Отличие вентилятора от воздуходувки

Воздуходувки и газодувки. Какие лучше? Как работают?

Чем воздуходувки и газодувки отличаются от вентиляторов и компрессоров?

Воздуходувки и газодувки определяются как машины для подачи сжатого воздуха (газа), занимая промежуточное положение между вентиляторами и компрессорами.

Вентиляторы приводят газ в движение (перемещают) и могут при этом создавать небольшой перепад давления, от менее чем 0,5 кПа до 10 кПа (от 0,005 до 0,1 атм. или бар). Это осевые (поток газа вдоль оси вращения) или радиальные (газ отбрасывается от оси вращения) динамические машины.

Компрессоры сжимают газ, т.е. увеличивают его давление, уменьшая объем, и служат преимущественно для создания высокого давления газа в замкнутых объемах. В зависимости от назначения и типа компрессора избыточное давление, создаваемое им, может составлять от 100 кПа до 40..50 МПа (от 1 до 400..500 атм. или бар). По принципу действия компрессоры бывают объемными (поршневые, винтовые, спиральные), в которых ограничивается и уменьшается объем газа, и динамическими. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1..1 атм.), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм.). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума.

По принципу действия воздуходувки могут быть как объемного действия (двухроторные типа Рутс, пластинчато-роторные и др.), так и динамического действия — турбовоздуходувки, канальные (вихревые) воздуходувки.

Как работают двухроторные воздуходувки и чем они хороши?

Этот тип воздуходувок был изобретен братьями Рутс в 1854 г. Воздух или газ перемещаются в замкнутом объеме от входа (на иллюстрации слева) к выходу двумя синхронно вращающимися роторами-поршнями. Называются также роторными компрессорами или шестеренчатыми компрессорами, так как синхронизация вращения роторов обеспечивается шестеренчатой передачей.

На анимации показаны двухлопастные роторы. Такие роторы используются в поставляемых нами воздуходувках типа 2AF и ВФ (ранее 2АФ), 3АФ, газодувках 1Г. В современных воздуходувках используются также трехлопастные роторы, позволяющие уменьшить пульсации давления, шум и габариты.Из поставляемых нами машин такие роторы применяются в воздуходувках типа Omega и ВР, газодувках типа ГР. Двухроторные воздуходувки обеспечивают широкий диапазон регулировки производительности (при применении частотных преобразователей) и устойчиво работают при любых давлениях, не превышающих максимально допустимого.

Воздуходувки этого типа наиболее оптимальны в диапазоне производительностей от 1 до 50 м 3 /мин. ( хотя есть машины и с гораздо большей производительностью — до 1700 м 3 /мин., например, фирмы Aerzener) и диапазоне перепадов давлений от 10 до 100 кПа в режиме нагнетания и от 10 до 50 кПа в режиме всасывания.

Когда лучше турбовоздуходувки и вихревые воздуходувки ?

Это воздуходувки или газодувки динамического типа. Лопатками рабочего колеса газу придается высокая скорость и, соответственно, кинетическая энергия, которая затем с потерей скорости переводится в энергию сжатия. Соответственно, чем сильнее должен быть сжат газ, тем большую скорость вращения должны иметь лопатки рабочего колеса.

Высокую скорость лопаток можно обеспечить либо большим радиусом рабочего колеса, либо высокой частотой его вращения.

Первый способ реализован, например, в турбокомпрессорах воздушных ТВ (турбовоздуходувках) и газовых ТГ (турбогазодувках), роторы которых вращаются с частотой 3000 об./мин. Минимальная производительность таких машин — 60 м 3 /мин. Максимальный перепад давления для одноступенчатых машин ТВ и ТГ (с одним рабочим колесом ) — 15 кПа. Более высокий перепад давления (для ТВ и ТГ до 80 кПа) обеспечивается установкой на вале каскада из нескольких рабочих колес. Такие воздуходувки и газодувки называются многоступенчатыми. Число ступеней в воздуходувках обычно не превышает 4. Машины с большим количеством ступеней (от 5 и выше) обычно причисляют к турбокомпрессорам.

