Anh văn chuyên ngành CHƯƠNG 7: QUẠT LI TÂM

CHƯƠNG 7: QUẠT LY TÂMMÔ HÌNH DÒNG CHẢYHình 3.17 cho thấy một bánh xe quạt ly tâm điển hình với các lưỡi nghiêng ngược.Hình 3.18 cho thấy cùng một bánh xe quạt trong một hộp cuộn. Luồng không khíđi vào đơn vị theo trục, giống như trong quạt hướng trục, nhưng sau đó trải ratheo một mẫu hình phễu, biến 90o thành các hướng đi hướng ra ngoài khác nhautrước khi gặp các lưỡi dao. Các lưỡi dao sau đó làm chệch hướng các luồng khôngkhí riêng lẻ này thành một hình xoắn ốc theo hướng gần như vòng tròn. Tất cảcác luồng không khí này cuối cùng được thu thập bởi các nhà ở cuộn và đượcđoàn tụ thành một luồng không khí duy nhất mà rời khỏi đơn vị ở bên phải góctới trục.NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNGNhư đã thảo luận ở trên, nguyên lý hoạt động của quạt hướng trục là đơn giảnlàm lệch luồng không khí bằng các cánh quạt từ hướng trục thành dạng dòng xoắnốc. Trong quạt ly tâm, nguyên lý hoạt động là sự kết hợp của hai hiệu ứng: lực litâm (đây là lý do tại sao chúng được gọi là quạt ly tâm) và một lần nữa làm lệchluồng khí bằng các lưỡi dao, nhưng ở đây độ lệch là từ hướng ra ngoài mô hình,như có thể thấy trong hình 3.17 và 3.18. Khi bánh xe quay quay, không khí nằmgiữa các lưỡi dao và xoay cùng với chúng, tất nhiên, chịu lực ly tâm, và đây lànguyên nhân chính cho luồng ra ngoài của không khí. Độ lệch hướng ra ngoàiđơn giản của lưỡi dao là yếu tố góp phần, nhưng ở mức độ thấp hơn ở hầu hết cácloại quạt ly tâm. Chỉ trong trường hợp lưỡi cong về phía trước thì độ lệch khôngkhí có ảnh hưởng mạnh đến kiểu chảy và trên hiệu suất. Trong các loại quạt lytâm khác, lực ly tâm là hiệu ứng chiếm ưu thế. Điều này dẫn đến hai sự khác biệtsau đây giữa các màn trình diễn của quạt hướng trục và quạt ly tâm:1. Quạt ly tâm thường tạo ra áp suất tĩnh cao hơn so với quạt hướng trục có cùngđường kính bánh xe và tốc độ chạy tương tự do lực ly tâm bổ sung bị thiếu ở quạthướng trục.2. Vì quạt ly tâm nên thang máy bay (nếu chúng ta có thể gọi nó) chỉ đóng gópmột phần nhỏ áp suất được tạo ra (trong khi phần lớn được tạo ra bằng hành độngly tâm), cải tiến do lưỡi dao bay (trên một độ dày, lưỡi kim loại tấm quay ngược)không được phát âm trong quạt ly tâm vì nó là trong quạt hướng trục.Chúng ta có ý gì khi nói nếu chúng ta có thể gọi nó là? Lặp lại một đoạn từChương 2: Trong một bánh xe quạt ly tâm với lưỡi dao cánh ngược cong, mặt lồiChương 7: Quạt ly tâm Nhóm 7GVHD: TS.Nguyễn Hiếu Nghĩa 5của cánh máy bay là mặt áp suất. Điều này là bất thường đối với một chiếc máybay, mặc dù các đường nét máy bay được chồng lên trên một đường xoắn ốc. Đâylà loại lưỡi dao có thể có sự xuất hiện của một cánh máy bay, nhưng nó khôngthực sự có chức năng của một chiếc máy bay, vì không có lực nâng theo nghĩathông thường. Nó chỉ đơn giản là một lưỡi cong cong với một cạnh hàng đầu cùn,giúp mở rộng phạm vi hiệu quả tốt và cải thiện sức mạnh cấu trúc của lưỡi dao.SỰ THAY ĐỔI ĐIỀU KHIỂNMột quạt ly tâm, như trong hình 3.18, bao gồm một bánh xe quạt và một cuộnnhà ở cộng với các phụ kiện như đầu vào hình nón, ngưỡng cắt và các hỗ trợ khácnhau cho vỏ và cho sắp xếp ổ đĩa (động cơ, ròng rọc, vòng bi, và trục). Hầu hếtcác quạt ly tâm đều sử dụng ổ đĩa vành đai vì nó có ba ưu điểm sau:1. Có thể sử dụng động cơ 1750 hoặc 3450 vòngphút và động cơ tốc độ chậmđắt tiền tránh được.2. Tốc độ quạt chính xác cho khối lượng không khí yêu cầu và áp suất tĩnh có thểđược thu được.3. Tốc độ vẫn có thể được điều chỉnh trong lĩnh vực này, nếu muốn, bằng cáchthay đổi đơn giảntỷ lệ ley.Mặt khác, ổ đĩa trực tiếp là thích hợp hơn bất cứ khi nào có thể, đặc biệt là ở kíchthước nhỏ, bởi vì nó có ba ưu điểm sau:1. Nó làm giảm chi phí đầu tiên bất cứ khi nào một động cơ 1750 vòngphút cóthể được sử dụng, vì hỗ trợ thêm, ròng rọc, vòng bi, và trục được tránh.2. Nó tránh mất 5 đến 10% công suất phanh, được tiêu thụ bởi ổ đĩa vành đai.3. Đai mới thường kéo dài từ 10 đến 15% hoạt động, đòi hỏi phải điều chỉnh dâyđai. Ổ đĩa trực tiếp tránh được sự bảo trì này.CÁC LOẠI LƯỠI DAOTheo hình dạng lưỡi của chúng, quạt ly tâm có thể được chia thành sáu loại sau:AF (máy bay). BC (cong ngược). BI (cong ngược), RT (đầu xuyên tâm), FC (phíatrước cong), và RB (lưỡi xuyên tâm). Hình 7.1 cho thấy sáu hình dạng lưỡi thườngđược sử dụng này. Mỗi người trong số họ đều có những ưu điểm và nhược điểmriêng. Theo đó, mỗi cái đều phù hợp với một số ứng dụng nhất định. Hình 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

––o0o—

Môn : Anh văn chuyên ngành CHƯƠNG 7: QUẠT LI TÂM

GVHD: TS.NGUYỄN HIẾU NGHĨA DANH SÁCH NHÓM MSSV

Trần Trọng Nhân 15052781

Đinh Xuân Hùng 15094131

Lê Trọng Tài 15063561

Đỗ Hoàng Nam 15078921

Nguyễn Phước Bảo Thạnh 15089921

Nguyễn Văn Khánh 15057951

Hồ Chí Minh, tháng 11/2018

Nhận xét

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

1

MÔ HÌNH DÒNG CHẢY 4

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 4

SỰ THAY ĐỔI ĐIỀU KHIỂN 5

NHÓM QUẠT LY TÂM THEO AMCA 28

QUẠT LY TÂM VỚI RT BLADES 39

QUẠT THỔI ÁP LỰC, QUẠT KIỂU TUA-BIN 50

MÁY NÉN TUABIN 55

HAI QUẠT LY TÂM TRONG PARALLEL 66

TÓM TẮT 68

CHƯƠNG 7: QUẠT LY TÂM

1 Quạt ly tâm thường tạo ra áp suất tĩnh cao hơn so với quạt hướng trục có cùng

đường kính bánh xe và tốc độ chạy tương tự do lực ly tâm bổ sung bị thiếu ở quạt hướng trục

2 Vì quạt ly tâm nên thang máy bay (nếu chúng ta có thể gọi nó) chỉ đóng góp

một phần nhỏ áp suất được tạo ra (trong khi phần lớn được tạo ra bằng hành động

ly tâm), cải tiến do lưỡi dao bay (trên một độ dày, lưỡi kim loại tấm quay ngược) không được phát âm trong quạt ly tâm vì nó là trong quạt hướng trục

Chúng ta có ý gì khi nói "nếu chúng ta có thể gọi nó là"? Lặp lại một đoạn từ Chương 2: Trong một bánh xe quạt ly tâm với lưỡi dao cánh ngược cong, mặt lồi

của cánh máy bay là mặt áp suất Điều này là bất thường đối với một chiếc máy bay, mặc dù các đường nét máy bay được chồng lên trên một đường xoắn ốc Đây

là loại lưỡi dao có thể có sự xuất hiện của một cánh máy bay, nhưng nó không thực sự có chức năng của một chiếc máy bay, vì không có lực nâng theo nghĩa thông thường Nó chỉ đơn giản là một lưỡi cong cong với một cạnh hàng đầu cùn, giúp mở rộng phạm vi hiệu quả tốt và cải thiện sức mạnh cấu trúc của lưỡi dao

