Как сделать вентилятор улитку своими руками: крыльчатки, лопасти

Идея №1 – Используем кулер

Для того чтобы собрать USB вентилятор из кулера потребуется, как правило, не более 15 минут. Для начала Вам необходимо подготовить кулер. От устройства выходят два провода – черный и красный. Зачищаете изоляцию на 10 мм и откладываете подготовленный элемент в сторону.

Далее нужно подготовить юсб провод. Отрезаете одну его половину и в месте среза счищаете изоляцию. Под ней Вы увидите четыре контакта, из которых необходимыми являются два: красный и черный. Их тоже зачищаете, при этом остальные два (как правило, зеленый и белый) лучше обрезать, чтобы не мешались под рукой.

Теперь, как Вы понимаете, необходимо попарно соединить подготовленные контакты, согласно : красный с красным, черный с черным. После этого нужно тщательно заизолировать места соединения кабеля и сделать подставку. Что касается подставки, тут уже дело Вашей фантазии. Некоторые удачно применяют проволоку, некоторые очень интересно вырезают посадочное гнездо в картонной коробке.

В конце концов, самодельный мини вентилятор подключается к компьютеру, и Вы можете насладиться работой своего собственного электроприбора.

Идея с кулером

Принцип действия центробежного вентилятора

Внутри пылесоса наблюдаем картину:

• Воздух из мешка (бака, контейнера), очищенный от пыли, подходит к двигателю с фронтальной стороны и заходит в центр барабана.
• Разогнанные лопастями до значительной скорости молекулы выбрасываются наружу. Проходят по каналам герметичного корпуса, попутно охлаждая двигатель, покидают чрево пылесоса с обратной стороны.

Особенность конструкции: лопасти центробежного вентилятора создают давление, если корпус негерметичен, то движение потока воздуха станет нарушаться. Следовательно, сложность для мастера-самоучки заключается в создании правильных условий.

В хороших вытяжках применяются двигатели с вентиляторами тангенциального (центробежного) типа. В избранных конструкция удивляет дуэтом беличьих клеток. В последнем случае пара крыльчаток насаживается по обе стороны от двигателя на вал. Тогда воздух входит с двух направлений, перпендикулярных плоскости вращения колес. Таким образом, эффективность центробежного вентилятора растет.

Вытяжки-улитки отличаются по строению от стандартных вентиляторов с большими лопастями. Потоки воздуха в таком оборудовании перемещаются за счет центробежной силы, возникающей в результате вращения колеса с небольшими лопатками специальной формы. Скорость и мощность работы таких вытяжек может отличаться в зависимости от количества лопаток и параметров мотора

Схема очистки воздуха в радиальных центробежных вытяжках достаточно проста: при попадании внутрь вытяжки воздух начинает всасываться в ротор, где начинает вращаться и подвергаться давлению, постепенно продвигаясь к выходу и очищаясь от посторонних элементов. Общая форма входного и выходного канала напоминает улитку – отсюда и название такой вытяжки.

Внимание!

Конструкции такого типа полезны тем, что могут и всасывать воздух, и обеспечивать его отток.

Корпус вентиляционной системы такого типа изготавливается из прочных материалов, наподобие алюминия, латуни или стали. В продаже имеются и пластиковые конструкции, но они менее долговечны и редко работают с максимальной эффективностью.

Поскольку обработка воздуха может осуществляться при высоких температурах, корпус обрабатывается защитной краской, веществами, стойкими к химикатам, а также покрывается полимерами.

Вращательные механизмы в такой системе могут быть одинарными, а могут включать и два диска с лопатками нужных размеров. И радиальное, и круговое размещение лопастей обеспечивает высокую производительность прибора.

для лучшей очистки воздуха приобретайте вентиляторы, в которых лопатки имеют слегка загнутую, а не плоскую форму.

Несмотря на единую форму, такие вытяжки подходят для многих условий эксплуатации, так как отличаются и по ориентации на правую или левую сторону, и по общим размерам. В среднем диаметр основного корпуса такой вытяжки может составлять от 25 до 150 см

Для удобства установки в промышленных целях многие конструкции такого типа создаются модульными, и для их соединения используются крепежные болты. Соответственно, вы сможете менять и угол наклона, и сами детали некоторых частей такой конструкции для большей эффективности работы: лучше предварительно просчитать все параметры со специалистами

Поскольку улитки могут отличаться друг от друга, не стоит ориентироваться исключительно на размеры и показатели мощности. Ознакомьтесь с их разновидностями – и делайте выбор, полагаясь на будущие условия эксплуатации.