Другой способ повышения давления в турбовоздуходувках, позволяющий снизить габаритные размеры, — повышение частоты вращения ротора. Это достигается примененим повышающей передачи или редуктора. К этому типу относятся воздуходувки типа ЦНВ и другие, а также турбокомпрессоры, выпускаемые Хабаровским ОАО «Дальэнергомаш». В современных турбокомпрессорах, например, Micro Turbomaster (Samsung Techwin), используются высокооборотные электродвигатели с постоянными магнитами и воздушными подшипниками, позволяющие достигать частоты вращения до 70000 об./мин. Турбовоздуходувки предпочтительны для поддержания высокой (более 100 м 3 /мин.) и постоянной производительности при постоянном напоре.

Читайте также:  Вентилятор ywf4d 400s с защитной решеткой

К компактным воздуходувкам динамического типа с относительно небольшой производительностью ( 1..15 м 3 /мин.) относятся воздуходувки с боковыми каналами (вихревые), называемые также газокольцевыми компрессорами. Из отечественных это серия ЭФ100, из зарубежных широко известны вихревые воздуходувки ELMO серий G_100, G_200, G_400 (в настоящее время бренд принадлежит Gardner Denver Inc.) и SCL итальянской фирмы FPZ или Effepizeta. Если в центробежных воздуходувках газ однократно отбрасывается лопатками вращающегося рабочего колеса в радиальном направлении от центра, то в вихревых воздуходувках воздух по внутренней стенке бокового канала возвращается к оси и повторно попадает в зону дейтвия этого же рабочего колеса. Вследствие многократного воздействия рабочего колеса увеличивается передаваемая газу кинетическая энергия и происходит повышение давления. Вихревые воздуходувки создают мало шума, компактны, надежны, просты эксплуатации, однако существенно уступают двухроторным и центробежным воздуходувкам по коэффициенту полезного действия, поэтому их лучше использовать там, где цена электроэнергии несущественна.

Источник

Отличие вентилятора от воздуходувки

Воздуходувки можно иначе охарактеризовать как компрессоры низкого давления, служащие для подачи воздуха или производства вакуума. Основное назначение их связано с задачами аэрации бассейнов, прудов, водоочистных сооружений, а также с транспортировкой порошкового материала. Имеют место различные виды компрессоров, которые отличаются как мощностью потока воздуха, так и принципом работы, который определяет в конечном итоге то или иное назначение воздуходувки.

Известно огромное количество видов воздуходувок: ротационные, кулачковые, турбовоздуходувки, использующиеся на крупных производственных предприятиях и комбинатах, и т.д. Их широко применяют для обеспечения работы пневмоинструмента. Фабрики и заводы, связанные непосредственно с переплавкой металла, обязательно имеют в своём составе вышеназванное оборудование. Следующая область применения воздуходувок: вентиляция, вытяжка и системы кондиционирования. С целью обеспечения кондиционирования должного качества в любой строительной области используются ротационно-пластинчатые воздуходувки (безмасляные воздуходувки). Ротационные воздуходувки работают без использования масла, вследствие чего не происходит засорение нагнетаемого воздуха ее парами. Для кондиционирования в медицинской или пищевой сферах промышленности также рекомендуется этот тип воздуходувок. Они находят широкое применение в котельных отделениях, в процессах аэрации водоочистных сооружений, и при подаче в печи воздуха, а также для очистки фильтровального оборудования.

Воздуходувки роторного типа серии RB относятся к машинам объемного действия, но, в отличие от поршневых, рабочая камера в них образуется путем отсекания части пространства корпусом газодувки и ее подвижными частями: роторами или пластинами, расположенными на роторе.

Лопастные осевые воздуходувки служат для подачи рабочей среды с большим расходом, но при небольшом давлении. Как следует из названия, направление движения среды совпадает с осью газодувки. Так они работают следующим образом: лопасти, закреплённые на втулке под углом, образуют рабочее колесо, которое при вращении передаёт рабочей среде энергию и перемещает среду вдоль оси воздуходувки.