SỰ THAY ĐỔI ĐIỀU KHIỂN

Một quạt ly tâm, như trong hình 3.18, bao gồm một bánh xe quạt và một cuộn nhà ở cộng với các phụ kiện như đầu vào hình nón, ngưỡng cắt và các hỗ trợ khác nhau cho vỏ và cho sắp xếp ổ đĩa (động cơ, ròng rọc, vòng bi, và trục) Hầu hết các quạt ly tâm đều sử dụng ổ đĩa vành đai vì nó có ba ưu điểm sau:

1 Có thể sử dụng động cơ 1750 hoặc 3450 vòng/phút và động cơ tốc độ chậm

đắt tiền tránh được

2 Tốc độ quạt chính xác cho khối lượng không khí yêu cầu và áp suất tĩnh có thể

được thu được

3 Tốc độ vẫn có thể được điều chỉnh trong lĩnh vực này, nếu muốn, bằng cách

thay đổi đơn giản

tỷ lệ ley

Mặt khác, ổ đĩa trực tiếp là thích hợp hơn bất cứ khi nào có thể, đặc biệt là ở kích thước nhỏ, bởi vì nó có ba ưu điểm sau:

1 Nó làm giảm chi phí đầu tiên bất cứ khi nào một động cơ 1750 vòng/phút có

thể được sử dụng, vì hỗ trợ thêm, ròng rọc, vòng bi, và trục được tránh

2 Nó tránh mất 5 đến 10% công suất phanh, được tiêu thụ bởi ổ đĩa vành đai

3 Đai mới thường kéo dài từ 10 đến 15% hoạt động, đòi hỏi phải điều chỉnh dây

đai Ổ đĩa trực tiếp tránh được sự bảo trì này

CÁC LOẠI LƯỠI DAO

Theo hình dạng lưỡi của chúng, quạt ly tâm có thể được chia thành sáu loại sau:

AF (máy bay) BC (cong ngược) BI (cong ngược), RT (đầu xuyên tâm), FC (phía trước cong), và RB (lưỡi xuyên tâm) Hình 7.1 cho thấy sáu hình dạng lưỡi thường được sử dụng này Mỗi người trong số họ đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Theo đó, mỗi cái đều phù hợp với một số ứng dụng nhất định Hình 7.1 cũng cho thấy hiệu suất tối đa gần đúng mà thường có thể đạt được với các hình

dạng lưỡi này Tuy nhiên, nhiều người hâm mộ được xây dựng với chi phí thấp

và có hiệu quả tối đa bên dưới những người được hiển thị và đôi khi — như chúng

ta sẽ thấy — hiệu quả thậm chí còn cao hơn

Hình 7.1 Sáu hình dạng lưỡi thường được sử dụng trong quạt ly tâm Hiệu suất

tối đa gần đúng đạt được đối với từng loại được hiển thị (Từ Hleier F R, Người hâm mộ, trong Cẩm nang Kỹ thuật Hệ thống Năng lượng New York:

Wiley Được sử dụng với sự cho phép.)

thu được với lưỡi dao BI và RT Hiệu suất cao nhất có thể thu được với lưỡi dao bay, thấp nhất với các thanh ngang bằng phẳng Hãy để chúng tôi kiểm tra sáu hình dạng lưỡi và chỉ ra các tính năng của chúng

Quạt ly tâm với lưỡi dao AF

Quạt ly tâm máy bay là quạt ly tâm cao cấp Họ có tính năng, đặc điểm:

1 Họ có hiệu quả cao nhất của tất cả các quạt ly tâm

2 Họ có mức độ tiếng ồn tương đối thấp

3 Chúng có độ bền kết cấu cao để chúng có thể chạy ở tốc độ cao và sản xuất lên

đến 30 trong WC áp suất tĩnh

4 Họ có hiệu suất ổn định, mà không tăng hoặc xung

5 Chúng được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng khí và không khí sạch và để

thông gió chung Chúng rất tốt cho các hệ thống có khả năng chống biến đổi vì các đường cong hiệu suất không có phạm vi hoạt động Chúng có thể hoạt động song song

6 Các đoạn giữa các lưỡi liền kề đang dần mở rộng cho sự nhiễu loạn tối thiểu

7 Các lưỡi dao thường được làm thành các cánh rỗng của thép, được hàn vào tấm

lưng và tấm vải liệm (Hình 7.2) Với kích thước nhỏ, toàn bộ bánh xe quạt đôi khi được chế tạo bằng nhôm đúc (Hình 7.3)

Hình 7.2 Góc nhìn của bánh xe quạt ly tâm 16-in (5 mã lực, 3450 vòng / phút)

với tám lưỡi cánh rỗng, thép hàn, có mặt sau bằng phẳng và tấm che quay cho lưỡi cắt (Được phép của Coppus Division, TufhUl Corporation, Millbury,

Mass.)

Hình 7.3 Góc nhìn của một bánh xe ly tâm 10-in (1 hp, 3450 rpm) của nhôm

đúc với mười cánh máy bay (Được phép của Tổng công ty Chicago Blower,

GlenMe Heights, 1U.)

Hình 7.4 cho thấy một phác thảo sơ đồ của một bánh xe quạt ly tâm thông thường

Nó cho thấy các mô hình của luồng không khí và các biểu tượng cho các kích

thước chính Các biểu tượng tương tự sẽ được sử dụng trong các loại quạt ly tâm khác Trong hình 7.4, lưu ý những điều sau:

1 Bánh xe quạt có một tấm sau, một tấm vải liệm và mười lưỡi dao bay ngược

2 Các kích thước chính, như được hiển thị, là lưỡi dao bên ngoài đường kính d 2,

đường kính lưỡi bên trong d 1 , chiều dài lưỡi l, chiều rộng lưỡi b, và các góc lưỡi

𝛽1 và 𝛽2

3 Cạnh trên của lưỡi dao là cạnh cùn ở bên trong Nó có một góc lưỡi 𝛽2, được

đo giữa tiếp tuyến với chu vi của vòng tròn bên trong và một đường chia đôi cạnh đầu của lưỡi dao

4 Cạnh sau của lưỡi dao là cạnh nhọn ở đầu lưỡi dao Nó có một góc lưỡi 𝛽2, được đo giữa tang tiếp với chu vi của vòng tròn bên ngoài và một đường chia đôi cạnh sau của lưỡi dao

5 Con số này cũng cho thấy một hình nón đầu vào kéo hướng dẫn luồng không

khí vào đầu vào bánh xe và giúp nó quay ra bên ngoài với mức tối thiểu của sự hỗn loạn

6 Tấm vải liệm thể hiện trong hình 7.4 có phần cong ở đầu vào cộng với một

phần phẳng mở rộng ra ngoài Một số tấm vải liệm có phần cong cộng với phần hình nón (thay vì phẳng) sao cho chiều rộng lưỡi dao không cố định nhưng hẹp hơn về phía đầu, làm cho diện tích cho luồng không khí Nói cách khác, chiều

rộng lưỡi dao thay đổi từ b1 tại mép đầu chết đến b2 nhỏ hơn ở đầu lưỡi sao cho các khu vực d1𝜋b1=d2𝜋b2 Đây là thiết kế được chấp nhận chung bởi vì vùng

không đổi và góc giảm cho luồng không khí quay ra ngoài được cho là có hiệu quả tốt hơn Lý do này, tuy nhiên, bỏ qua sự mất mát gây ra bởi sự mở rộng đột ngột ở đầu lưỡi dao, từ chiều rộng lưỡi đến chiều rộng nhà ở lớn hơn nhiều Một phần vải liệm phẳng bên ngoài hóa ra chỉ hiệu quả hoặc thậm chí hiệu quả hơn một chút vì nó dẫn đến tăng tốc ít hơn vận tốc không khí tuyệt đối khi luồng không khí đi từ mép đầu đến đầu lưỡi và mở rộng đột ngột ở lưỡi dao do đó, ít nghiêm trọng hơn Như một tiền thưởng thêm, lưỡi dao bay là đơn giản và tiết

kiệm hơn trong sản xuất nếu b1=b2

Hình 7.4 Sơ đồ phác thảo của một bánh xe quạt ly tâm điển hình với mười lưỡi

dao bay ngược cong có chiều rộng tối đa cho phép b Lưu ý: d1: lưỡi i.d ; d2: lưỡi o.d ; b: chiều rộng lưỡi ; l: chiều dài lưỡi ; 𝛽 1 : góc lưỡi ở cạnh đầu ; Góc lưỡi 𝛽 2 ở đầu lưỡi dao; Vận tốc lưỡi V𝛽1 (fpm) ở cạnh đầu lưỡi; V𝛽1 vận tốc lưỡi (fpm) tại đầu lưỡi dao; W 1 , vận tốc không khí tương đối (fpm) ở cạnh đầu của lưỡi dao; Tốc độ không khí tương đối W 2 (fpm) tại đầu lưỡi dao; Tốc độ không khí tuyệt đối kết quả V 1 (fpm) ở cạnh đầu của lưỡi dao; V 2 , tạo ra vận tốc không khí tuyệt đối (fpm) tại đầu lưỡi dao