Такой вентилятор еще называют радиальным. Он используется для следующих целей:

• Конвекция газо-воздушных или воздушных потоков в системе вентилирования бытовых, промышленных, торговых или общественных строений;
• Очищение воздуха;
• Регулирование содержания влажности в воздухе;
• Создание комфортных условий нахождения в здании.

При всем этом разнообразии центростремительный вентилятор имеет довольно простую конструкцию. Он состоит из таких элементов:

1. Спиралевидный корпус, имеющий два отверстия – всасывающее и выпускное;
2. Несколько лопастей;
3. Двигатель;
4. Рабочее колесо, представляющее собой несколько лопаток, скрепленных друг с другом парой дисков, насаженное на вал посредством использования шпонки.

Принцип действия следующий – включается двигатель и приводит в рабочее состояние лопасти. Они в свою очередь при вращении засасывают воздух, проходящий в спиралевидный корпус, благодаря центробежной силе. После этого воздушный поток выводится в воздуховод и, очистившись, выходит наружу. Как видите центробежные вентиляторы и их применение в жизнедеятельности человека очень просты. Они могут служить много лет подряд, если соблюдаются некоторые правила.

Конструкции такого образца бывают напольные и настольные. Их мобильность обеспечивает простоту в эксплуатации, а также легкость в установке. Применение таких механизмов возможно в любых местах, в которых имеется доступ к электропитанию.

Частные дома или квартиры обычно оснащают ванные комнаты, санузлы или кухни данной техникой. Это способствует поддержанию нормальной влажности воздуха, а также избавлению от неприятных запахов. Размещают такие конструкции в соединенных с шахтами для вентилирования отверстиях. Иногда центробежные вентиляторы и их применение зависит от того, насколько высокими влагозащитными свойствами они обладают.

На вредном производстве, когда есть необходимость быстрого удаления загрязненного воздуха, используются прямоточные центростремительные установки.

Любая промышленность не сможет обойтись без такого рода комплектующего. А выбирать их следует исходя из сферы дальнейших применений и назначений.

Такое оборудование очень важную нишу занимает в процессе промышленного производства. Это и очищение воздуха, и создание благоприятных условий труда для рабочих предприятия. Механизмы в промышленной зоне не требуют особого ухода, необходимо будет только периодически смазывать их и следить за износом деталей.

Эксплуатационные требования

Применения вентиляторов возможны при выполнении следующих условий:

• Температурный режим воздуха или газо-воздушных потоков (не взрывоопасных) в помещении не должен быть выше 80 градусов, а для двусторонних механизмов – 60 градусов;
• Примесь механического характера должна составлять не больше 1 грамма на кубометр воздуха;
• В воздушной массе не должно содержаться волокнистых частиц и липких веществ.

Именно такие показатели дадут возможность технике работать нормально, без перебоев и поломок.

Обзор и сравнение производственных готовых моделей

Рассматривая радиальный вентилятор улитка, надо учесть материал изготовления: литой корпус из алюминия, листовая или нержавеющая сталь. Подбирается модель исходя из конкретных нужд, рассмотрим пример серийных моделей в литом корпусе.

Серия	Потребляемая мощность, кВт	Производительность, м3/мин	Давление, Па
ND (низкое давление)	от 0,03 до 7,5	от 3,2 до 95	от 330 до 1900
RD (среднее давление)	от 0,04 до 22	от 2,7 до 125	от 650 до 9600
HRD (высокое давление)	от 0,55 до 22	от 7,8 до 96	от 2600 до 16400
HRD-FU/FUK (частотный преобразователь)	от 0,75 до 20	от 7,7 до 97	от 4900 до 20000
FD RDF (конвейерные)	от 0,25 до 11	от 10,5 до 64	от 1100 до 6800
SVD (специальные)	от 0,6 до 4	от 23 до 71	от 1200 до 2600

Серия ND

Серия RD

Серия HRD

Серия HRD-FU/FUK

Серия FD RDF

Серия SVD

Разновидности вентиляторов

Имея различные критерии, кулера радиальные могут быть классифицированы следующим образом:

• по направленности движения воздушных потоков (вытяжные и двустороннего всасывания);
• по величине воздушного давления (низкий уровень, средний уровень, высокий уровень);
• по направлению вращений (правостороннее вращение, левостороннее вращение).

