Hai loại quạt được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống là hướng trục và ly tâm. Một hệ thống sử dụng quạt có thể bao gồm nhiều cụm chi tiết, như được mô tả trên Hình 1.
Quạt hướng trục (HT)
Quạt ly tâm(LT)
Quạt thông gió (Hình 4c) là trường hợp đặc biệt của quạt ly tâm không có vỏ ngoài, thường thấy trong các máy điều hòa không khí hoặc tủ lạnh và máy sấy. Quạt ly tâm DWDI hoặc WFC thường được sử dụng cho yêu cầu lưu lượng cao.
Quạt phối hợp (MF,mixed flow, còn dịch là hỗn lưu, hỗn hợp)
Quạt dòng ngang trục (cross-flow fan )
Chọn quạt ly tâm hay hướng trục ?
Để lựa chọn và sử dụng quạt phù hợp với hệ thống cần hiểu rõ một số nguyên lý, thông số cơ bản, bao gồm các thông số hình học (kích thước) và các thông số đặc tính (lưu lượng khí, áp suất tĩnh, công suất, hiệu suất…). Phương pháp thử nghiệm quạt nhằm mục đích xác định đường cong đặc tính mô tả mối quan hệ của các thông số đặc tính bằng cách sử dụng các dụng cụ đo thích hợp.
Thông số hình học
Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính của quạt như lưu lượng Q, cột áp H, công suất N, độ ồn dB và hiệu suất η. Giá trị hiệu suất này thậm chí còn quan trọng hơn nếu quạt được sử dụng cho các hệ thống có lưu lượng và áp suất lớn hơn. Quạt HT có tốc độ dòng chảy cao, nhỏ gọn và dễ lắp đặt hơn nhưng ồn hơn và hiệu suất thấp hơn so với quạt LT cùng kích thước.
Thông tin kỹ thuật về quạt HT và MF của các hãng Cimbria, Greenheck, Trane: lưu ý cụ thể về kích thước chung, hiệu suất và độ ồn. Quạt sau khi được thiết kế và sản xuất sẽ được thử nghiệm dựa trên tiêu chuẩn thử nghiệm quạt JIS 8330-B của Nhật Bản để xác định lưu lượng, cột áp, điện năng tiêu thụ, hiệu suất và độ ồn. Số lượng cánh quạt ít hơn (từ 6-8 cánh) nhằm nâng cao hiệu suất và giảm tiếng ồn.
Kết quả cho thấy quạt có hiệu suất khá cao và độ ồn thấp khoảng 80-82 dB(A). Kết quả trên cho thấy các thông số thiết kế hợp lý, giúp cải thiện rõ rệt lưu lượng và hiệu suất của quạt; Độ ồn giảm và giảm hơn nữa khi sử dụng TA. Quạt MF có hiệu suất khá cao, độ ồn thấp và nhỏ gọn đáp ứng được yêu cầu.
Lượng gió (lưu lượng không khí)
Cột áp (pressure )
- Các khái niệm
- Đo tĩnh áp
- Liên hệ giữa áp suất tính bằng cột nước h N , và bằng cột không khí h KK
- Áp kế với bầu rộng
- Áp kế với nhánh nghiêng
- Chất lỏng khác nước
Áp suất tĩnh là sự chênh lệch giữa áp suất trong phòng và áp suất không khí. Áp suất tĩnh trong buồng thường cao hơn áp suất không khí nên khối nước phải ép để tạo ra sự chênh lệch h giữa hai nhánh (áp suất dương) và ngược lại nếu áp suất tĩnh trong buồng thấp hơn áp suất tĩnh trong buồng. áp suất không khí thì chênh lệch h đảo ngược (áp suất chân không).
Dụng cụ đo : Ống pitot
Điểm hiệu suất cao nhất (BEP) là vùng trên đường cong đặc tính mô tả phạm vi hoạt động có hiệu quả cao về mặt năng lượng và bảo trì. Hàn một cánh quạt bị “nghiêng” qua lại có thể làm giảm hiệu suất 30%. “Cung cấp” là đường cong đặc tính của quạt do nhà sản xuất cung cấp hoặc thông qua thử nghiệm.