Sơ đồ vận tốc Hình 7.4 cũng cho thấy các sơ đồ vận tốc ở các cạnh đầu và cuối Nhìn vào các sơ đồ này, chúng ta có thể thực hiện một số quan sát và một số tính toán và chúng ta có thể lấy được các kích thước nhất định từ các yêu cầu về tốc

độ, thể tích không khí và áp suất tĩnh như sau:

1 Tổng vectơ của vận tốc không khí tương đối W và vận tốc lưỡi của V B dẫn đến

vận tốc không khí tuyệt đối V.Điều này đúng ở mép đầu cũng như ở cạnh sau

2 Ở mép đầu, các điều kiện sau đây tồn tại:

a Khu vực hình trụ A 1 thông qua đó luồng không khí sẽ đi qua là:

𝐴1 =𝑑1 𝜋.𝑏

144 = 0.02182𝑑1 𝑏 (7.1)

trong đó d 1 và b bằng inch và A 1 tính bằng feet vuông

b Tốc độ lưỡi dao V B1 ở cạnh đầu có thể được tính như

𝑉𝐵1 =𝑑1.𝜋

12 × 𝑟𝑝𝑚 = 0.2618𝑑1 × 𝑟𝑝𝑚 (7.2)

trong đó V B1 tính bằng feet trên phút (fpm)

c Vận tốc không khí tuyệt đối V B1 ở cạnh đầu là hướng ra ngoài và do đó vuông góc với vùng hình trụ 𝐴1 Nó có thể được tính như

𝑉1 = 𝑐𝑓𝑚

𝐴1 = 45.8𝑐𝑓𝑚

trong đó V 1 tính bằng feet trên phút (fpm)

d Góc lưỡi dao 𝛽1 ở cạnh đầu có thể được tính toán từ

3 Khi chúng ta di chuyển từ mép đầu đến đầu lưỡi dao vận tốc lưỡi V𝛽tăng, vận

tốc không khí tương đối W giảm phần nào (do kênh giữa các cánh liền kề trở nên rộng hơn) và vận tốc không khí tuyệt đối V (là tổng vector của hai) tăng lên

4 Ở đầu lưỡi dao, các điều kiện sau tồn tại:

a Khu vực hình trụ A 2 là

𝐴2 = 𝑑2.𝜋.𝑏

144 = 0.02182𝑑2 𝑏 (7.5)

trong đó d 2 và b bằng inch và A 2 tính bằng feet vuông

b Tốc độ lưỡi dao V B2 ở đầu lưỡi dao có thể được tính như

𝑉𝐵2 =𝑑2

12× 𝑟𝑝𝑚 = 0.2618𝑑2× 𝑟𝑝𝑚 (7.6)

nơi V B2 được tính bằng feet mỗi phút (fpm)

c Vận tốc không khí tuyệt đối V 2 ở đầu lưỡi không còn hướng ra ngoài hoặc

vuông góc với khu vực hình trụ A 2 Vào thời điểm nó chạm tới đầu lưỡi dao, luồng không khí bị lệch hướng đáng kể theo hướng quay quạt, từ hướng ra

ngoài đến một góc chỉ khoảng 20 đến 30o từ chu vi

d.Vận tốc không khí tuyệt đối V 2 có thể được giải quyết thành hai thành phần:

một thành phần hướng ra bên ngoài V 2r và một thành phần chu vi V 2c Thành phần xuyên tâm có thể được tính toán dễ dàng như

tương tự như phương trình tương ứng (phương trình 4.6) đối với quạt vaneaxial,

nhưng không may, hằng số K chứa hai yếu tố hiệu chỉnh (đối với tổn thất thủy

lực và lưu lượng tuần hoàn) chỉ có thể ước tính nhưng không thể tính toán chính

xác Phương trình trước cho V 2c do đó, chỉ quan tâm lý thuyết Trong khi đó, Eq (4.6) đã cho chúng ta một giá trị chính xác cho thành phần chu vi trong quạt vaneaxial, phương trình trước cho quạt ly tâm sẽ không cho chúng ta giá trị chính

xác cho V 2c, thành phần chu vi cho quạt ly tâm

e.Góc lưỡi dao 𝛽2 ở đầu lưỡi có thể được xác định từ

Thiệt hại thủy lực và lưu lượng tuần hoàn Hai thuật ngữ này được đề cập trước

đó là lý do tại sao chúng ta không thể tính toán chính xác thành phần chu vi V 2c

của vận tốc không khí tuyệt đối V 2 tại đầu lưỡi dao Do đó, độc giả xứng đáng được giải thích về ý nghĩa của hai thuật ngữ này Các tổn thất thủy lực là tổn thất

áp suất do ma sát khi luồng không khí đi qua các bề mặt khác nhau Dòng tuần hoàn là một hiện tượng đặc biệt diễn ra khi kênh lưỡi quay xoay quanh trục của bánh xe quạt Hãy giải thích chi tiết hơn

Các hạt không khí chiếm không gian giữa các lưỡi dao không hoàn toàn theo kịp với sự quay của các bức tường của kênh nhưng do quán tính của chúng tụt lại phía sau So với kênh, chúng xoay chậm theo hướng ngược lại Xoáy tương đối này, được gọi là lưu thông tuần hoàn, được xếp chồng lên dòng tương đối chính, tương đối nhỏ, nhưng nó đủ lớn để giảm đáng kể áp lực do quạt tạo ra Cơ chế

của tổn thất áp lực này là gì? Thành phần chu vi V 2c chịu trách nhiệm cho áp suất được tạo ra Vì dòng tuần hoàn là một hiện tượng không mong muốn ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu năng của quạt, nên hệ số hiệu chỉnh phải được áp dụng cho công

thức cho V 2c để bù đắp cho áp lực giảm do lưu thông tuần hoàn Hệ số hiệu chỉnh

này có khuynh hướng tăng V 2c và do đó góc đầu ra của lưỡi dao 𝛽2 Việc xác định

hệ số hiệu chỉnh này là khó khăn Hình dạng, chiều rộng và số lưỡi dao sẽ ảnh hưởng đến nó: Hướng dẫn không khí càng kém đi trong khi đi qua kênh, dòng chảy tuần hoàn càng mạnh và lớn hơn sẽ phải là yếu tố chỉnh sửa

Phần kết luận Theo quan điểm trước đó, việc tính toán thiết kế cho quạt ly tâm không chính xác như tính toán thiết kế cho quạt vaneaxial Nói cách khác, nếu các yêu cầu về tốc độ, thể tích không khí và áp suất tĩnh được đưa ra cho một quạt đồng trục, nó hoàn toàn có thể, không có kinh nghiệm trước đó, để đi qua các công thức khác nhau, như trong trang 4.63 để tính toán các kích thước chính và

để có được một mẫu thử (nguyên mẫu đầu tiên) sẽ đạt yêu cầu đối với thể tích không khí, áp suất tĩnh và hiệu suất Đối với người hâm mộ ly tâm, mặt khác, chỉ

có một nhà thiết kế người hâm mộ có kinh nghiệm, người có một số dữ liệu thực nghiệm cho loại quạt này trong hồ sơ của mình sẽ có thể đáp ứng các yêu cầu với nguyên mẫu đầu tiên

Đường kính bánh xe d 2 và lưỡi bên trong đường kính d 1 cho Quạt ly tâm Trong Chương 4 chúng tôi đã chỉ ra rằng trong việc thiết kế một quạt đồng trục cho một

bộ yêu cầu nhất định (tốc độ, thể tích không khí, áp suất tĩnh), chúng ta có thể

tính toán đường kính trung tâm tối thiểu d min bằng phương trình (4.1) và đường

kính bánh xe tối thiểu D min theo phương trình (4.3) Phương trình (4.1) chỉ ra rằng đường kính trung tâm tối thiểu chỉ là một hàm của tốc độ và áp suất tĩnh nhưng không phải là âm lượng không khí, điều đó nghe có vẻ hợp lý Phương trình (4.3) chỉ ra rằng đường kính bánh xe tối thiểu là một hàm của tốc độ, thể tích không khí và đường kính trung tâm, do đó cũng có áp suất tĩnh Đường kính bánh xe tối thiểu thu được từ phương trình (4.3) cho chúng tôi biết đường kính bánh xe theo yêu cầu của khách hàng có chấp nhận được không Trong việc thiết

kế một quạt ly tâm vận tải hàng không, quy trình này khác nhau Một lần nữa,

chúng tôi muốn tính toán đường kính bánh xe d 2 và lưỡi dao bên trong đường

kính d 1, từ các yêu cầu (tốc độ, khối lượng không khí, áp suất tĩnh) Để tính toán lưỡi dao bên trong đường kính du chúng ta sử dụng công thức:

𝑑1.𝑚𝑖𝑛 = 10√𝑐𝑓𝑚

𝑟𝑝𝑚

3

và lưu ý rằng đường kính bên trong lưỡi dao chỉ phụ thuộc vào tốc độ và thể tích không khí nhưng không phụ thuộc vào áp suất tĩnh Điều này nghe có vẻ hợp lý

Rõ ràng, một khối lượng không khí lớn hơn và tốc độ nhỏ hơn sẽ dẫn đến một đường kính bên trong lưỡi lớn hơn Áp suất tĩnh sẽ được tạo ra sau khi đường

kính bên trong lưỡi dao được truyền qua, bởi các lưỡi bắt đầu tại d 1 và mở rộng

kể khối lượng không khí, nhưng với chi phí hiệu quả Do đó, trong khi khối lượng không khí lớn hơn có thể thu được bằng cách tăng 𝛽2, đôi khi tốt hơn là giữ cho

𝛽2 nhỏ hơn, để đạt hiệu quả tốt hơn, và thay vì tăng đường kính ngoài vượt quá giá trị của d2min theo phương trình (7.10)

Chiều rộng lưỡi b Trước đó chúng tôi đã chỉ ra rằng luồng không khí đi vào một quạt quạt ly tâm và sau đó biến 90o thành các hướng đi hướng ra ngoài khác nhau

Khi làm như vậy, luồng không khí đầu tiên đi qua khu vực hình tròn A, đầu vào

của tấm vải liệm và sau đó sau khi rẽ 90o qua khu vực hình trụ A 1 ở đường kính bên trong lưỡi dao, như có thể thấy trong Hình 7.4 Hai khu vực này có thể được tính như sau:

𝐴1 = (𝑑1

trong đó d, là tấm vải liệm có đường kính bên trong tính bằng inch và A, là khu

vực đầu vào của tấm vải liệm hình tròn bằng feet vuông

𝐴1 =𝑑1𝜋𝑏

trong đó d 1 là lưỡi dao có đường kính bên trong tính bằng inch b là chiều rộng lưỡi dao theo inch, và A 1 là diện tích hình trụ ở đường kính bên trong lưỡi dao

tính bằng feet vuông Hãy xem xét ba biến trong hai công thức này: d 1 ; d, và b;

d 1 đã được tính từ phương trình (7.9) như là một hàm số của tốc độ và khối lượng

không khí Nó đã được xác định, d, có thể được tính như

Sự khác biệt d 1 - d, là nhỏ, chỉ đủ lớn để cho phép phần cong của tấm vải liệm, d,

do đó cũng đã được xác định b là biến duy nhất vẫn mở để lựa chọn Làm thế nào chúng ta có thể xác định nó? Rõ ràng, giá trị của b sẽ ảnh hưởng đến khối

lượng không khí Khi chiều rộng lưỡi dao tăng, do đó, khối lượng không khí, ít

nhất là đến một điểm Khi đạt đến điểm này, sự gia tăng tiếp theo trong b sẽ không

làm tăng thêm khối lượng không khí vì đường kính bên trong hình nón liên tục

sẽ hoạt động như một cuộn cảm Nó chỉ đơn giản là sẽ không để cho bất kỳ không khí đi qua Câu hỏi đặt ra là chúng ta có thể tạo ra b bao nhiêu để có hiệu suất tối

ưu, tức là cho lượng khí tối đa, không làm giảm hiệu suất của quạt Câu trả lời

cho câu hỏi này là: b max nên như vậy

Đây là một công thức thực nghiệm Đó là kết quả của thử nghiệm Nó làm cho phụ cấp cho đường kính bên trong hình nón bên trong là hơi nhỏ hơn so với tấm

vải liệm bên trong đường kính d, Chèn các biểu thức của các phương trình (7.1),

(7.11) và (7.12) vào phương trình (7.13), chúng tôi nhận được

khí sẽ chảy gần tấm vải liệm Rõ ràng, một điều kiện không đồng đều là không mong muốn, mặc dù mô hình dòng chảy được cải thiện nhiều bởi các đường cong trơn tru ở đầu vào của tấm vải liệm và ở đầu cuối của đầu vào hình nón, như trong Hình 7.4

Trong khi chiều rộng lưỡi dao theo phương trình (7.15) là mức khuyến cáo tối

đa, chiều rộng lưỡi nhỏ hơn thường được sử dụng, bất cứ khi nào các yêu cầu cho lượng không khí ít hơn ở cùng áp suất tĩnh Như vậy một chiều rộng lưỡi cắt giảm, sau đó, sẽ dẫn đến giảm tốc ít hơn hoặc thậm chí trong một số gia tốc trong khi

rẽ phải góc từ trục sang hướng ra bên ngoài và do đó, trong một mô hình dòng chảy thậm chí còn hơn Tăng tốc sẽ diễn ra bất cứ khi nào

Hình 7.5 cho thấy khối lượng không khí sẽ thay đổi theo chiều rộng lưỡi b Nó

không phải là tỷ lệ trực tiếp (mà sẽ là một đường thẳng), như đôi khi được giả định Khi chiều rộng lưỡi dao tăng lên, khối lượng không khí tăng tương ứng là (1) nhỏ hơn tỷ lệ và (2) khi hy sinh điều kiện dòng chảy Đường trong hình 7.5

có phần hơi cong sao cho ở b max (gần điểm bão hòa) đường cong gần như nằm

ngang Trong khu vực của dòng chảy tăng tốc và lưỡi dao hẹp, luồng không khí

sẽ đồng đều hơn lấp đầy không gian giữa tấm lưng và tấm vải liệm

Tóm tắt, có thể nói: lưỡi hẹp có lợi thế là nhỏ gọn hơn; tức là, chúng cung cấp thêm khối lượng không khí trên mỗi inch chiều rộng trục Lưỡi rộng có lợi thế là tổng khối lượng không khí giao là lớn hơn Điều kiện dòng chảy mượt mà hơn trong các bánh xe hẹp, nhưng vận tốc không khí trung bình thấp hơn ở bánh xe rộng

Do đó hiệu quả kết quả có thể so sánh được

Số lượng lưỡi dao Quyết định về số lượng lưỡi dao được dựa trên sự thỏa hiệp giữa hai yêu cầu xung đột Một mặt, kênh giữa các lưỡi dao phải đủ hẹp để có hướng dẫn tốt về luồng không khí Mặt khác, nó phải đủ rộng để khả năng chống luồng không quá lớn Giữa 8 và 12 lưỡi là một lựa chọn tốt cho hầu hết các thiết

kế, nhưng đôi khi, lên đến 16 lưỡi là cần thiết cho các thiết kế có tỷ lệ đường kính

lớn d 1 /d 2 hoặc góc lưỡi đầu vào lớn 𝛽1

Nó đã được đề xuất rằng một phần lưỡi dao có thể được đặt giữa các lưỡi chính, nhưng chỉ ở phần bên ngoài của không gian hình khuyên, do đó chiều rộng kênh

sẽ giảm xuống khi nó lớn nhất Tuy nhiên, các thử nghiệm trên cấu hình như vậy

đã chỉ ra rằng điều này sẽ không cải thiện hiệu suất Lý do là các lưỡi cắt một phần tạo ra gấp đôi số cạnh của lưỡi dao, mà như đã đề cập trước đó — là một nguồn chính của sự hỗn loạn

Chiều dài lưỡi l Góc lưỡi dao 𝛽 1 ở cạnh đầu được tính từ phương trình (7.4) Số lưỡi dao đã được xác định là một sự thỏa hiệp, như đã giải thích

sớm hơn Chiều dài lưỡi l, sau đó, sẽ được tìm thấy bằng cách bố trí đơn giản của

một hình dạng máy bay, như được hiển thị trong hình 7.2 đến 7.4 Cạnh sau của lưỡi dao chỉ hơi chồng chéo lên nhau hoặc không chồng chéo lên nhau với cạnh đầu của lưỡi dao liền kề

Cuộn nhà ở Như đã đề cập trước đó, các luồng không khí khác nhau để lại các lưỡi dao được thu thập trong nhà ở cuộn và được đoàn tụ thành một luồng không khí duy nhất mà rời khỏi các đơn vị ở góc bên phải đến trục Vận tốc không khí

tuyệt đối V 2 tại đầu lưỡi dao (xem sơ đồ vận tốc trong Hình 7.4) là lớn hơn đáng

kể so với vận tốc không khí OV tại đầu ra của ổ cắm Khi luồng không khí giảm dần từ V 2 xuống OV, một số khác biệt về áp suất vận tốc được chuyển thành áp

suất tĩnh, theo Bernouli (xem trang 1.10 và 1 11) Điều này đúng với bất kỳ loại lưỡi dao nào Hiệu ứng này là mạnh nhất cho các lưỡi cong về phía trước, có các

vận tốc không khí lớn nhất V 2 ở đầu lưỡi dao Hình 7.6 cho thấy một phác thảo sơ

đồ của một nhà ở cuộn điển hình cho một quạt ly tâm 36.1/2-in với cánh máy bay,

lưỡi cong ngược, hoặc ngược, để thông gió chung Bạn sẽ nhận thấy những điều sau đây:

1 Hình dạng xoắn ốc được xấp xỉ bằng ba phần hình tròn Bán kính của chúng là

71.2, 83.7 và 96,2% đường kính bánh xe

2 Các trung tâm của ba phần hình tròn này nằm ngoài đường trung tâm khoảng

6.1/4 phần trăm đường kính bánh xe

3 Đối với chiều rộng lưỡi tối đa (là 0,46d1) chiều rộng nhà ở là 75 phần trăm

của đường kính bánh xe, hoặc 2,14 lần chiều rộng lưỡi dao (Đây là sự mở rộng đột ngột được đề cập ở trang 7.4.) Nếu chiều rộng lưỡi dao nên được giảm một lượng nhất định, chiều rộng của vỏ máy sẽ giảm đi cùng một lượng

4 Chiều cao của ổ cắm nhà ở là 12% đường kính bánh xe

5 Kích thước của xoắn ốc tăng với tốc độ đều Một số nhà sản xuất đi chệch khỏi

tỷ lệ này thậm chí và để cho sự tăng trưởng xoắn ốc nhanh hơn lúc đầu và chậm hơn đối với đầu ra

Hình 7.6 Sơ đồ của cụm lắp ráp cuộn điển hình cho một quạt ly tâm 36. 1/2 với cánh quạt, lưỡi quay ngược hoặc lưỡi hướng ngược để thông gió chung

(tỷ lệ: 1/2)

6 Tại ổ cắm nhà ở, bạn sẽ nhận thấy một cái gọi là cắt, trông giống như một sự

tiếp nối của các xoắn ốc và nhô ra vào ổ cắm nhà ở Hai loại cutoffs đang được

sử dụng Chúng có thể được mô tả như sau:

a Một thiết kế sử dụng một phần cắt một mảnh, như trong hình 7.7, chạy dọc theo chiều rộng của vỏ Nó tiếp tục độ cong của cuộn giấy và được gắn chặt vào cuộn giấy và hai mặt của vỏ Nó nhô ra vào ổ cắm nhà ở bằng 20 đến 30% chiều cao cửa xả Đầu cắt là điểm gần nhất với các đầu lưỡi dao Nó để lại một khoảng

hở cắt từ 5 đến 10% của đường kính bánh xe Mục đích của việc cắt giảm này là giảm thiểu tuần hoàn của không khí bỏ qua (tất nhiên, là một khối lượng không khí và hiệu quả) mà không tạo ra tiếng ồn quá mức do một khoảng hở cắt nhỏ Nói cách khác, giải phóng mặt bằng cắt từ 5 đến 10% là một sự thỏa hiệp giữa việc phòng ngừa tuần hoàn và hoạt động yên tĩnh

b Các thiết kế khác sử dụng một mảnh hai mảnh đặt chỉ ở phía đầu vào của nhà

ở, đối diện với hình nón đầu vào, nơi mà bánh xe quạt không phải là, như thể hiện trong hình 7.6 và 7.8 Một mảnh cắt được gắn chặt vào cuộn giấy Các mảnh khác kéo dài tất cả các cách để hình nón đầu vào và được gắn chặt vào hình nón đầu vào Các bánh xe quạt sau đó xả vào ổ cắm nhà ở mở rộng, và cắt hoàn toàn ngăn chặn tuần hoàn trên mặt nón đầu vào nhưng không phải ở bánh xe Đối với loại cắt này, một thuật ngữ tốt hơn là lá chắn tuần hoàn, đặc biệt là đối với phần được gắn chặt vào hình nón đầu vào Các lá chắn tuần hoàn nhô ra vào ổ cắm nhà ở bằng 30 đến 35% chiều cao cửa hàng

Hình 7.7 Góc nhìn của cuộn di

chuyển cho thấy bên ổ đĩa (trục và

vòng bi) và phía đầu ra với cắt bỏ

chạy tất cả (theo cách của mình trên

chiều rộng nhà ở (Courtesy of

Chicago Blower Cor- poration,

Glendale Heights, III

Hình 7.8 Góc nhìn của cuộn nhà ở

cho thấy phía đầu vào (đầu vào cổ

áo và hình nón đầu vào) và phía đầu

ra với lá chắn tuần hoàn thay đổi hình nón đầu vào chỉ (Được phép của Tổng công ty Tài nguyên Chung,

Hopkins, Minn.)

Inlet Clearance Trên các trang 4.38 đến 4.39, chúng tôi đã thảo luận về độ hở đầu của quạt nhân đôi, nghĩa là khoảng cách giữa bánh xe quay quay và vỏ cố định Chúng tôi trình bày các màn trình diễn chúng tôi đã thu được từ một loạt các bài kiểm tra, trong đó độ hở đầu đã thay đổi từ rất nhỏ đến rất lớn Chúng tôi thấy rằng nhỏ nhất kết quả giải phóng mặt bằng có thể có hiệu suất tốt nhất trong tất cả các khía cạnh (áp suất tĩnh, hiệu quả, và mức độ tiếng ồn)

Đối với quạt ly tâm, có một tham số tương ứng Đó là khoảng cách nhỏ giữa bánh xe xoay quay và hình nón đầu vào tĩnh Nó xuất hiện ở cạnh đầu vào của tấm che bánh xe, nơi hình nón đầu vào chồng lên tấm vải liệm, như trong Hình 7.4 Nó được gọi là giải phóng mặt bằng đầu vào Một lần nữa, các giải phóng mặt bằng nhỏ nhất có thể dẫn đến hiệu suất tốt nhất Đối với đường kính bánh

xe 30-in, độ hở đầu vào không được lớn hơn ¥ » Đôi khi cấu hình mê cung

được sử dụng thay vì chồng chéo đơn giản, để giữ cho bất kỳ rò rỉ ngược nào có thể ở mức tối thiểu Tuy nhiên, một cấu hình mê cung như vậy yêu cầu một số

bề mặt gia công và do đó chỉ được sử dụng với kích thước nhỏ Trong kích thước lớn hơn, nó sẽ là quá tốn kém

Hộp đầu vào Đối với việc lắp đặt các ống dẫn vào, đầu vào của quạt ly tâm có thể được trang bị hộp đầu vào, được gắn vào đầu vào của nhà ở, như trong Hình 7.9 Hộp đầu vào có hai mục đích:

Hình 7.9 Quạt ly tâm với đầu vào được thêm vào, cho phép kết nối với một ống

dẫn gió ngược (Được phép của Chicago Blower Tổng công ty, Glendale

Heights, 111)

1.Nếu cấu hình của hệ thống yêu cầu một ống dẫn vào vuông góc với trục quạt,

thì hộp đầu vào sẽ cung cấp một khuỷu tay chặt chẽ, tiết kiệm không gian

hướng dẫn luồng không khí từ hướng ống dẫn vào góc 90 ° đến đầu vào của cuộn nhà ở

2 Nếu quạt rộng theo hướng trục sao cho một ổ đỡ ở phía đầu vào được yêu

cầu, hộp đầu vào sẽ giữ cho ổ đỡ đầu vào ra khỏi luồng không khí

Hộp đầu vào có mặt cắt ngang hình chữ nhật Chiều rộng của nó (song song với phía vỏ) thường gấp ba lần đường kính của cửa vào Tuy nhiên, độ sâu của hộp đầu vào (theo hướng trục) thường chỉ bằng một nửa đường kính của cửa vào Đây là những gì làm cho hộp đầu vào tiết kiệm không gian và chặt chẽ, nhưng

nó dẫn đến tổn thất không thể tách rời trong khối lượng không khí được phân phối (khoảng 30%) và áp suất tĩnh do quạt tạo ra Những tổn thất này có thể được giảm xuống bằng hai phương pháp sau:

1 Bởi sự gia tăng chiều sâu trục cộng với một côn ở phần dưới của hộp đầu vào, như thể hiện trong Kg 7,9

2 Bằng cách cung cấp một hoặc hai van quay trong hộp đầu vào

Một đầu vào hộp được sử dụng trên một fan hâm mộ đầu vào duy nhất Hai hộp đầu vào được sử dụng trên quạt kép

Double-Inlet, đôi chiều rộng ly tâm Fasts Những người hâm mộ thể hiện trong Figs 7.2 đến 7.4 và 7.6 đến 7.9 là loại đơn, chiều rộng đơn Bằng cách kết hợp một chiều kim đồng hồ và một quạt ngược chiều kim đồng hồ thành một đơn vị, một quạt kép, hai chiều, quạt trần, như được biểu diễn trong hình 7,10 đến hết 7.12, thu được, cung cấp khoảng 1,9 lần khối lượng không khí so với cùng một giá trị tĩnh trong khi tiêu thụ gần đúng mức công suất phanh Các cánh quạt của bánh xe hai bánh thường được thiết kế cho điều kiện dòng chảy hơn Công trình này là một giải pháp thiết thực và tiết kiệm cho nhiều ứng dụng trong đó các yêu cầu về khối lượng không khí sẽ quá lớn đối với kích thước và tốc độ của đơn vị Nói cách khác, tránh được nhà ở cuộn cao hơn; chỉ tổng chiều rộng của hous-ing được tăng lên

Hình 7.10 Hai quan điểm của một bánh xe quạt ly tâm hai đầu vào, hai chiều

với 12 lưỡi dao bay bằng thép không gỉ cong ở vị trí so le (Được phép của Tập

đoàn Chicago Blower, Glendale Heights IU.)

