro srauto kelias

Įrenginio šerdis yra atbulinės kreivumo mentų ratukas – ratas, kurio mentys pasvirę nuo sukimosi krypties. Sukantis ratui oras įeina ašiškai per centrą ir išmetamas į išorę dėl centrifūginės jėgos. Kadangi mentys yra atbulinės kreivumo, santykinė oro greičio reikšmė užpakalinėje briaunoje lieka žema, todėl pavojingas srauto atsiskyrimas išvengiamas. Todėl atbulinės kreivumo siurbliai išlaiko stabilų slėgio–srauto kreivinį ryšį net tada, kai ortakis susiaurėja arba filtras užsikemša. Būtent ši geometrija leidžia tam pačiam vienetui puikiai veikti plačiame statinio slėgio diapazone be pulsavimo ar stabilių režimų ieškojimo. Mentų skaičius pritaikytas ratuko skersmeniui taip, kad įeinančio srauto greičio trikampis prie įleidimo išlieka beveik spindulinis, todėl įtakos kampas išlieka mažas visame darbo diapazone. Mažas įtakos kampas riboja stovėjimo ribos nuostolius, kurie būdingi priekinės kreivumo ratukams artėjant prie dalinės apkrovos.

Statinės slėgio kūrimas korpuso viduje

Sraigtinis korpusas paverčia ratuko kinetinę energiją naudinga statine slėgiu. Atbulos kreivumo konstrukcijoje menties galiukų greitis ir korpuso forma yra suderinti taip, kad slėgis kyla lygiai, o ne staigiais šuoliais. Atbulos kreivumo siurblys užtikrina šį atsarginį slėgį su plokščia galios kreive, kuri apsaugo variklį, kai ortakis riboja srautą. Aukštesnis statinis slėgis leidžia orui įveikti trintį ilguose ortakiuose ir prasiveržti per posūkius, sklendes bei šilumos mainytuvus. Pramoniniai ventiliacijos sistemos priklauso nuo šio atsarginio slėgio, nes realiuose ortakių tinkluose yra filtraai, kurie laikui bėgant užsikemša ir padidina reikalaujamą slėgį. Slėgio nuostoliai sraigtiniame korpuse auga proporcingai greičio kvadratui, todėl tinkamai suprojektuotas sraigtas atgauna daugiau menties galiukų kinetinės energijos nei pernelyg siauras sraigtas. Ši atgaunama energija pasiekia išleidimo lankstą kaip naudingas statinis slėgis, o ne kaip šiluma korpuso sienelėje.

Neperkraunamo elgesio ortakių tinkluose

Priekinėje kreivumo kryptimi išlenktas ratas gali sukelti didėjantį srovės suvartojimą, kai sistema reguliuoja našumą, todėl variklis gali būti perkrautas. Atvirkščios kreivumo kryptimi išlenktas mentų ratas rodo priešingą tendenciją: veleno galia pasiekia maksimumą esant tam tikram oro srautui ir toliau mažėja, todėl variklis lieka saugus net uždarant ortakį. Todėl atvirkščios kreivumo kryptimi išlenktas ventiliatorius turi neperkraunamumo charakteristikas, kurios puikiai tinka ilgiems, filtruotiems ortakiams. Palyginus su ašiniu ventiliatoriumi, centrifūginis ratas palaiko slėgį ten, kur jo reikia ortakyje, o ne praranda slėgio aukščio akimirksniu, kai įmontuojamas posūkis ar filtras. Būtent todėl inžinieriai jį parenka reikalaujamosioms ventiliacijos sistemoms.