Диапазон использования данных устройств достаточно широк и распространяется на бытовые сферы, и на сферы промышленного деяния. Использование радиального кулера в той или иной области обусловливает его полное давление.

Все существующие механизмы обозначаются согласно ГОСТУ такими условными знаками:

• «В» – название изделий (вентилятор);
• «Ц» или «Р» – разновидность механизма (центробежные, радиальные);
• Целое число, обозначающее размер коэффициента указывающего на полное давление;
• НУ – число быстроходности;
• D – величина наружного диаметра рабочего колесика, которая является и номером изделия.

К примеру, вы приобрели устройство, имеющий буквенно-цифровое обозначение ВЦ-86-75-6,0 – это обозначает следующее – кулер центробежный, характеризуется полным давлением с коэффициентом 0,86, его быстроходность составляет 75, а диаметр рабочего колеса равен 600 миллиметрам.

По этим параметрам вы с легкостью сможете определиться с выбором правильной техники.

Для того, чтобы организовать успешную работу вентиляционной системы, центробежные устройства представляются оптимальным вариантом, поскольку они обеспечивают циркуляцию с нужной интенсивностью за счет вращения основного элемента — колеса.

Существует сразу несколько разновидностей вентиляторов данного типа, которые существенно отличаются между собой по рабочим характеристикам, принципу работы и другим особенностям. Существующая классификация предполагает наличие следующих разновидностей:

• канальные;
• радиальные;
• осевые.

Кроме того, устройства различаются по степени создаваемого давления в системе. Каждый из этих типов значительной отличается от других, в связи с чем, целесообразно изучить их подробнее.

Канальные

Канальные вентиляторы представляются идеальным решением для эксплуатации в условиях приточных, а также вытяжных системах общего назначения, отличаются тихой работой, что делает их подходящими для бытового использования.

Радиальные

Радиальные изделия значительно отличаются от аналогов, поскольку используются для конвекции потоков воздуха, его очистки, а также регулировки влажности в помещении. Подобные модели могут различаться по направлению вращения, а также движению воздушного потока, что дает возможность расширить сферу их применения.

Помимо прочего, все устройства различаются по уровню давления, создаваемого в системе. Изделия высокого давления предназначены для циркуляции воздуха в условиях отсутствия значительного количества примесей и твердых частиц, в связи с чем, чаще всего применяются в стандартных системах кондиционирования, а также вентиляции.

Вентиляторы среднего давления подойдут для эксплуатации в условиях высокого сопротивления в системе, позволят эффективно организовать транспортировку умеренных объемов воздуха. Применяются не только в бытовых, но и в промышленных системах, что делает их универсальным вариантом.

Изделия низкого давления используются для транспортировки газов в условиях малого сопротивления воздуха, в связи с чем, чаще всего применяются в промышленных условиях. Возможность стабильной работы при умеренной запыленности позволяет использовать изделия в общественных вентиляционных системах.

Осевые

Осевые вентиляторы повсеместно используются в быту, поскольку отлично подходят для организации основной вентиляции в условиях загородных домов. Они нередко используются для охлаждения различных элементов электроники, благодаря сниженному уровню шуму при работе, малой стоимости и компактным габаритам.

Как сделать центробежный вентилятор

Из сказанного очевидным способом осуществить задуманное является снять тангенциальный вентилятор с вытяжки, к примеру. Преимущество: обеспечивается бесшумная работа. Производитель соблюдает нормы, предписанные стандартами, поэтому заводские устройства класса вытяжек сравнительно тихие. Полагаем, что для большинства читателей это не лучшее решение задачи, продолжим рассмотрение.