Двухроторные газодувки серии RB

В случае необходимости получения высокого давления могут быть использованы двухроторные воздуходувки серии RB. Достоинства двухроторных воздуходувок RB заключаются в их практичности, низком уровне шума, продолжительности срока службы, низкой вибрации и относительно простом конструкционном исполнении. К единственному недостатку воздуходувок данного типа следует отнести низкую энергоёмкость. Исходя из этого, правильный выбор оборудования должен основываться не только на его рабочих характеристиках, но и на степени его энергопотребления, в частности, если компрессоры воздуходувок планируется использовать постоянно и в непрерывном режиме работы.

Рабочая полость газодувки (двухроторной) оснащена, как следует из названия, двумя роторами с синхронным вращением, при работе которых газ забирается из всасывающего патрубка и транспортируется к нагнетательному патрубку. Роторы выступают в роли вращающихся поршней. При встрече объёма газа с патрубком нагнетания происходит резкое (почти адиабатическое) повышение давления. Синхронизация при вращении роторных механизмов достигается с помощью зубчатой (шестеренчатой) передачи, поэтому можно часто встретить газодувки такого типа под определением «шестеренчатых компрессоров». Шестерёнчатая передача позволяет обоим роторам работать синхронно и бесконтактно. При такой работе лопасти роторных механизмов не соприкасаются друг с другом, а также с кожухом устройства, и это позволяет отказаться от их смазки. В смазке нуждаются только шестерни и узлы подшипников, размещённые в отдельном смазочном отсеке, что предотвращает попадание смазочных средств или металлических опилок (стружки) в нагнетаемый поток воздуха.

Для эффективной работы данной конструкции необходимо выполнять роторы с лопастями и корпус устройства с минимальными допусками: чем лучше примыкание деталей с меньшим допуском, тем меньше зазор, а значит, работа воздуходувки будет более эффективной и экономичной. Соблюдение такой точности при изготовлении механизма воздуходувки влечет за собой появление таких факторов, как чрезмерная чувствительность к превышению рабочей температуры. Поэтому категорически недопустимо использовать воздуходувки роторного типа при температурах выше номинальных или на превышенных оборотах вала. При высокой температуре лопасти роторов будут подвержены термическому расширению, что может вызвать заклинивание механизма. Корпуса двухроторных газодувок, изготовленные с оребрением снаружи, они имеют хорошую теплоотдачу, и, соответственно, повышают надёжность всей воздуходувки в целом. Двухроторные воздуходувки могут обеспечить широкий спектр регулирования производительности (при использовании частотного преобразователя) и устойчиво функционировать в режиме любых давлений, не превосходящих максимально допустимое значение. Шестеренчатые компрессоры могут отличаться по компоновке, идущим на изготовление материалам, наличием обратных клапанов и их типом, типом передачи (ременная или муфтовая), видом уплотнительных соединений между рабочей камерой и шестеренчатым блоком, категорией взрывозащищённости.

Читайте также:  Угольный фильтр салона для honda

Негативным фактором в работе, а, следовательно, и в конструкции воздуходувок роторного типа считается пульсация воздушного потока, создающая вибрационные воздействия, которые оказывают изнашивающие воздействие на части механизма. Вибрации также повышают шумность эксплуатируемой воздуходувки. В целях уменьшения вибрационного воздействия на воздуходувку устанавливают амортизационные подушки и применяют звукоизолирующий кожух. В целях предотвращения вибрационных воздействий на распределительные трубопроводные линии могут быть использованы компенсирующие элементы (компенсаторы).

Выпускаемые сегодня двухроторные газодувки подразделяются на две группы:


Первый тип проще в изготовлении, а значит и дешевле, однако его рабочие характеристики уступают аналогичным характеристикам у машин второго типа. Трёхлопастные воздуходувки обладают рядом преимуществ, заключающихся в их большей эффективной и надёжности при эксплуатации. Лопасти в трехлопастном механизме размещаются под углом 120° (у двухлопастного механизма они стоят под углом 180°). Вследствие этого возникающее при сжатии газа усилие бокового смещения уменьшается, что приводит к уменьшению риска соприкосновения лопастей друг с другом и с корпусом, из-за чего возможно заклинивание механизма. Благодаря этому трехлопастные воздуходувки в меньшей степени подвергаются износу. Еще одно важное отличие между двухлопастными от трехлопастными газодувками заключается в том, что двухлопастная выполняет 4 операции по сжатию, приходящиеся на один полный оборот, а трехлопастная обеспечивает 6 сжатий на один оборот, но при меньшем объёме сжатия. Так как объём сжимаемого воздуха у трёхлопастной воздуходувки меньше, то при меньшей амплитуде пульсаций она обеспечивает большую их частоту, что способствует выравниванию потока подаваемого газа.

