Quạt ly tâm: thông số kỹ thuật của thiết bị và nguyên lý hoạt động của thiết bị
Với sự phát triển của ngành công nghiệp, một số lượng lớn các quy trình công nghệ đòi hỏi phải cung cấp không khí cưỡng bức.Khu vực hộ gia đình cũng không bị bỏ rơi. Một số loại thông tin liên lạc yêu cầu cung cấp không khí trong lành thường xuyên.
Một giải pháp tao nhã cho vấn đề này là quạt ly tâm, có khả năng tự động bơm khối lượng không khí cần thiết. Nhưng nó được thiết kế và hoạt động như thế nào? Đó là những câu hỏi mà chúng tôi sẽ xem xét chi tiết trong bài viết của chúng tôi.
Hãy xem xét các đặc điểm thiết kế của thiết bị, khả năng, phạm vi ứng dụng của nó và các nhà sản xuất tốt nhất có sản phẩm được giới thiệu trên thị trường. Chúng tôi cũng sẽ đưa ra khuyến nghị về việc lựa chọn mẫu quạt phù hợp.
Nội dung của bài viết:
Bản chất của việc bơm và làm loãng không khí bằng quạt
Quạt là một cấu trúc cơ học có khả năng xử lý dòng chảy của hỗn hợp khí-không khí bằng cách tăng năng lượng riêng của nó cho chuyển động tiếp theo.
Kiến trúc này của thiết bị cho phép tạo ra hiệu ứng phun hoặc làm hiếm khí làm việc trong không gian thông qua việc tăng hoặc giảm áp suất tương ứng (cơ chế chuyển đổi năng lượng).
Áp suất khí được hiểu là một quá trình chuyển động hỗn loạn vô tận của các phân tử khí, khi va vào các bức tường của một không gian kín sẽ tạo ra áp suất lên chúng.
Vì vậy, tốc độ của các phân tử này càng cao thì tác động càng nhiều và áp suất càng cao. Áp suất khí là một trong những đặc tính chính của khí.
Mặt khác, bất kỳ loại khí nào cũng có thêm hai thông số: thể tích và nhiệt độ. Thể tích là lượng không gian được lấp đầy bởi một chất khí. Nhiệt độ khí là một đặc tính nhiệt động liên quan đến tốc độ của các phân tử và áp suất mà chúng tạo ra.
“Ba trụ cột” này dựa trên lý thuyết động học phân tử, là cơ sở để mô tả tất cả các quá trình liên quan đến xử lý khí và hỗn hợp khí.
Quá trình tiêm là sự tập trung cưỡng bức của các phân tử trong một không gian hạn chế vượt quá một định mức nhất định. Ví dụ, áp suất không khí được chấp nhận rộng rãi trên bề mặt trái đất là khoảng 100 kPa (105 kilo Pascals) hoặc 760 mm Hg. Nghệ thuật. (mm thủy ngân).
Khi độ cao trên bề mặt Trái đất tăng lên, áp suất giảm và không khí trở nên loãng hơn.
Sự hiếm gặp là quá trình bơm ngược lại, trong đó các phân tử rời khỏi một hệ thống khép kín. Thể tích không đổi nhưng số lượng phân tử giảm đáng kể nên áp suất giảm.
Hiệu ứng bơm là cần thiết để buộc không khí chuyển động. Có thể di chuyển không khí thông qua hiệu ứng hiếm: để khôi phục lại sự cân bằng áp suất trong toàn bộ hệ thống, các phân tử di chuyển từ vùng phân tử tập trung hơn sang vùng ít tập trung hơn.
Đây là cách các phân tử khí chuyển động.
Có nhiều cách bố trí hệ thống thông gió khác nhau, nhưng chúng có thể được chia thành nhiều loại theo các thông số nhất định:
- Theo hẹn. Có những người hâm mộ mục đích chung và đặc biệt. Quạt được sử dụng để chuyển động khí bình thường. Quạt đặc biệt được sử dụng để vận chuyển bằng khí nén, vận chuyển hỗn hợp khí mạnh và dễ nổ.
- Theo tốc độ. Có bánh xe có lưỡi dao với tốc độ quay riêng thấp, trung bình và cao.
- Theo phạm vi áp suất. Có các hệ thống được biết đến để tạo ra áp suất thấp (lên đến 1 kPa), trung bình (1–3 kPa), cao (hơn 3 kPa).
Một số quy trình công nghiệp và dân dụng sử dụng máy thổi diễn ra trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nên các yêu cầu tương ứng được đưa ra đối với thiết bị.