Пылесос

Внутри пылесоса таится готовый центробежный вентилятор. Большой плюс – уже имеется готовый корпус, который необходимо смонтировать в канал по месту. К дополнительным преимуществам отнесем:

1. Двигатель пылесоса нацелен на долговременный режим работы. Крутит лопасть сутками напролет. Обмотки чаще защищены от перегрева, вдобавок воздух проходит по каналам, охлаждая статор.
2. Двигатель пылесоса нацелен на преодоление значительных пневмонагрузок. При собственноручном разборе этого помощника домохозяйки увидите внутри предохранительный клапан. Попробуйте снять и продуть силой легких. Не получается? А двигатель это делает шутя! Зажмите входное отверстие, либо перегните шланг пополам. Щелчок, донесшийся из нутра корпуса, сообщает о срабатывании. Полагаем, подобной силы хватит с лихвой для проведения вентиляции объекта.

   

3. Плюс – мощность всасывания(в аэроваттах) указывается в технических характеристиках, аналогична создаваемому давлению. Таким образом, несложно заранее просчитать по формулам, достаточна ли мощность двигателя для избранной задачи. Иногда производители настолько добры, что указывают скорость движения потока, к примеру, 3 кубометра в минуту. Любой подсчитает: в час – 180 кубических метров. Благодаря высокой мощности, расход будет выдерживаться, несмотря на повороты и изгибы воздуховода.

Недостаток двигателя пылесоса – шумность. Вдобавок коллекторный двигатель искрит, что создает помехи по сети питания. Понадобится сделать сетевой фильтр, чтобы не сжечь импортную домашнюю аппаратуру. Уровень шума высок. Превышает 63 дБ, разрешённых производить в квартире по закону.

Стиральная машина

Из чего еще собрать центробежный вентилятор? Пришел на ум образ стиральной машины с фронтальной загрузкой. Если дверцу снять, а в корпусе проделать каналы, чтобы поток охлаждал обмотки двигателя, получится центробежный вентилятор. Плюс – рабочий отсек стиральной машины герметичен. Просто удалите стенку бака в районе двигателя, чтобы получить подобие центробежного вентилятора. Барабан придется переработать коренным образом, чтобы захватывал воздух. Корпус понадобится разобрать.

Возникает главная дилемма: стоит ли демонтировать бак. У большинства моделей специально сделан так, чтобы без повреждения крепежа операцию сделать оказалось нельзя. Это помогает сервисным центрам отслеживать хитрецов, делающих ремонт. В любом случае барабан прорезается по месту, чтобы изготовить в стенках лопатки.

Главным видится правильный подбор скорости. 1000 оборотов на отжиме вполне хватит. Диаметр барабана велик. Пылесос дает 6000-16000 оборотов в минуту, но радиус лопастей много меньше. Следовательно, оценивать нужно линейную скорость. Как известно, длина окружности прямо пропорционально зависит от радиуса, следовательно, если диаметр барабана стиральной машины Samsung составляет 45 см, получается минимум в три раза больше, нежели у пылесоса – эквивалентно скорости 3000 оборотов в минуту (минимум). Но! При этом площадь колеса намного больше, следовательно, поток образуется грандиозный.

Из сказанного заключаем, что скорости 1000 оборотов в минуту, тем более, 1500 оборотов в минуту достаточно, чтобы самостоятельно сделать центробежный вентилятор из стиральной машины. Производительность примерно одинакова, однако удельное давление потока сократится. Многое зависит от формы лопаток, настоятельно рекомендуем осведомиться на форуме физиков и гидравликов.

Главное, сохранить герметичность. Рекомендуется заделать лишние отверстия, которыми изобилует барабан. Самодельный центробежный вентилятор из стиральной машины опасен в эксплуатации (если бывают безопасные тангенциальные вентиляторы), люк для загрузки белья рекомендуется закрыть прочной решеткой. К примеру, проделайте с фронтальной стороны корпуса ряд отверстий под установку элемента. Устройство центробежного вентилятора дополняется прочной оградой. Решетку делайте из стального прута и крепите на болты.

Отличия вентиляторов в зависимости от движений рабочих колес

Как уже упоминалось, имеются кулера с движением рабочих колес в разные направления – правосторонние и левосторонние. Радиальные вентиляторы с правым вращением имеют отличие от тех, которые с левым движением. Первые вращаются за часовой стрелкой, а вторые – в сторону противоположную.