Газодувки данного типа с успехом применяются в нефтехимическом производстве, так, к примеру, они используются для транспортировки водородного хлорида при выпуске пеностирола. В данном случае газодувки работают с активным газом, поэтому их элементы выполняются из нержавеющих сталей для противодействия коррозийного влияния газа. Также роторные газодувки находят применение на атомных электростанциях для прокачки воздуха через газоочистные аппараты, при производстве стали, в процессах откачки метана из угольных шахт и т.д. Газы, которые транспортируют газодувки, не должны иметь механических примесей и жидкостных взвесей, а также должны быть неагрессивными по отношению к конструкционным материалам газодувки и невзрывоопасными в условиях перекачки.

Турбовоздуходувки

При высоких расходах сжатого воздуха и напорах не более 10 м, например на аэрационных станциях и подобных сооружениях, применяются турбовоздуходувки. Там, где напор превышает 10 м, применяют турбовоздуходувки многоступенчатого вида, способные обеспечивать напор до 30 м. Принцип действия турбовоздуходувок такой же, что и у центробежных насосов. Воздух сжимается и нагнетается в них под воздействием центробежной силы, возникающей вследствие вращательного движения рабочего колеса, из которого воздух попадает в неподвижный диффузор кольцевой формы. Диффузор, образующий вместе с лопатками направляющий аппарат, служит для превращения кинетической энергии воздушного потока в потенциальную (напор). При работе на всасывание они способны давать разрежение в пределах 10-50 кПа, а в отдельных случаях до 90 кПа, то есть они в состоянии исполнять роль вакуумных насосов (с низким уровнем вакуума).

Турбовоздуходувки делятся на одно- и многоступенчатые устройства. Одноступенчатый вид турбовоздуходувок способен работать при напоре 3—6 м, многоступенчатые же турбовоздуходувки создают напор до 30 м и оснащаются числом ступеней, не превышающим 4-х, при этом всасывание может быть односторонним и двухсторонним. Такие турбовоздуходувки имеют обычно литой корпус из чугуна с осевым разъемом, состоящим из секций, разделённых перегородками (диафрагмами). Вращающийся ротор, расположенный внутри корпуса, состоит из вала и рабочих колёс, насаженных на вал. Вал ротора имеет ступенчатую форму с утолщением от концов к середине, и опирается на две или три шарикоподшипниковые опоры, изготавливаемые обычно из углеродистой стали. Другая возможность повышения давления в турбовоздуходувках, позволяющая снизить габариты устройства, состоит в увеличении частоты вращения ротора, что обеспечивается применением повышающей передачи.

Читайте также:  Если подвесной потолок как сделать вытяжку

Форма рабочих колёс турбовоздуходувок, как правило, закрытая, с отогнутыми назад лопатками. Такая конструкция характеризуется высоким КПД (гидравлическим) и обеспечивает широкое поле устойчивости при работе. На изготовление лопаток идет никелевая сталь, а диски изготавливаются из хромомолибденовой стали или из высококачественной стали углеродосодержащих сортов.

Они применяются для аэрации (например, для насыщения воды воздухом), в системах транспортирования сыпучих веществ в пищевой промышленности, для создания тепловых воздушных завес, в качестве нагнетателей для систем очистки, в процессах сушки тары и удаления влаги с поверхностей перед нанесением покрытий, а также в устройствах сушки на автомобильных мойках.