Oro pasipriešinimas, turbulencija ir tinkamas parinkimas

Ilguose ortakių ruožuose kilęs oro pasipriešinimas

Kiekvienas kanalo metras prideda trinties nuostolį, o kiekvienas posūkis, šakojimasis ar reguliavimo vožtuvas – vietinį nuostolį. Tose lenkų gamyklos 40 metrų ilgio vamzdyno sistemoje šie nuostoliai susidėjo taip, kad išleidimo angos esamas slėgis žymiai sumažėjo. Atgal nusukti mentys turintis ventiliatorius atkuria saugos ribą, nes jo slėgio–srauto kreivė lieka aukšta ten, kur ašiniai ventiliatoriai pradeda smarkiai kristi. Oro pasipriešinimas taip pat didėja dėl dulkių kaupimosi ant filtrų ir dėl temperatūros svyravimų, keičiančių oro tankį. Projektuotojai, kurie nepaiso sistemos kreivės, dažnai gauna ventiliatorių, kuris sukasi labai greitai, bet perduoda mažai oro, todėl energija švaistoma, o gamybos zonoje kaupiasi šiluma.

Kaip atgal nusuktos mentys sumažina turbulenciją

Turbulencija yra švaistoma energija: sukamasis, kintamojo krypties srautas, kuris įšildo orą ir sukelia ortakio virpesius. Į priekį lenkti ratukai sukuria stiprius vorteksų atskyrimus ant mentų galiukų, ypač esant dalinei apkrovai. Atgal lenkto tipo siurbliai naudoja mentų kampą, kad išlaikytų srautą prilipusį prie paviršiaus, todėl kiekvienos mentos užpakalyje susidaro mažas ir tvarkingas srauto „šešėlis“. Mažesnė turbulencija reiškia mažesnį triukšmą ir mažesnius virpesius, perduodamus konstrukcijai. Šiltnamio, veikiančio visą parą, tyla ir pastovus srautas sumažina guolių ir sandarinimo tarpiklių nuovargį bei užtikrina ventiliacijos sistemos numatytą veikimą keičiantis apkrovoms.

Siurblio parinkimas, montavimas ir techninė priežiūra

Teisingas parinkimas prasideda nuo sistemos kreivės, o ne katalogo numerio. Inžinieriai išmatuoja bendrą ortakio ilgį, suskaičiuoja alkūninius vamzdžius ir įvertina filtrų slėgio nuostolius eksploatavimo pabaigoje. Turėtų būti pasirinktas atbulinėmis kreivėmis dūmtraukis, kurio maksimalus naudingumo koeficientas būtų arti numatyto darbo taško, paliekant atsargą vasaros aplinkos temperatūrai kompensuoti. Standartai, tokie kaip IEC 60034 ir EN 60335, nustato variklių izoliacijos ir šiluminės apkrovos ribas, o CE žymėjimas patvirtina atitiktį Europos rinkos reikalavimams. Įrenginys turi būti sumontuotas ant standžios pagrindo plokštės, įleidimo žiedo ašis turi būti lygiagreti su ortakio flanšu, o impelerį apsaugoti – reikia įdiegti pirminį filtrą. Kas mėnesį reikia tikrinti vibraciją ir temperatūrą bei patikrinti IP54 apsauginio korpuso sandarumą – tai padeda aptikti gedimus prieš pilną sustabdymą ir išlaikyti naudingumo koeficientą metų metais.

SANTRAUKA

Pramoniniai ortakių tinklai gyvena arba žūva dėl slėgio atsargos. Atgal nusuktojo mentuotojo ventiliatoriaus nauda – stabilus statinis slėgis, mažas turbulencijos lygis ir neperkraunama veikla, kuri išlaiko veikimą užsikimšus filtrams ir ilgose ortakių linijose – tai pasiekiama dėl mentuotojo geometrijos. Tinkamas dydžio parinkimas pagal tikrąją sistemos charakteristiką, švarus montavimas ir reguliarus patikrinimas leidžia ventiliacijos sistemai išlaikyti efektyvumą be netikėtų apkrovų varikliui. Pirkėjams, kurie renkasi ventiliatorius Europoje, Rusijoje ir Indijoje, atgal nusuktojo tipo konstrukcija išlieka praktiškas sprendimas nuolatinei oro pasipriešinimui reikalaujančiose ortakių schemose.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas 1

