Центробежный вентилятор и осевой вентилятор: в чем разница и какой вам нужен?

Промышленные вентиляторы делятся на две основные категории: центробежные вентиляторы и осевые вентиляторы. Оба перемещают воздух — на этом сходство заканчивается. Они работают на разных аэродинамических принципах, создают разные характеристики давления и расхода, работают с разными газовыми условиями и подходят для совершенно разных типов применений. Выбор неправильного типа вентилятора для промышленной вентиляции, пылеулавливания или технологической вытяжки приводит либо к тому, что вентилятор не может обеспечить сопротивление системы, необходимое для воздуховодов, либо к тому, что слишком большой и энергоэффективный блок работает далеко за пределами оптимального рабочего диапазона.

Для инженеров, руководителей заводов и групп по закупкам, выбирающих промышленные вентиляторы для систем вентиляции, пылесборников, промышленных печей, котлов или технологических систем вытяжки, понимание функциональной разницы между центробежными и осевыми вентиляторами, а также знание критериев, определяющих, какой тип подходит, является важной основой перед выбором любого оборудования. В этом руководстве четко описаны оба типа вентиляторов и представлена ​​основа принятия решений для подбора подходящего вентилятора для каждого применения.

Как работает центробежный вентилятор?

Центробежный вентилятор всасывает воздух через входное отверстие в центре (проушине) вращающегося рабочего колеса. Крыльчатка ускоряет воздух наружу за счет центробежной силы — тот же принцип, который заставляет воду вылетать наружу из вращающегося колеса. Воздух выходит из рабочего колеса с высокой скоростью в радиальном направлении (перпендикулярно оси вала), собирается окружающим спиралевидным корпусом (улиткой) и выбрасывается через выпускное отверстие, которое обычно ориентировано под углом 90 ° к входному отверстию вентилятора. Преобразование скорости в давление происходит как внутри каналов рабочего колеса, так и в расширяющемся спиральном корпусе.

Ключевым результатом этого механизма является то, что центробежные вентиляторы представляют собой машины, создающие давление. Они могут создавать значительное статическое давление — сопротивление потоку — сохраняя при этом выходную мощность воздушного потока. Это делает их эффективными при перемещении воздуха по длинным воздуховодам, через фильтры и теплообменники, преодолевая сопротивление заслонки, а также через системы со значительным ограничением потока. Центробежные вентиляторы также хорошо подходят для обработки воздуха, содержащего пыль, влагу или газовые смеси, поскольку конструкция позволяет работать с загрязненными воздушными потоками без быстрого ухудшения производительности вентилятора при изменении состава газа.

Как работает осевой вентилятор?

Осевой вентилятор перемещает воздух вдоль оси вала вентилятора — в том же направлении, в котором направлен вал, как вентилятор пропеллера или авиационного двигателя. Воздух поступает в вентилятор параллельно валу, проходит через вращающиеся лопасти рабочего колеса, которые передают энергию воздуху и создают повышение давления, и выходит также параллельно валу. Рабочее колесо установлено в цилиндрическом корпусе, который плотно прилегает к кончикам лопастей, сводя к минимуму рециркуляцию воздуха вокруг концов лопастей, не способствуя полезному воздушному потоку.

Осевые вентиляторы — это машины с высоким расходом и низким и средним давлением. Их конструкция оптимизирована для перемещения больших объемов воздуха с относительно низким сопротивлением в системе — прямые воздуховоды, вентиляция открытых площадей, охлаждение теплообменника, а также применения, где система воздуховодов короткая и беспрепятственная. Когда сопротивление системы низкое, осевые вентиляторы обеспечивают такой объемный воздушный поток при более низком энергопотреблении, чем центробежный вентилятор, рассчитанный на ту же нагрузку. Однако по мере увеличения сопротивления системы (длиннее воздуховодов, большего количества изгибов, фильтров, технологического оборудования) производительность осевого вентилятора падает гораздо более резко, чем производительность центробежного вентилятора.

Параллельное сравнение: центробежный вентилятор и осевой вентилятор

Когда следует выбирать центробежный вентилятор?

Центробежный вентилятор является подходящим выбором, если применяется одно или несколько из следующих условий:

Система имеет значительное сопротивление воздуховода. Любая вентиляционная или вытяжная система с длинными воздуховодами, множеством изгибов, заслонками, фильтрами, теплообменниками или технологическим оборудованием в воздушном потоке создает сопротивление (измеряемое как статическое давление в паскалях или миллиметрах водного столба), которое вентилятор должен преодолевать, обеспечивая при этом необходимый поток воздуха. Центробежные вентиляторы предназначены для создания такого давления. Если сопротивление системы при требуемом расходе воздуха превышает примерно 300–500 Па, почти всегда требуется центробежный вентилятор — осевой вентилятор при той же нагрузке будет работать далеко за пределами своей кривой производительности.

