Framsveigður vélknúinn hjól
Þegar við höfum skilgreint rúmmálsflæði sem við þurfum, hvort sem það er til að veita ferskt loft eða kælingu, þurfum við að sameina þetta viðnámið gegn flæði sem viftan mun mæta í notkuninni. Rúmmálsflæði (í m3/klst.) og þrýstingurinn (í Pascal - Pa) eru sameinaðir til að mynda vinnupunktinn sem viftan verður að starfa við. Það er mikilvægt að við veljum viftu sem uppfyllir kröfur um vinnupunkt á eða nálægt hámarksnýtni. Með því að nota viftuna á hámarksnýtni er orkunotkun og hávaði frá viftunni lágmarkað og hún skilar jafnframt þeirri afköstum sem þarf.
Hvernig virkar framsveigður miðflóttavifta?
Nafnið „miðflóttavifta“ er dregið af stefnu flæðisins og hvernig loftið fer inn í hjólið í ásátt og síðan þrýst út á við frá ytri ummál viftunnar. Munurinn á flæðisstefnu milli fram- og aftursveigðra miðflóttavifta er sú átt sem loftið fer út úr ummál hjólsins. Með aftursveigðu hjóli fer loftið út í radíusátt en með framsveigðu hjóli fer loftið út snertilega frá ummál viftunnar.
Framsveigður miðflóttavifta einkennist af sívalningslaga lögun sinni og mörgum litlum blöðum á ummál hjólsins. Í dæminu sem sýnt er hér að neðan snýst viftan réttsælis.
Ólíkt afturábaksveigðu hjóli þarf framsveigða hjólið hús sem breytir háhraða lofti sem fer frá oddum hjólblaðsins í stöðukraft með lægri hraða. Lögun hússins beinir einnig loftflæðinu að útrásinni. Þessi tegund af viftuhúsi er almennt þekkt sem skrúfuhús; þó er einnig hægt að kalla það volute eða sirocco hús. Með því að setja framsveigða hjólið upp í skrúfuhúsi er það venjulega kallað framsveigða blásara.
Það eru til tvær gerðir af blásurum sem nota framsveigðan vélknúinn hjól eins og sýnt er hér að neðan…
Eininntaksblásarinn vinstra megin dregur loft inn frá annarri hlið hússins í gegnum kringlótta inntakið og beinir því að ferkantaða úttakinu (sést hér með festingarflans). Tvöfaldur inntaksblásari er með breiðara skrúfuhús sem dregur loft inn frá báðum hliðum skrúfunnar og sendir það að breiðara ferkantaða úttakinu.
Eins og með afturábakssveigða miðflúgtöflu, dregur soghlið hjólblaðsins loft frá miðju viftunnar sem leiðir til 90° stefnubreytingar á loftstreyminu milli inntaks og útblásturs.
Einkenni viftu
Kjörinn vinnustaður fyrir framsveigða miðflóttaaflsviftu er þegar hún starfar við hærri þrýsting. Framsveigður miðflóttaaflsvifta virkar best þegar þörf er á miklum þrýstingi gegn minni rúmmálsflæði. Grafið hér að neðan sýnir kjörinn vinnustaður…
Rúmmálsflæðið er teiknað meðfram X-ásnum og kerfisþrýstingurinn er teiknaður meðfram Y-ásnum. Þegar enginn þrýstingur er í kerfinu (viftan blæs frjálslega) mun framsveigður miðflóttavifta framleiða mesta rúmmálsflæðið. Þegar viðnám gegn flæðinu er beitt á sog- eða útblásturshlið viftunnar mun rúmmálsflæðið lækka.
Gæta skal varúðar þegar valinn er framsveigður blásari til að starfa við lágan þrýsting og mesta rúmmálsflæði. Á þessum tímapunkti starfar hjólið í loftfræðilegri stöðvun á sama hátt og ásvifta sem starfar í hnakkpunkti sveigjunnar. Á þessum tímapunkti verður hávaði og orkunotkun í hámarki vegna ókyrrðar.
Hámarksnýtnin er á punkti sem kallast hné einkennandi ferilsins. Á þessum punkti er hlutfall úttaksafls viftunnar (rúmmálsflæði (m3/s) x þróun stöðuþrýstings (Pa) og raforkuinntaksins (W) mest og hljóðþrýstingurinn sem viftan framleiðir verður hljóðlátastur. Fyrir ofan og neðan kjörgildi verður flæðið yfir viftuna háværara og nýtni viftukerfisins minnkar.