Kas apibrėžia atgal nusuktojo kreivumo centrifūginį ventiliatorių? Atgal nusuktojo kreivumo pučiamasis įrenginys – tai centrifūginis ventiliatorius, kurio mentys išlenktos nuo sukimosi krypties. Tokia forma užtikrina oro srauto prilipimą prie mentų, sumažina turbulenciją ir efektyviai sukuria statinį slėgį. Neperkraunamoji galios charakteristika saugo variklio srovę, net kai ortakiai susiaurėja. Pramoninėje ventiliacijoje šie ventiliatoriai perduoda orą per ilgus ortakius ir filtrus, kur ašiniai ventiliatoriai praranda slėgį. „Lobisong“ šiuos ratukus derina su bešepetėliais išorinio rotoriaus varikliais, grynuoju vario apvyniojimu ir atitinka CE/IEC reikalavimus, kad būtų tinkami visame pasaulyje veikiantiems B2B pirkėjams.

Klausimas 2

Kodėl mentuotojas sumažina turbulenciją ortakuose? Atgal nusukti mentų kampai leidžia orui palikti ratą maža santykine greičio verte, todėl kiekvienos mentos pasekmių srautas lieka mažas. Srautas išlieka prilipęs prie paviršiaus, o ne atskyla į vorteksus, kurie sukelia ortakų virpesius. Mažesnė turbulencija reiškia stabilesnį slėgį ir tylesnį veikimą dalinės apkrovos režimu. Filtruojamoje ventiliacijoje šis tvarkingas srautas apsaugo guolius ir sandarinimus nuo nuovargio, užtikrindamas numatytą našumą, kai užsiteršia filtrai ir sistemos charakteristika keičiasi gamybos metu.

Klausimas 3

Kaip turėtų būti nustatytas statinis slėgis ventiliacijos sistemoje? Pradėkite nuo sistemos kreivės, o ne iš katalogo. Išmatuokite bendrą ortakių ilgį, suskaičiuokite alkūninius vamzdžius ir įvertinkite filtrų slėgio nuostolius eksploatacijos pabaigoje. Pasirinkite įrenginį, kurio didžiausias naudingumo koeficientas yra arti numatyto darbo taško, su atsarga karštam vasaros orui. IEC 60034 ir EN 60335 standartai nustato variklių šiluminius ribojimus, o CE ženklas patvirtina atitiktį Europos reikalavimams. Ventiliatoriaus kreivės ir ortakių kreivės palyginimas pašalina spėliojimus ir neleidžia nei energijos švaistymo, nei procesų trūkumo dėl nepakankamo oro srauto.

Klausimas 4

Ar šis ventiliatorius gali veikti nuolat? Taip. Tikslūs guoliai, gryno vario apvijos ir bešepetinė išorinio rotoriaus variklio konstrukcija leidžia nepertraukiamą veikimą visame nustatytoje temperatūros ribų diapazone. Neperkrovimo charakteristika neleidžia srovės šuolių, kai užsidaro ortakis, taip apsaugodama variklį. Mėnesinės vibracijos ir temperatūros tikrinimo procedūros leidžia aptikti gedimus dar prieš įrenginio išjungimą. IP54 apsaugos laipsnio korpusas ir pirminis filtras, kuris išlaiko palečių švarą, užtikrina ilgalaikę efektyvumą šiems įrenginiams reikalaujančiose pramoninėse ventiliacijos sąlygose.

Klausimas 5

Kur šie ventiliatoriai įrengiami pramonės įmonėse? Dažniausiai jie naudojami spintų filtrų ventiliatoriuose kintamosios srovės variklių (VFD) ir invertorių aušinimui, džiovinimo krosnyse, dulkių siurbimo rankenose bei technologinėje ventiliacijoje, tiekiančioje ilgus ortakius. Ten, kur ortakis turi išlaikyti statinį slėgį prieš filtrus ir lenkimus, tinka atbulinės kreivumo ratukai. „Lobisong“ tiekia suderintus variklius Europai, Rusijai, Indijai ir Amerikoms, pateikdama CAD brėžinius pagal užklausą bei sertifikatus CE, UKCA, CCC ir IEC, kad importavimas ir paleidimas būtų paprasti.