Воздух содержит пыль, частицы или влагу. В системах пылеулавливания, особенно при использовании вместе с пылесборниками с рукавными фильтрами в составе комплексной системы пылеудаления, вентилятор обрабатывает воздух с остаточными мелкими частицами после коллектора и потенциально высоковлажными выхлопными газами от технологических операций. Центробежные вентиляторы, предназначенные для работы в условиях запыленности (например, серии C6-48 и C4-73), имеют крыльчатку и геометрию корпуса, которые предотвращают налипание пыли, изготавливаются там, где это необходимо, из устойчивых к истиранию материалов и поддерживают сбалансированную работу даже при контакте с мелкими частицами при длительном использовании. Использование осевого вентилятора в запыленном воздушном потоке приводит к быстрому загрязнению лопастей, прогрессирующему дисбалансу, вибрации и выходу из строя подшипников.

Область применения – котел с принудительной тягой или системой принудительной тяги. Вентиляция промышленного котла — как принудительная (подача воздуха для горения в горелку), так и принудительная (вытягивание продуктов сгорания из топки через дымоход) — работает при значительном сопротивлении системы со стороны внутренних устройств котла, воздуховодов и дымохода. Специальные серии вентиляторов котла (G4-73 для принудительной тяги, Y4-73/Y5-47/Y5-48 для принудительной тяги) представляют собой центробежные конструкции, соответствующие характеристикам котловой системы, включая повышенные температуры газа в канале принудительной тяги.

Контроль шума является приоритетом. В установках вблизи жилых помещений — диспетчерских, административных зданий, прилегающих к промышленным объектам, предприятий пищевой промышленности, где действуют стандарты шума — центробежные вентиляторы, работающие при эквивалентной нагрузке, обычно создают более низкие уровни шума, чем осевые вентиляторы эквивалентной мощности, поскольку в конструкции центробежного вентилятора отсутствует шум частоты прохождения лопаток, характерный для работы осевого вентилятора.

Когда следует выбирать осевой вентилятор?

Осевой вентилятор является подходящим выбором, если:

Сопротивление системы низкое, а объем воздушного потока является приоритетом. Общая вентиляция зданий, туннельная вентиляция, шахтная вентиляция вдоль открытых выработок и вентиляторы градирен – все они требуют перемещения больших объемов чистого воздуха с минимальным сопротивлением. Осевые вентиляторы превосходны в этих приложениях — они обеспечивают более высокий объемный расход на единицу потребляемой мощности, чем центробежные вентиляторы, когда сопротивление системы низкое, что делает их энергоэффективным выбором для работы с большими объемами и низким сопротивлением.

Требуется сквозная установка. Осевой вентилятор устанавливается непосредственно в воздуховод, вход и выход которого расположены по одной оси — воздуховод проходит через вентилятор прямо. Это упрощает компоновку воздуховодов и позволяет избежать изменения направления на 90°, которое требуется при установке центробежного вентилятора. При модернизации, где нет места для спирального центробежного вентилятора и прокладки выпускного канала, практичным решением является осевой вентилятор, который помещается в существующий участок воздуховода, при условии, что сопротивление системы находится в пределах диапазона возможностей осевого вентилятора.

Требуется компактная установка с высоким объемным расходом. Прямоточная конструкция осевого вентилятора и относительно компактное поперечное сечение для заданной объемной производительности делают его подходящим в условиях ограниченной площади или высоты помещения. Например, осевой вентилятор серии T35 имеет оптимизированную крыльчатку с аэродинамическим профилем и цилиндрическую конструкцию ступицы специально для достижения большого объемного потока при компактной установке.

Понимание серии центробежных вентиляторов: какой тип для какого применения?

Центробежные вентиляторы не являются единым продуктом: разные серии предназначены для разных задач, и выбор правильной серии для конкретного применения так же важен, как и выбор типа вентилятора вместо осевого. Основные категории центробежных вентиляторов по применению:

Вентиляторы центробежные общего назначения (серии 4-72, Т4-72, 4-79, 9-19, 9-26): Предназначены для вентиляции зданий, подачи воздуха в производственные процессы и общепромышленной вентиляции, где воздух относительно чистый, а сопротивление системы умеренное. Это стандартные промышленные вентиляторы, используемые в самом широком диапазоне вентиляционных применений, доступны в широком диапазоне размеров и номинальных давлений.