Hiệu suất của Quạt ly tâm Airfoil Như đã đề cập trước đây, quạt ly tâm thuộc

bất kỳ loại nào đều có áp suất tĩnh cao hơn so với quạt quay cuồng Điều này có nghĩa là đối với cùng đường kính bánh xe và với cùng tốc độ chạy, quạt ly tâm tạo ra áp suất tĩnh tối đa cao hơn Hình 7.13 cho thấy các đường cong hiệu suất

cho một quạt ly tâm cánh quạt 27 inch tiêu biểu được điều khiển trực tiếp từ động cơ 5 mã lực, 1160 vòng / phút Bạn sẽ nhận thấy những điều sau đây:

1 Hiệu quả tối đa ở đây là 88%, hiệu quả cao Đối với kích thước lớn hơn, hiệu

suất đạt được tối đa có thể thậm chí cao hơn một chút Phạm vi hoạt động tối ưu

là từ 50 đến 75 phần trăm khối lượng không khí giao hàng miễn phí

2 Hiệu suất tối đa xảy ra ở khoảng 85% áp suất tĩnh tối đa

3 Áp suất tĩnh tối đa là 3,7 inWC Nếu quạt này chạy ở tốc độ 1750 vòng / phút

thay vì 1160 vòng / phút, áp suất tĩnh tối đa (theo luật của quạt) sẽ là

(1750/1160) 2 x 3.7 = 8.4 inWC So sánh điều này với 3.3 Áp suất tĩnh tối đa inWC được sản xuất bởi quạt đẳng cấp 27 ở 1750 vòng / phút, như được biểu diễn trong hình 4.21, áp suất tĩnh tối đa được tạo ra bởi quạt ly tâm máy bay này cao gấp 2,3 lần

Hình 7.11 Cuộn vỏ có nắp vào để lắp đặt quạt ly tâm kép, hai chiều Cắt ngắn

cho phép xem toàn bộ vào bên trong, hiển thị hai hình nón đầu vào (Được phép

của Tập đoàn Chicago Blower, Glendale Heights, UL)

Hình 7.12 Quạt ly tâm hai đầu vào, hai đầu được lắp ráp với nón đầu vào,

bánh xe quạt, trục, gấu và niềng răng tại chỗ (Được phép của Tổng công ty

Chicago Blower, Glendale Heights, III]

4 Áp suất tĩnh ở sơn không phân phối thấp hơn một chút so với áp suất tĩnh tối

đa, nhưng không có sự ngưng tụ bị trì trệ như thường xảy ra trong các đường cong tĩnh của quạt ly tâm phía trước và quạt quay Không có tăng hoặc xung Hiệu suất ổn định trên toàn bộ phạm vi Điều này khiến người hâm mộ ly tâm vận tải hàng không (và cả những người hâm mộ ly tâm lạc hậu và lạc hậu) thích hợp cho các hệ thống dao động và hoạt động của hai người hâm mộ trong

song song, tương đông

Hình 7.13 Hiệu suất của một quạt ly tâm vận tải hàng không điển hình, đường

kính bánh xe 27 inch, lái trực tiếp từ động cơ 5 mã lực, 1 160 vòng / phút

5.Công suất phanh tối đa xảy ra ở áp suất tĩnh 2,8 inWC, chỉ hơi thấp hơn 3,2

điểm inWC, nơi hiệu quả tối đa xảy ra và cách xa điểm giao hàng miễn phí Nói cách khác, đường cong mã lực phanh là nonoverloading Bất kể nơi hoạt động được đặt trên đường cong hiệu suất, động cơ không bao giờ có thể bị quá tải Để

so sánh, quạt ly tâm chuyển tiếp (sẽ được thảo luận sau) quá tải động cơ khi giao hàng miễn phí Đôi khi người hâm mộ đôi khi (khi đầu lưỡi rộng hơn chiều rộng lưỡi dao tại tâm), quá tải động cơ không được giao

6 Mức ồn tối thiểu xảy ra tại thời điểm hiệu quả tối đa

Quạt ly tâm với BC và Bl Blades

Quạt ly tâm với lưỡi cong ngược (BC) hoặc lưỡi hướng ngược lại (BI) tương tự như thiết kế và hiệu suất cho các lưỡi dao quay ngược, ngoại trừ việc giảm hiệu quả tối đa và cường độ kết cấu Quạt ly tâm BC được sử dụng là loại hiệu quả nhất và phổ biến cho đến Quạt ly tâm vận tải bằng máy bay đã diễn ra

Hầu hết các cuộc thảo luận của chúng tôi về người hâm mộ ly tâm vận tải hàng không đều áp dụng cho người hâm mộ độc quyền của BC và BI Đặc biệt, các

sơ đồ vận tốc là như nhau Các công thức cho dX s d2, và /? max là như nhau Các cuộc thảo luận về số lưỡi dao, chiều dài lưỡi, cuộn cuộn, cắt, đầu vào, hộp đầu vào, đầu vào kép, quạt hai chiều và đường phanh mã lực không tải trọng đều áp dụng cho quạt ly tâm BC và BI Ưu điểm của quạt ly tâm BC và BI như sau:

1 Chúng ít tốn kém hơn trong sản xuất

2 Chúng có thể chịu được nhiệt độ cao hơn một chút và hơi khí đầy bụi

Hình 7.14 Phác thảo sơ đồ của một bánh xe quạt ly tâm điển hình với mười lưỡi

có độ dày một cạnh cong có chiều rộng tối đa cho phép b {Lưu ý: d x lưỡi bên trong diam- eter; (A lưỡi bên ngoài đường kính: h, chiều rộng lưỡi: /, chiều dài

lưỡi; p, góc lưỡi ở cạnh hàng đầu; p; góc lưỡi ở đầu lưỡi.)

Hình 7.14 cho thấy một phác thảo sơ đồ của một bánh xe quạt BC điển hình Phần bên ngoài của tấm vải liệm phẳng, nhưng nó có thể hình nón Hình dạng lưỡi là một đường cong trơn tru Thông thường nó chỉ là một vòng cung tròn đơn giản nhưng đôi khi nó là một hình dạng với độ cong hơn gần cạnh hàng đầu, mô phỏng một hình dạng máy bay Các kênh lưỡi dao nên dần dần mở rộng

để luồng không khí tương đối sẽ giảm tốc độ dần dần và ở một tốc độ thậm chí

trong khi đi qua các kênh lưỡi dao Nếu luồng không khí được mịn và có ít nhất

là nhiễu loạn, việc chuyển đổi từ áp suất vận tốc sang áp suất tĩnh có thể xảy ra với mức tổn thất tối thiểu Để phân tích kênh lưỡi dao, quy trình sau được sử dụng: Vòng tròn được ghi ở các trạm khác nhau dọc theo kênh lưỡi dao, như trong Hình 7.14 và diện tích của đoạn văn cho dòng tương đối được xác định tại mỗi trạm bằng cách nhân đường kính của vòng tròn được ghi bởi chiều rộng lưỡi dao đi qua tâm vòng tròn Những khu vực này sẽ tăng theo tốc độ chậm và thậm chí Bằng cách tính bán kính của các vòng tròn tương đương (có diện tích bằng nhau) và bằng cách vẽ chúng theo đường trung tâm của kênh, hình dạng của một hình nón tương đương có thể thu được Nó nên ở mọi nơi có một góc hình nón nhỏ hơn 7° với đường trung tâm; nếu không, thiết kế phải được sửa đổi

Đối với một bánh xe quạt ly tâm với lưỡi BI thẳng, có một mối quan hệ đơn giản giữa các góc lưỡi fi, và p \ s Sau khi chúng tôi đã xác định tỷ lệ djd2 và góc lưỡi f3 t ở cạnh đầu, chúng tôi có thể tính toán