Kosturinn við að nota eitt inntakshjól með framsveigðum vélknúnum hjólum er að það hefur bratta viftueiginleika. Þetta er sérstaklega gagnlegt í kerfum sem krefjast stöðugrar síunar. Þegar loft fer í gegnum agnasíu fangar sían ryk og frjókorn í lofti, því fínni sem síunin er, því minni agnir eru sem sían fangar. Með tímanum mun sían stíflast meira og meira af óhreinindum og rusli sem hefur þau áhrif að meiri þrýstingur þarf til að skila sama loftmagni. Notkun hjóls með bratta eiginleikaferil þýðir í þessu tilfelli að þegar sían stíflast meira helst rúmmálsflæðið stöðugt á meðan þrýstingurinn yfir síuna eykst.
Kosturinn við að nota tvöfalt inntaksblásara með framsveigðu hjóli er að hann getur skilað miklu flæði frá tiltölulega litlum blásara. Málamiðlunin við að nota tvöfalt inntaksblásara er að þrýstingurinn þróast lægri, sem þýðir að hann virkar aðeins með kerfum með lægri þrýstingi.
Festingarmöguleikar
Eins og áður hefur komið fram, framleiðir framsveigða vélknúna hjólið mikinn lofthraða við enda blaðsins sem þarf að beina og hægja á til að breyta kraftþrýstingi í kyrrstöðuþrýsting. Til að auðvelda þetta smíðum við skrúfu í kringum hjólið. Lögunin er búin til með hlutfalli fjarlægða frá miðju hjólsins að úttaki viftunnar. Eins og með aftursveigða viftu er einnig mælt með því að hafa lítið skörun milli inntakshringsins og ops hjólsins. Báðar festingaratriðin eru sýnd á myndinni hér að neðan…
Þvermál inntakshringsins ætti aðeins að leyfa lítið bil á milli hjóls og hrings til að koma í veg fyrir endurflæði lofts.
Atriði varðandi uppsetningu - Fjarlægð
Mikilvægt er að tryggja nægilegt bil á sográsinni og hliðum viftunnar…
Ófullnægjandi bil á soghlið viftunnar mun auka inntakshraðann sem leiðir til ókyrrðar. Þessi ókyrrð eykst þegar loftið fer í gegnum hjólið, sem gerir orkuflutning frá viftublaðinu út í loftið minna skilvirkan, veldur meiri hávaða og dregur úr skilvirkni viftunnar.
Almennar ráðleggingar um inntaks- og útblástursskilyrði eru:
Inntakshlið
- Engin hindrun eða breyting á flæðisstefnu innan 1/3 af þvermáli viftunnar frá inntaki viftunnar.
Yfirlit – Af hverju að velja framsveigða miðflóttaaflsviftu?
Þegar nauðsynlegur rekstrarpunktur er á svæði þar sem kerfisþrýstingur er hærri en rúmmálsflæði er lægra á viftueiginleikum, ætti að íhuga að nota einangraðan, framsveigðan miðflóttaaflsviftu. Ef krafan fyrir notkunina er fyrir mikið rúmmálsflæði í þröngu rými ætti að íhuga tvíangraðan, framsveigðan miðflóttaaflsviftu.
Viftan ætti að vera valin innan kjörsviðs síns, sem er við það sem kallast hné einkenniskúrfunnar. Hámarksnýtni er nær hærri þrýstingsmörkum á einkenniskúrfunni þar sem hún er einnig í hljóðlátustu stöðu. Forðast ætti að nota hana utan kjörsviðsins (við öfgar mikils rúmmálsflæðis) þar sem ókyrrð og loftaflfræðileg nýtni hjólblaðsins á þessum stöðum mun skapa hávaða og hjólið mun einnig starfa í loftaflfræðilegri stöðvun. Við lágan þrýsting og mikið rúmmálsflæði ætti að taka tillit til rekstrarhita mótorsins undir álagi þar sem möguleiki er á að mótorinn ofhitni.
Loft á inntakshlið hjólsins ætti að vera eins slétt og lagskipt og mögulegt er. Til að hámarka skilvirkni ætti að leyfa að minnsta kosti 1/3 af þvermáli hjólsins á inntaki viftunnar. Með því að nota inntakshring (inntaksstút) sem skarast við inntak hjólsins er hægt að útrýma flæðistruflunum áður en loftið er dregið í gegnum viftuna, draga úr hávaða af völdum ókyrrðar, halda orkunotkun á vinnustað í lágmarki og hámarka skilvirkni.
Brattur rekstrareiginleiki, hærri þrýstingsgeta eininntaksblásara og mikil flæðisgeta tvíinntaksblásara þýðir að framsveigðir viftur eru gagnlegur kostur til að íhuga fyrir fjölbreyttar uppsetningar.
Birtingartími: 16. ágúst 2023