Hầu hết thời gian, thiết kế và sản xuất phải được điều chỉnh thông qua thử nghiệm và xác minh. Máy thổi LT với những ưu điểm như hiệu suất cao; Có nhiều hình dạng lưỡi khác nhau để đáp ứng yêu cầu ứng dụng; Độ ồn thấp nhưng cồng kềnh, khó chế tạo và lắp đặt. Tuy nhiên, dòng quạt này có hiệu suất trung bình và khá ồn (>94dB(A)); Vì vậy, việc tiếp tục nghiên cứu để cải thiện hiệu suất và giảm tiếng ồn đã được chú ý và liên tục cải tiến.
Vì vậy, căn cứ vào các tài liệu liên quan để tính toán, thiết kế các loại bơm LT, HT và MF; Với kinh nghiệm thiết kế, chế tạo thử nghiệm quạt LT và HT, chúng tôi đã mạnh dạn biên soạn tài liệu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm loại quạt MF này nhằm nâng cao hiệu suất tổng thể, giảm tiếng ồn, tăng độ nén để phục vụ tốt hơn cho sản xuất trong nước. Loại quạt MF và bộ giảm ồn này được thiết kế trên cơ sở model lựa chọn các thông số hợp lý, kế thừa kinh nghiệm thiết kế, sản xuất và thử nghiệm quạt LT và HT để xác định mức độ ảnh hưởng của các thông số này. hiệu suất và độ ồn theo phương pháp thử nghiệm và loại bỏ dần các sai sót trong quá trình thiết kế. Quạt MF có độ ồn thấp hơn 2dB(A) nhưng vẫn to khoảng 92-93dB(A), do đó dàn TA có chiều dài bằng đường kính và đường kính trong bằng 1,05 đường kính rotor. được tạo và thử nghiệm với người hâm mộ.
Công thức gần đúng để tính lưu lượng gió từ động áp
Công suất quạt (power, P, N)
Công suất lý thuyết (năng lượng không khí) PLT là công suất tối thiểu để tạo ra lượng không khí và áp suất tĩnh nêu trên, giả sử hiệu suất là 100%. Công suất thực tế Ptte là công suất mà động cơ cần để kéo quạt, do đó bao gồm tổn thất khí động học, tổn thất do truyền từ động cơ đến quạt, tổn thất do bản thân động cơ chạy không tải. Để khách quan, để không tính tổn thất do bản thân động cơ, chúng ta thường sử dụng động cơ điện để đo, trừ công suất không tải.
Hiệu suất tĩnh (static efficiency)
Hiệu suất cơ (mechanical efficiency)
Ý nghĩa của hiệu suất quạt
Độ ồn
Đường đặc tính quạt (fan performance curves)
Khảo nghiệm quạt
Tầm quan trọng của quạt và khảo nghiệm quạt
Tổn áp trong ống
Tổn áp cục bộ
Tổn áp qua thiết bị đầu vào-ra
Tổn áp qua sàn lỗ (Henderson, 1943; theo Brooker et.al.)
Tổn áp qua lớp hạt
Các công thức trên quạt 2 cũng tương tự quạt 1, có kích thước bằng hoặc nhỏ hơn quạt 1. Với kích thước quạt 2 lớn hơn quạt 1 thì giới hạn chỉ lớn hơn 1,5 lần và chấp nhận sai số; Ngoài tỷ lệ này, các công thức không còn chính xác do sự phức tạp của khí động học. Thực tế hãy vẽ đường cong “cung” và “cầu” cho luồng không khí với áp suất tương ứng.
“cầu” là sự thay đổi tổn thất áp suất phụ thuộc vào lượng gió cung cấp, được tính toán từ kết cấu và cách bố trí cụ thể của hệ thống. Một lưu ý nhỏ, sau khi xác định lựa chọn quạt, việc xác định kích thước cửa ra của quạt phải phù hợp để tránh thất thoát, đường kính cửa ra của quạt phải bằng 0,7 -1,3 đường kính kênh, tránh chọn quạt quá lớn. nhỏ để quay nhanh hoặc quá lớn để quay chậm.