Giả sử chúng ta đã tìm thấy djd2 = 0,75 và f}, = 1 1 °, sau đó ta nhận

cos p = 0,75 x 0,98163 = 0,73622 và p2l = 42,6 ° p \ = 11 ° là góc lưỡi tốt cho thiết kế hiệu quả, nhưng các góc lớn hơn lên đến 30 ° là chấp nhận được Nếu phương trình (7.4) sẽ cho kết quả trong một Pi lớn hơn 30 ° hoặc 35 ° nhiều nhất, nó sẽ được khuyến khích để tăng d} (và có lẽ d2) sao cho phương trình (7.4) sẽ cung cấp cho chúng ta một nhỏ hơn (3, Hình 7,15 cho một đại diện đồ họa của p: i như một hàm của pi và dx ld2 theo phương trình (7.17)

Hình 7.15 Góc nghiêng như một hàm của góc lưỡi đầu vào (3, và của tỷ lệ

đường kính djd: cho lưỡi thẳng.Ảnh hưởng của nhiễu loạn đầu vào lên mức âm

thanh của quạt AF, BC hoặc Bl

Các biểu đồ vận tốc trong Hình 7.4 chỉ ra rằng vận tốc không khí tuyệt đối

tăng từ V, ở cạnh đầu đến V2 ở đầu lưỡi khi luồng không khí đi qua kênh lưỡi dao giữa các lưỡi liền kề nhưng vận tốc không khí tương đối giảm từ W \ xuống

MA Điều này có nghĩa là vận tốc không khí tương đối cao nhất xảy ra ở mép đầu của lưỡi dao và do đó thiết kế chính xác của phần lưỡi này (dòng chảy tiếp tuyến và các điều kiện kết quả của nhiễu loạn tối thiểu) là quan trọng

Như trong trường hợp quạt hướng trục, mức âm thanh bị ảnh hưởng bởi nhiễu loạn trong luồng không khí đầu vào, nhưng độ nhạy với nhiễu loạn đầu vào ở đây nhỏ hơn độ nhạy của quạt hướng trục Lý do cho sự giảm độ nhạy này được tìm thấy trong thực tế là dòng khí đáp ứng các cạnh hàng đầu của một lưỡi quạt

ly tâm là hỗn loạn đã có, từ 90 ° biến chỉ thực hiện Một số nhiễu loạn thêm do

đó ít đáng chú ý hơn so với trường hợp quạt vaneaxial, nơi mà các điều kiện dòng chảy đầu vào tương đối trơn tru Tuy nhiên, nhiễu loạn đầu vào được tạo

ra bởi khuỷu tay phía trước đầu vào quạt ly tâm, chẳng hạn như hộp đầu vào, nên được giữ ở mức tối thiểu Như đã đề cập trước đó, điều này có thể được thực hiện bằng cách tăng chiều sâu trục của hộp đầu vào và bằng cách cung cấp các van quay bên trong hộp đầu vào

Các loại xả

Trong hầu hết các quạt ly tâm, một vỏ cuộn được cung cấp, như được biểu diễn trong hình 7,6 đến 7,8 Chức năng chính của nó là thu thập các luồng khí riêng

lẻ từ các lưỡi dao và tái hợp chúng vào trong luồng khí đơn lẻ xả qua khe hở Vị trí và hướng của luồng khí thải liên quan đến luồng không khí đến sẽ khác nhau tùy theo nhu cầu lắp đặt Mười sáu thỏa thuận phân phối khác nhau (tám cho mỗi vòng quay) đã được thông qua theo tiêu chuẩn của Hiệp hội kiểm soát và di chuyển không khí (AMCA) Bổ sung ở giữa posi- tions cũng được sử dụng đôi khi Hầu hết các quạt ly tâm lớn được thiết kế sao cho nhà sản xuất có thể cung cấp cho họ bất kỳ sự bố trí xả nào cần thiết cho phù hợp với nhu cầu của khách hàng Một số thiết kế cho xả phổ quát, có nghĩa là ngay cả sau khi lắp ráp hoàn chỉnh, sắp xếp xả vẫn có thể được thay đổi, chỉ đơn giản bằng cách loại bỏ một vài bu lông và di chuyển nhà ở cuộn đến một vị trí góc khác nhau

Một loại xả khác nhau đôi khi được sử dụng cho các ứng dụng trong đó không khí bị cạn kiệt từ một không gian hoặc từ một số thiết bị và được đưa vào một không gian rộng lớn hơn là vào một ống dẫn Trong trường hợp như vậy (quạt thông gió, quạt cắm, quạt thông gió cũ), vỏ cuộn được bỏ qua, và các luồng không khí riêng lẻ rời khỏi các kênh lưỡi chỉ khuếch tán ra ngoài vào không gian Sự sắp xếp này được gọi là phóng xạ xuyên tâm hoặc xả chu vi Thuật ngữ

xả xuyên tâm được sử dụng thường xuyên hơn, mặc dù thuật ngữ phóng điện lên đến gần với sự thật bởi vì hướng của vận tốc dòng chảy gần với chu vi hơn

là hướng tâm Loại xả này có ưu điểm là chi phí thấp hơn, tăng đáng kể khối lượng không khí (gần gấp đôi) ở áp suất tĩnh thấp, và giảm đáng kể mức âm thanh do việc cắt bỏ (nguồn chính của tiếng ồn) bị loại bỏ Áp suất tĩnh âm tối

đa giảm khoảng 15% Bánh xe FC không thể được sử dụng cho ứng dụng này bởi vì chúng yêu cầu một cuộn nhà ở cho việc chuyển đổi của vận tốc pres- chắc chắn vào áp suất tĩnh, và không có một cuộn nhà ở, hiệu suất của họ sẽ được người nghèo, như chỉ ra trong hình 7.31 Hình 7.16 cho thấy một quạt ly tâm BI với lưu lượng chu vi thoát ra từ một không gian

Hình 7.16 Bánh xe quạt ly tâm BI với xả cir-cumferential

Hình 7.17 minh họa một ví dụ khác về phóng điện xuyên tâm, một bánh xe quạt

ly tâm RB vẽ không khí làm mát thông qua các đoạn hẹp của máy phát điện Một quạt dòng chảy hướng trục sẽ không phát triển đủ lực để vượt qua sức đề kháng của các đoạn hẹp; nó sẽ hoạt động trong phạm vi ngừng hoạt động

NHÓM QUẠT LY TÂM THEO AMCA

Hình 7.1 cho thấy sáu loại quạt ly tâm, được phân loại theo hình dạng lưỡi của chúng AMCA (Air Movement and Control Association, Inc, Arlington Heights, 111.), trong ấn phẩm của họ 99-85 (Sổ tay tiêu chuẩn), cho thấy hai nhóm quạt

ly tâm, được phân loại theo ứng dụng chung của họ AMCA gọi hai nhóm này

là (1) quạt ly tâm và (2) quạt ly tâm công nghiệp Hãy mô tả hai nhóm này chi tiết hơn

Hình 7.17 Bánh xe quạt ly tâm hình tròn có mặt cắt làm mát không khí thông

qua các hành lang hẹp của máy phát điện.Quạt ly tâm

Những người hâm mộ ly tâm chúng tôi đã thảo luận cho đến nay (AF, BC BI) thuộc về nhóm này Chúng có thể được sử dụng để xả hoặc cung cấp Ngoại trừ các mô hình có chiều rộng lưỡi cắt giảm, các quạt này có khối lượng không khí lớn và áp suất tĩnh cao vừa phải Chúng có hiệu suất cao và đường cong phanh

mã lực không tải Chúng là để thông gió chung, cưỡng bức hoặc gây ra dự thảo, nồi hơi và nhà túi, và không khí sạch hoặc hơi bẩn Điều này có nghĩa là chúng cũng dành cho các ứng dụng công nghiệp, mặc dù nhóm này không chỉ ra điều này Các tiêu chuẩn của AMCA hiển thị 25 kích thước tiêu chuẩn và chỉ định đường kính tối đa của bánh xe và các khu vực ổ cắm tối đa cho mỗi kích thước Đường kính bánh xe tối đa dao động từ 12 '/ j đến 1 32 1/2 in, tiến tới tỷ lệ

1.105 Các quạt này có thể có các lưỡi dao rộng (như được giải quyết), tỷ lệ id2 lớn (khoảng 0,65 đến 0,80), góc lưỡi trung bình (10 ° đến 30 ° ở mép đầu, từ 35

° đến 50 ° ở đầu), cuộn lớn nơi ở và các khu vực đầu vào và đầu ra lớn Họ có một vòng đầu vào với đường kính khoảng 9 phần trăm lớn hơn đường kính bánh

xe, để kết nối với một ống dẫn vào, với diện tích hình tròn lớn hơn khoảng 15 phần trăm so với khu vực cửa ra phản ứng Một hình nón đầu vào quay kết nối vòng đầu vào khu vực rộng lớn với đầu vào bánh xe nhỏ hơn nhiều, với một chồng chéo nhỏ Những người hâm mộ này có sẵn như là đơn đầu vào, đơn chiều rộng (SISW) và như đôi đầu vào, đôi chiều rộng (DIDW) người hâm mộ