Như vậy, chúng ta có thể nói đến các thiết bị chống bụi, chống ẩm, chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống tia lửa và các thiết bị khử khói, quạt thông thường.
Thông tin về các loại quạt sẽ được thảo luận chi tiết ở phần khác. bài viết của chúng tôi.
Thiết kế quạt ly tâm
Hệ thống thiết kế ly tâm là một cơ chế bơm có cấu trúc xuyên tâm có khả năng tạo ra áp suất ở mọi phạm vi.
Được thiết kế để vận chuyển các loại khí đơn và đa nguyên tử, bao gồm các hợp chất “có tính ăn mòn” về mặt hóa học.
Thiết kế được “phủ” bằng vỏ kim loại/nhựa, được gọi là vỏ bảo vệ. Lớp vỏ bảo vệ khoang bên trong khỏi bụi, hơi ẩm và các chất khác có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của thiết bị.
Một sản phẩm thông gió chất lượng cao luôn có lớp bảo vệ nhất định. Mức độ bảo vệ của lớp vỏ (Ingress Protection) là tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm quốc tế thống nhất, xác định mức độ bảo vệ thiết bị khỏi các tác động của môi trường.
Cơ cấu được dẫn động bởi động cơ điện hoặc động cơ đốt trong (điển hình là quạt công nghiệp). Phương pháp phổ biến nhất là động cơ điện quay trục bằng bánh công tác.
Có một số lựa chọn đã biết để truyền chuyển động quay từ động cơ đến bánh công tác:
- khớp nối đàn hồi;
- Truyền đai chữ V;
- hộp số biến thiên liên tục (ly hợp trượt thủy lực hoặc cảm ứng).
Xem xét sự tồn tại của một số lượng lớn các công ty sản xuất tạo ra các hệ thống độc đáo với nhiều thông số động khác nhau, người tiêu dùng có sẵn một loạt quạt khá phong phú.
Nhờ nỗ lực làm việc chuyên sâu của các nhà phát triển, chúng tôi có rất nhiều ứng dụng cho những máy như vậy, bao gồm:
- hệ thống thông gió và sưởi ấm trong các tòa nhà tư nhân và nhiều tầng;
- cung cấp và thanh lọc không khí cho các tòa nhà phi dân cư;
- hệ thống lọc trong nông nghiệp;
- thực hiện các quy trình công nghệ trong công nghiệp nhẹ và công nghiệp nặng theo các hướng khác nhau.
Ngoài ra còn có các lựa chọn sử dụng máy thổi trong hệ thống chữa cháy và thay thế không khí cực nhanh trong không gian hạn chế.
Những chiếc quạt như vậy hoạt động với hỗn hợp khí có nhiệt độ cao, điều này buộc các nhà sản xuất phải đưa vào tài liệu kỹ thuật thông tin về việc tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế của thiết bị của họ.
Thiết kế đơn giản và đã được chứng minh của cơ chế ly tâm có một số ưu điểm rõ ràng:
- độ tin cậy cao và hiệu suất vượt trội;
- sự dễ dàng và khả năng tiếp cận bảo trì thiết bị;
- an toàn trong tích hợp và vận hành các đơn vị;
- chi phí tối thiểu cho nguồn năng lượng và sửa chữa trong trường hợp thất bại.
Ngoài ra, máy thổi có ngưỡng tiếng ồn khá thấp nên có thể sử dụng trong điều kiện gia đình.Quạt ly tâm cũng có tuổi thọ sử dụng đặc biệt dài do không tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận làm việc của cơ cấu trong buồng làm việc.
Đặc điểm của chu kỳ hoạt động của thiết bị
Chúng ta hãy xem nguyên lý hoạt động chung của máy thổi ly tâm có thiết kế hướng tâm. Lưu ý rằng các chuyên gia phân biệt giữa hai thiết kế quạt chính: với vị trí hướng trục và hướng tâm của cửa vào để luồng không khí được hút vào.
Điều này chủ yếu ảnh hưởng đến tùy chọn lắp đặt quạt trong hệ thống và hầu như không ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể.
Đầu vào hướng trục là điển hình cho máy thổi chuyển vị dương cho mục đích chung. Vị trí xuyên tâm của đầu vào dòng chảy là điển hình cho máy thổi đường dây chính.
Trong giai đoạn đầu tiên của chu kỳ vận hành quạt, luồng không khí di chuyển lên bề mặt cánh quạt quay nhanh. Các cánh quạt chia không khí thành các khối nhỏ di chuyển bên trong buồng làm việc.
Ở đây khối không khí tích tụ, tức là khối không khí bị nén trực tiếp thành một thể tích nhỏ.
Bản thân thiết kế của thân máy có những đặc điểm riêng.