Центробежные пылеулавливающие вентиляторы (серии С6-48, С4-73): Специально разработан для воздуха, содержащего пыль, щепу, стружку и подобные твердые частицы, в шлифовальных, деревообрабатывающих системах, системах пневмотранспорта и пылеулавливания, где воздух, выходящий из пылесборника, все еще содержит остаточные мелкие частицы. Геометрия рабочего колеса и выбор материала в этих сериях оптимизированы для работы с загрязненным воздушным потоком.

Котловые тяговые и принудительно-вытяжные вентиляторы (серии G4-73, Y4-73, Y5-47, Y5-48, GG2-10, GY2-10): Разработан с учетом особых требований к давлению, температуре и составу газа электростанций и промышленных котельных. Вытяжные вентиляторы на стороне дымовых газов обрабатывают высокотемпературные продукты сгорания и требуют материалов и подшипников, подходящих для повышенных температур газа.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я заменить центробежный вентилятор осевым вентилятором для экономии места?

Только если сопротивление системы при требуемом расходе воздуха находится в пределах допустимого давления осевого вентилятора, обычно ниже 300 Па для стандартных промышленных осевых вентиляторов. Если сопротивление системы выше этого значения, осевой вентилятор не сможет создать давление, необходимое для проталкивания воздуха через систему с требуемой скоростью потока, независимо от мощности его двигателя. Прежде чем заменять тип вентилятора, рассчитайте сопротивление системы (или измерьте его на существующей установке с помощью манометра) и сравните его с кривой давления-расхода нового вентилятора в требуемой рабочей точке. Если рабочая точка попадает в пределы кривой осевого вентилятора, замена технически осуществима. Если он упадет снаружи, потребуется центробежный вентилятор.

Что вызывает помпаж центробежного вентилятора и как его предотвратить?

Помпаж в центробежном вентиляторе возникает, когда рабочая точка системы перемещается влево от точки пикового давления вентилятора на кривой давление-расход — в нестабильную область, где небольшое снижение расхода вызывает большие падения давления, что приводит к пульсирующему, нестабильному потоку. Скачки обычно вызваны частично закрытыми впускными или выпускными заслонками, дросселирующими воздушный поток ниже стабильного рабочего диапазона вентилятора, или системой, которая спроектирована с гораздо более высоким сопротивлением, чем исходная спецификация. Профилактика: убедитесь, что демпферы системы позволяют вентилятору работать справа от точки максимального давления во всех ожидаемых условиях эксплуатации, и избегайте длительной работы при очень низких скоростях потока.

Как конструкция лопастей вентилятора влияет на производительность центробежных вентиляторов?

Крыльчатки центробежных вентиляторов доступны с тремя ориентациями лопастей, каждая из которых имеет разные рабочие характеристики. Лопасти с загнутыми вперед лопатками обеспечивают высокий поток при более низком давлении и достигают максимальной выходной мощности в расчетной точке расхода — они компактны, но требуют тщательного подбора двигателя, чтобы избежать перегрузки при высоких расходах. Лопасти с загнутыми назад (наклоненными назад) лопастями являются наиболее аэродинамически эффективными, с максимальной эффективностью в расчетной точке и неперегрузочными характеристиками мощности - при увеличении потока сверх расчетного потребление мощности не возрастает нестабильно. Радиальные (прямые) лопасти являются самыми простыми и надежными, используются в условиях запыленности и коррозии, где устойчивость лопастей к загрязнению и простота очистки более важны, чем максимальная аэродинамическая эффективность.

Промышленные центробежные вентиляторы и осевые вентиляторы от ZhongXing Environmental Protection Machinery

Компания ZhongXing Environmental Protection Machinery Co., Ltd. , расположенная в промышленном парке озера Тяньму, Лиян, Цзянсу, производит центробежные вентиляторы серий 4-72, 4-79, 9-19, 9-26, C6-48, C4-73, G4-73, Y4-73, Y5-47 и Y5-48, а также осевые вентиляторы серии T35 для промышленной вентиляции, пылеулавливания, котлов и технологических вытяжных систем. Вся продукция имеет сертификат управления качеством ISO9001:2015 и европейскую сертификацию продукции CE. Вентиляторы доступны индивидуально или в составе интегрированных систем пылеулавливания, объединяющих пылесборники с рукавными фильтрами, вентиляторы и шнековые конвейеры.

Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования к применению и получить рекомендации и предложение по выбору вентилятора.

Сопутствующие товары: Центробежный вентилятор | Осевой вентилятор | Мешочный фильтр-пылесборник | Винтовой конвейер