Quạt ly tâm công nghiệp

Hầu hết các nhà sản xuất quạt đều cung cấp các thiết bị này với bốn loại bánh

xe khác nhau sau đây trong mỗi kích thước:

Bánh xe xử lý không khí (tấm sau, tấm vải liệm, mười lưỡi dao BI)

Bánh xe xử lý vật liệu (MH) (tấm sau, tấm vải liệm, sáu lưỡi cắt ngang chủ yếu) Bánh xe dài (LS) (giống như MH, nhưng không có tấm vải liệm)

Bánh xe dài mở (LSO) (không có tấm sau, không có tấm vải liệm, sáu lưỡi xuyên tâm)

Những người hâm mộ này được sử dụng để được gọi là ống xả công nghiệp bởi

vì các bánh xe MH, LS và LSO được sử dụng chủ yếu để loại bỏ mùn cưa, dăm bào và mate-rial dạng hạt Các đơn vị AH, tuy nhiên, được sử dụng để cung cấp cũng như cho ống xả Các tiêu chuẩn AMCA hiển thị 16 kích thước tiêu chuẩn

và chỉ định đường kính bánh xe tối đa, đường kính đầu vào tối đa và diện tích cửa xả tối đa cho mỗi kích thước Đường kính bánh xe tối đa dao động từ 19,1 đến 4lA và đường kính vào tối đa tương ứng nằm trong khoảng từ 11 đến 60 in Các đường kính đầu vào này chỉ có 57,5% đường kính bánh xe, và chúng phù hợp với cửa hút gió Một đầu vào nhà trụ hình trụ đơn giản dẫn đến đầu vào bánh xe, một lần nữa với một chồng chéo nhỏ bất cứ khi nào có một tấm vải liệm, chẳng hạn như trong bánh xe AH và MH Không cần kéo sợi hình nón đầu vào miễn là thiết bị được nối với ống dẫn vào Nếu thiết bị được sử dụng để thổi chỉ (không có đầu vào ống dẫn), một đầu vào venturi được kết nối với vòng đầu

vào, nhưng đầu vào venturi này không phải là lớn như hình nón đầu vào quay được sử dụng trong nhóm 1 người hâm mộ So với những người hâm mộ nhóm

1, những người hâm mộ nhóm 2, cho kích thước và tốc độ bằng nhau, có một đường cong áp lực dốc hơn và cung cấp khối lượng không khí ít hơn nhưng tạo

ra áp suất tĩnh tối đa cao hơn

Hình 7.18 cho thấy một góc nhìn của một cuộn nhà ở cho một fan hâm mộ ly tâm công nghiệp của nhóm 2 Nó là nhỏ hơn so với nhà ở cuộn cho các fan hâm

mộ nhóm 1, như thể hiện trong Figs 7,7 và 7,8 Kích thước của xoắn ốc cuộn là khoảng 80 phần trăm, chiều rộng nhà ở là khoảng 60 phần trăm, và khu vực cửa hàng là 32 phần trăm Các nhà ở không có cắt giảm thêm, kể từ khi khu vực cửa hàng nhỏ mang lại cho các điểm cắt lên đủ cao Tất cả bốn loại bánh xe đều sử dụng cùng một hộp cuộn; onlv các bánh xe là khác nhau Những người hâm mộ này chỉ là SISW

Hình 7.18 Góc nhìn của vỏ bọc cuộn cho quạt ly tâm công nghiệp cho thấy phía

ổ đĩa (trục và vòng bi) và phía đầu ra có khu vực ổ cắm nhỏ

Hình 7.19 Góc nhìn của loại bánh xe quạt ly tâm công nghiệp AH hiển thị lưỡi

dao BI và tấm che hình nón với đường cong đầu vào trơn tru

Quạt không khí (AH) Hình 7.19 cho thấy một bánh xe AH điển hình Nó có một tấm lưng và một tấm vải liệm hình nón So với các quạt ly tâm của nhóm 1, bánh xe AH có tỷ lệ đường kính nhỏ hơn d1 / d2, lưỡi cắt hẹp hơn và các góc lưỡi dốc hơn Cạnh dẫn đầu có thể nghiêng Bánh xe AH là để xử lý không khí, khí đốt, hoặc khói sạch hoặc chỉ hơi bụi Nó thường có mười lưỡi BI, với các góc lưỡi khoảng 23 ° ở mép đầu và khoảng 62 ° ở đầu lưỡi Chiều rộng lưỡi ft, tại cạnh đầu là 0,46 ^, theo Eq (7.15), nhưng vì djdi nhỏ hơn so với nhóm 1, bx cũng nhỏ hơn Chiều rộng lưỡi b2 ở đầu thậm chí còn nhỏ hơn, khoảng 65% chiều rộng đầu cho người hâm mộ nhóm 1 Hình 7.20 cho thấy trong các đường nét rắn, hiệu suất của một bộ AHV 26Vfc (26V6 là một trong các kích thước tiêu chuẩn AMCA) ở 1160 vòng / phút Để so sánh, chúng tôi đã vẽ trong các đường đứt nét hiệu suất của quạt ly tâm vận tải hàng không số 27 trong nhóm

1160 vòng / phút (Hình 7.13), được chuyển đổi theo luật quạt từ 27 đến 26Vi Chúng tôi lưu ý những điều sau:

1 Các đơn vị AH có một đường cong áp suất tĩnh dốc hơn so với các quạt ly

tâm cánh quạt, dẫn đến khối lượng không khí ít hơn nhưng trong một áp suất tĩnh tối đa cao hơn

2 Đường cong mã lực phanh của thiết bị AH đạt đến mức tối đa ở mức tự do,

nhưng đường cong mã lực phanh không dốc, vì vậy bất kỳ quá tải nào khi giao hàng miễn phí sẽ ở mức vừa phải

3 Hiệu suất cơ học tối đa của thiết bị AH là 79%, thấp hơn 88% của quạt ly tâm

vận tải hàng không, nhưng vẫn hiệu quả rất tốt

Lựa chọn của người hâm mộ ly tâm AH từ bảng xếp hạng Trong Chap 4 trên quạt hướng trục lưu lượng, chúng tôi cho thấy hai bảng xếp hạng cho người hâm mộ vaneaxial vành đai và hai lựa chọn có thể cho một fan hâm mộ cung cấp 20.600 cfm so với áp suất tĩnh của 2 inWC Bây giờ chúng ta hãy thảo luận theo cách tương tự như thế nào chúng ta có thể chọn một quạt ly tâm AH để cung cấp 7200 cfm so với áp suất tĩnh 5 inWC (khối lượng không khí thấp hơn nhưng áp suất tĩnh cao hơn)

Hình 7.20 Hiệu suất của một loại quạt ly tâm công nghiệp AH (đường liền nét)

và của quạt ly tâm máy bay (gạch ngang) Với 26 '/ <- trong đường kính bánh

xe và 1160 vòng / phút

Bảng 7.1 là một bảng xếp hạng từ một danh mục chung của Blower cho một đơn vị AH trong số 21 Điều này có nghĩa là đường vào nhà ở 21 inch, tương ứng với đường kính bánh xe 36 '/ 2-in Bảng một lần nữa có sự sắp xếp thông thường trong đó hiệu suất của người hâm mộ điều khiển vành đai được trình bày trong danh mục, để lựa chọn thuận tiện của khách hàng, với áp lực tĩnh hiển thị trên đầu trang khối lượng (cfm) và vận tốc đầu ra được hiển thị ở phía bên trái,

và tốc độ và phanh ngựa được hiển thị tại các điểm giao nhau Bảng đặc biệt này cũng cho thấy hiệu suất của quạt (cả hiệu suất tĩnh và cơ học) tại các điểm giao nhau Tất cả các dữ liệu này được lấy từ các đường cong hiệu suất (các đường liền) được chỉ ra trong hình 7,20 Sau đó trong cuốn sách này, chúng tôi

sẽ giải thích làm thế nào các dữ liệu này có thể được tính toán từ các đường

cong hiệu suất

Bảng 7.1 chỉ ra rằng quạt này, để cung cấp 7200 cfm ở áp suất tĩnh 5 inWC,

sẽ chạy ở 888 vòng / phút và sẽ tiêu thụ 8.07 mã lực Một 10 mã lực Động cơ

1750 vòng / phút sẽ được sử dụng, với tỷ lệ ròng rọc là 888/1750 = 0,507 Bảng này cũng tuyên bố rằng quạt này sẽ hoạt động ở hiệu suất cơ học là 78%, đó là một hiệu quả tốt cho một quạt ly tâm BI với lưỡi dao phẳng Hãy kiểm tra giá trị hiệu quả này