Hai hình dạng thân tàu phổ biến nhất được biết đến:
- làm tròn;
- xoắn ốc.
Hình dạng tròn của vỏ là điển hình cho những chiếc quạt di chuyển một lượng không khí lớn trong thời gian xử lý ngắn. Và hình dạng xoắn ốc vốn có của quạt, có tác dụng nén thêm thể tích không khí và tạo ra áp suất trung bình và cao.
Ở giai đoạn thứ hai, không khí được bơm vào buồng làm việc. Như đã biết, ở một thể tích không đổi, với tổng khối lượng phân tử khí tăng lên, số lần va chạm của các phân tử tăng lên và do đó tốc độ của chúng tăng lên. Do đó, áp suất khí cũng tăng lên.
Ở giai đoạn cuối, khí nén được đưa ra khỏi buồng làm việc đến cửa xả. Sau đó không khí đi vào ống dẫn khí trung tâm và di chuyển theo hướng đã chỉ định.
Quá trình hiếm xảy ra hoàn toàn ngược lại. Không khí được lấy từ ống dẫn khí hoặc không gian hạn chế nơi cần tạo ra một khu vực loãng và thải ra môi trường hoặc không gian hạn chế khác.
Thông số quạt ly tâm
Hệ thống máy nén được đặc trưng bởi một số khác biệt về cấu trúc và động học phải được tính đến khi lựa chọn và triển khai chúng vào hệ thống thông gió.
Các thông số kỹ thuật bao gồm:
- thiết kế của chính quạt gió;
- loại động cơ;
- Khối điều khiển;
- vị trí đặt bánh công tác và truyền chuyển động quay từ động cơ;
- góc vị trí của ống đầu vào và đầu ra;
- vật liệu làm ra các bộ phận của sản phẩm, kích thước và trọng lượng của nó.
Các chuyên gia cũng chú ý đến việc sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế: tiêu chuẩn ISO/IEC và GOST, nhãn hiệu IP, chỉ thị ATEX, v.v.
Áp suất xả là giá trị tối đa mà quạt có thể tạo ra trong quá trình hoạt động ở chế độ danh nghĩa.
Pv =Psv +Pdv,
Ở đâu: Pv - tổng áp suất, Psv - áp suất tĩnh, Pdv - áp suất động.
Hệ số chênh lệch - chênh lệch giữa áp suất đầu vào và áp suất tạo ra (bar).
Lưu lượng không khí thể tích là lượng hỗn hợp khí di chuyển trên một đơn vị thời gian (năng suất). Thường được tính bằng m3/h đối với nhà sản xuất trong nước, lít/phút đối với nhà sản xuất nước ngoài.
Tần số quay là số vòng quay đầy đủ của bánh công tác trong một đơn vị thời gian. Tính bằng chiếc/s hoặc Hz. Cần phải nhớ rằng mức tải của quạt gió không được vượt quá 75% mức tối đa.
Làm việc lâu ở chế độ quá tải với tốc độ quay cao, quạt quá nóng và có thể nhanh chóng bị hỏng. Nhưng quá trình này có thể được kiểm soát bằng cách quản lý nó theo ý riêng của bạn. Cái này được dùng để làm gì? thiêt bị điêu khiển tôc độ cái quạt
Áp suất âm thanh là mức ồn từ các bộ phận quay và ma sát không khí giữa kim loại. Đo ở khoảng cách 3 mét so với nguồn khi hoạt động ở mức tải tối đa. Tiếng ồn phải được tính đến khi chọn quạt chạy liên tục.
Một trong những thiết bị có độ ồn rất nhỏ là quạt không cánh.
Hiệu suất của quạt là tích của ba hệ số sau:
- tổn thất trong luồng không khí;
- rò rỉ qua các khoảng trống trong kết cấu;
- hiệu suất cơ học của sản phẩm.
Đối với quạt ly tâm, hiệu suất tổng thể nằm trong khoảng từ 0,7 đến 0,85, đối với quạt hướng trục (kênh) - không quá 0,95. Khi chọn quạt hướng tâm cần xét đến hệ số an toàn của động cơ điện là 1,2. Nghĩa là chọn công suất động cơ điện nhiều hơn 20% so với yêu cầu.
Công suất của động cơ quạt được xác định theo công thức:
N = (Q*P)/(102*3600*hiệu suất),
Ở đâu: Q - năng suất (thể tích lưu lượng không khí), P - áp lực được tạo ra.