Đường đặc tính quạt – hệ thống
Nguyên tắc: Chọn lưu lượng và áp suất phù hợp, điểm vận hành (FOP) gần với điểm hiệu quả cao nhất (BEP). Vì vậy, việc xác định tổn thất hệ thống và lựa chọn quạt phù hợp để hệ thống hoạt động hiệu quả nhất phải được thực hiện cẩn thận và kiểm tra lại khi hệ thống vận hành để điều chỉnh nếu cần thiết. Hình 22b: Đường đặc tính quạt ly tâm: a/ quạt FC, b/ quạt RB – và đặc tính công suất Hình 22a thể hiện đường đặc tính của 4 loại quạt HT có cùng đường kính và số vòng quay với lưu lượng và cột áp khác nhau.
Vì vậy, tùy theo tổn thất áp suất của hệ thống mà chọn quạt HT phù hợp (cùng Q nhưng khác ∆p, chọn VAF hoặc VAF-2T…).
Chọn quạt
Cánh cong về phía trước Cánh cong về phía sau.en BI Đầu cánh hướng tâm Cánh hướng tâm Quạt nhiều tầng. Với quạt HT14-1T, hiệu suất cao nhất chỉ tương ứng với lớp gạo dày 40-50 cm. Bên ngoài lớp dày này gió giảm nhanh, hiệu suất thấp, vận hành không ổn định. Với quạt ly tâm, chúng có thể vận chuyển không khí sạch, không khí có lẫn bụi, khói hoặc các vật thể rắn nhỏ tùy theo mục đích sử dụng.
Trong đó: Các loại cánh khí động học AF, BC, BI, các loại cánh cong, các loại cánh nghiêng thẳng có hiệu suất tổng thể cao, độ ồn thấp và không có đặc tính quá tải không tải, phù hợp với không khí sạch hoặc thấp. Bụi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông gió, hệ thống sấy khô, hệ thống kho chứa, v.v. Loại cánh AH dùng để hút khói, loại MH dùng để vận chuyển mùn cưa, mảnh vụn, vật liệu dạng hạt rời; LS, LSO tương tự như MH nhưng không có đĩa trước hoặc sau.
Tổng quan
Quạt hướng trục có hướng dòng (vane-axial fan)
Đường kính trống quạt d là hàm số của tốc độ quay Nrpm (tỷ lệ nghịch) và áp suất yêu cầu.
Quạt ly tâm cánh nghiêng hoặc cong ra sau
Quạt HT
Quạt LT
Ống khảo nghiệm quạt và vị trí đo (JIS B8330)
Tính toán
Theo phương pháp ống pitot
Theo phương pháp lỗ
Số liệu tính toán ban đầu được lựa chọn dựa trên thông tin về quạt MF của các công ty nêu trên. Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng quạt MF trong các máy sấy nông sản, thực phẩm, máy làm sạch và thông gió. Độ ồn này có phần cao nhưng vẫn thấp hơn rất nhiều so với quạt HT cùng kích thước (>94dB(A)). So với quạt HT cùng kích thước thì quạt MF này có kích thước nhỏ gọn hơn. Nó được so sánh trong các thử nghiệm sau đây..
Để so sánh độ nhỏ gọn, hiệu suất và độ ồn của quạt MF với quạt HT, người ta sử dụng quạt HT nhập khẩu để so sánh. Từ năm 2003, các mẫu quạt MF được sản xuất và thử nghiệm, liên tục cải tiến, khá hoàn thiện và đưa vào sử dụng. Quạt MF này được lắp đặt cho máy sấy nông sản, thực phẩm và máy làm sạch hạt lúa công suất 600 kg/h.
Mẫu quạt MF được nghiên cứu và sản xuất kỹ lưỡng dựa trên kinh nghiệm tích lũy nhiều, cho kết quả khá tốt và đã dần được đưa vào sản xuất.