Вихревые газодувки серии GL

К воздуходувкам динамического действия относятся имеющие боковые каналы (вихревые) воздуходувки. В то время, как в воздуходувках центробежного типа газ единожды отбрасывается лопатками колеса от центра в радиальном направлении, в воздуходувках вихревого типа газ возвращается к оси по внутренней стенке бокового канала, затем поступает повторно в область действия того же рабочего колеса. Так как рабочее колесо неоднократно воздействует на газ, то передаваемая ему кинетическая энергия увеличивается, способствуя повышению давления. Воздуходувки вихревого типа работают почти бесшумно, имеют компактную форму, достаточную степень надёжности, и просты в обращении. Они уступают, однако, своим конкурентам двухроторного и центробежного типов по показателю КПД, поэтому их лучше применять в тех случаях, где итоговая стоимость электроэнергии несущественна.

Области использования вихревых воздуходувок серии GL довольно разнообразны: от процессов аэрации на очистных сооружениях, снабжения воздухом горелок, высушивания стеклянной тары до операций по обрабатыванию пищевых продуктов. В общем случае их применимость крайне велика и охватывает такие области как:

  • очистные сооружения;
  • рыбное хозяйство;
  • аэрация водоемов;
  • пневмотранспорт сыпучих продуктов;
  • откачка паров бензина;
  • обдув в технологических процессах;
  • текстильная промышленность;
  • вакуумный прижим на станках и упаковочных аппаратах;
  • в качестве промышленные пылесосы;
  • медицина;
  • процессы сушки и удаления влаги;
  • производство изделий из стекла;
  • химическая промышленность;
  • газовый анализ.

Использование вихревых воздуходувок серии GL наиболее оптимально в интервале производительностей от 1 до 40 м3/мин. в диапазоне перепадов давлений от 10 до 1000 мбар в режиме нагнетания и от 10 до 500 мбар в режиме всасывания.

А применение двухроторных воздуходувок серии RB предпочтительно для поддержания высокой (до 350 м3/мин.) и постоянной производительности при постоянном напоре.

Источник

Воздуходувки и газодувки — характеристики, устройство, применение

Воздуходувки и газодувки – разновидность устройств для нагнетания воздуха, которые по создаваемому уровню давления находятся между компрессорами и вентиляторами.

По общепринятыми показателям компрессор создает давление не ниже 1,5 атм (150 кПа) по абсолютному уровню значений, а по избыточному – 0,5 атм. (50кПа). Оборудование, создающее давление ниже компрессора, называется воздуходувкой, а устройства с перепадом давления меньше 15 кПа относят к вентиляторам.

Между воздуходувками и компрессорами трудно определить четкую границу, поэтому если нужно подобрать оборудование, способное нагнетать воздух под давлением, то поиск надо вести в каталоге среди ассортимента устройств с показателями давления от 0,5 до 2 атм.

Воздуходувки и газодувки используют для создания транспортных потоков для газа, воздуха или сыпучих веществ, взвешенных в воздушной среде (муки, зерна, цемента и т.п.), для продувания бассейнов, систем аэрации водоемов, подачи воздуха на водоочистные сооружения и для многих других целей.

Одним из самых популярных типов воздуходувок и газодувок считаются двухроторные ротационные устройства объемного действия. Их главное отличие от других моделей газодувок – компактные размеры.

Принцип работы основан на вращении двух роторов, которые являются поршнями для нагнетания воздуха в рабочей полости воздуходувки. Во время вращения роторы захватывают газ или воздух из всасывающего патрубка, а затем перемещают его к выпускному или нагнетательному патрубку.

Сразу, как только перемещаемый объем газа доходит из корпуса до нагнетательного патрубка, происходит адиабатическое нарастание давления до нормативного давления нагнетания.

Газ сжимается за счет возникновения обратного потока и рабочий перепад давления всегда эквивалентен сопротивлению цепи. Для адекватного сжимания газа роторы должны вращаться синхронно, что обеспечивается специальной шестеренчатой передачей.

Воздуходувки и газодувки, работающие по принципу братьев Рутс , сжимают или подают рабочую среду, в которую при сжатии не попадает абсолютно никакого масла, так как рабочая камера защищена от его проникновения специальными уплотнителями. Модели типа Рутс отличаются простотой конструкции, компактным устройством, простым обслуживанием и минимальными затратами на содержание.

Источник

Поделиться с друзьями
Вентилиция и кондиционирование
Adblock
detector