Lựa chọn quạt theo yêu cầu
Quá trình lựa chọn thiết bị thông gió cho một cơ sở công nghiệp (nhà xưởng, nhà chứa máy bay) là một quá trình khá thú vị và phức tạp, phải được thực hiện bởi một chuyên gia. Đặc điểm chi tiết của hệ thống thông gió của cơ sở công nghiệp xem xét ở đây.
Đã có giải pháp làm sẵn cho căn hộ thông thường và nhà riêng. Trong trường hợp chung (đối với căn hộ 2-3 phòng) chúng ta có kiến trúc hệ thống thông gió như sau:
- máy thở được lắp đặt trong phòng khách, số lượng phụ thuộc vào quy mô của cơ sở và số lượng cư dân;
- bộ khuếch tán khí thải được tích hợp trong nhà bếp và phòng tắm và chúng được đặt ống dẫn khí tới thiết bị xử lý không khí.
Quạt ly tâm bao gồm bộ điều khiển, hệ thống lọc để lọc không khí, động cơ điện và chính quạt hướng tâm.
Thị trường thiết bị thông gió hiện nay được đại diện bởi nhiều công ty sản xuất nước ngoài: Systemair, Soler&Palau, OSTBERG, Rosenberg, HELIOS, Maico, Ruck Ventilatoren GmbH, AeroStar, Blauberg, Elicent, Rhoss, Frapol, CMT CLIMA, HygroMatik GmbH, Winterwarm, Tecnair LV, AERIAL GmbH , MITA.
Sản phẩm từ các công ty này sẽ là giải pháp tuyệt vời cho các vấn đề thông gió ở mọi quy mô.
Các thương hiệu nội địa Vents, Elkom, Domovet và Veza không hề thua kém về chất lượng sản xuất và độ tin cậy của thiết bị. Nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào về tính chính xác của các tính toán được thực hiện hoặc việc lựa chọn một mô hình cụ thể, chúng tôi khuyên bạn nên liên hệ với dịch vụ hỗ trợ của bất kỳ công ty nào.
Nếu bạn là chủ sở hữu của một tòa nhà tư nhân 1-2 tầng, tòa nhà công nghiệp hoặc thương mại có diện tích tương tự (nhà hàng, nhà kho, căng tin, quán cà phê, văn phòng), khi lựa chọn thiết bị, bạn phải tính đến khối lượng của mặt bằng, tỷ giá trao đổi không khí, chiều dài và mặt cắt ngang của đường ống chính.
Hãy chắc chắn chú ý đến chức năng bổ sung của quạt ly tâm và khả năng tích hợp vào nhiều hệ thống điều hòa không khí.
Vì vậy, máy thổi hướng tâm có thể được trang bị các bộ phận phụ trợ:
- bộ hẹn giờ và công tắc ngắt quãng có thể điều chỉnh, cảm biến ảnh và máy dò độ ẩm;
- bộ điều khiển tốc độ và chỉ báo trạng thái;
- cảm biến quá tải động cơ điện và thiếu nguồn điện;
- bộ giảm chấn lò xo hoặc bộ cách ly rung cao su.
Nếu quạt được đặt bên trong căn hộ hoặc nhà ở, nó có thể được bọc bằng một tấm trang trí phía trước có thể tháo rời bằng nhôm hoặc nhựa, có tính đến nội thất của căn phòng.
Đối với nhiều người dùng, một tiêu chí quan trọng khi chọn quạt chính là độ ồn. Bạn đang tìm kiếm một chiếc quạt yên tĩnh cho phòng tắm của bạn? Chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen với xếp hạng người hâm mộ thầm lặng.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Trong video sau, chuyên gia Elcom nói rõ về quạt ly tâm:
Dưới đây là một ví dụ tuyệt vời về việc lắp đặt quạt gia dụng trong phòng tắm:
Một lựa chọn khác để lắp đặt quạt gia dụng công suất thấp trong căn hộ:
Quạt ly tâm cổ điển là kết quả của nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất thiết bị thông gió. Đây không chỉ là giải pháp tuyệt vời cho ngành công nghiệp mà còn là công cụ vận chuyển hàng không tối ưu cho khu dân cư và văn phòng.
Bạn đang có ý định mua một chiếc quạt ly tâm? Hoặc bạn có nhận thấy sự khác biệt trong vật liệu đã tháo rời không? Đặt câu hỏi của bạn và làm rõ các khía cạnh công nghệ trong phần bình luận.
Hoặc có thể bạn đã lắp một chiếc quạt như vậy trong phòng tắm? Bạn có hài lòng với công việc của anh ấy không? Bạn đã chọn đúng công suất của thiết bị cho căn phòng của mình chưa? Gửi một bức ảnh của người hâm mộ của bạn và để lại ý kiến của bạn.