В кулерах с двухсторонними всасываниями воздуха направление движения воздушного потока определяется с той стороны, которая расположена против привода.

Способы закрепления рабочих колес также имеют различия. Есть те, которые приводятся в движение с помощью электрического двигателя, и работающие на клиноременных передачах.

Непосредственный монтаж системы

Как и у любого другого устройства, у радиальных приборов есть свои особенности установки. При монтаже данного устройства специалисты рекомендуют оборудовать корпус гнущейся вставкой, для снижения вибрации в момент использования прибора.

Для монтажа кулера, согласно с требованием к помещениям, необходимо устанавливать на поверхность плиты системы вентиляции вибро изолятор. Соединительная конструкция между воздуховодами и вентиляторами должна быть в полтора или два раза больше чем отверстие для выхода.

Любое вентиляционное оборудование требует качественного звуко изолирования. Это объясняется большой мощностью используемой техники. Поэтому внутрь патрубка, который соединяет центробежную вентиляторную установку и воздуховод устанавливают специальный глушитель, выполненный из звукоизолирующего материала, имеющего толщу свыше 2,5 сантиметров.

Для снижения шумового фона, а также во избежание чрезмерного гула, заборные патрубки необходимо размещать под углом не менее 60 градусов, а выбросные патрубки – не меньше чем 30 градусов.

Строго запрещено использование центробежных вентиляторов отдельно от системы вентилирования. Если вы планируете одновременно применять несколько устройств, то предварительно соедините их сетью.

С выбором требований для дома разобрались, а потому сам монтаж не составит большого труда. Если каналы будут проходить под потолком, то используйте специальные подвесы, среди которых можно обойтись подвесами для монтажа гипсокартона. Трубы из пластика хорошо стыкуются между собой без необходимости проводить герметизацию соединений. В дальнейшем, после отделки, их можно будет закрыть натяжным полотном. В тех местах, где труба будет спускаться по стене, используйте кронштейны.

Собирайте цепочку в правильной последовательности. Сначала ставьте приточный клапан, затем, рециркуляционный узел, после чего коллекторы вытяжного и приточного типа, нагреватель воздуха в виде рекуператора. Производите расключение системы подачи/отвода, ставьте диффузоры и проточные рамки.

В качестве небольшого совета, можно заменить пластиковую основу на специальную гофру, которая загибается под нужным углом. Это поможет избежать соединений, и попросту позволит уложить канал передачи воздуха по кратчайшему пути. Если гофрированный материал придется совмещать, то можно использовать 21-е саморезы, которые могли бы пойти на монтажгипсокартона. Саморезы вкручиваются встык, а место соединения дополнительно герметизируется.

Регулировка двигателя центробежного вентилятора

В 85% случаев двигатель в стиральной машине коллекторный. Такие, кстати, работают и от постоянного тока. Направление вращения определено полярностью напряжения.

Про схему регулировки оборотов. Принцип действия центробежного вентилятора требует задействования режимов отжима. Найдите тиристорную схему, регулирующую угол отсечки и настройте нужным образом. Для максимальных оборотов подключайте двигатель к сети 220 В. Считаем раскрытыми вопросы, что такое центробежный вентилятор, и как его сделать.

Главные характеристики центробежных вентиляторов

К основным характеристикам любого кулера, в том числе и центробежного, относятся:

• Показатель давления;
• Объемное использование воздуха;
• Частота, с которой вращаются лопасти;
• КПД устройства;
• Степень звукового давления.

Сейчас большинство из производителей вентиляционного оборудования имеют в своем ассортименте центробежные механизмы с выходом, который подходит каналам с круглыми сечениями. Их диаметр составляет от 100 до 400 миллиметров. Также ими производятся воздуховоды с прямоугольным сечением с размерами от 300х150 миллиметров до 1000х500 миллиметров.

В радиальном вентиляторе воздух поступает через входное отверстие, которое всегда имеет круглую форму, и выходит через выходное отверстие, имеющее квадратную или прямоугольную форму.

Радиальные вентиляторы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 5976-90 и распространяются на вентиляторы общего назначения для обычных сред, одноступенчатые, с горизонтально расположенной осью вращения, со спиральными корпусами, с рабочими колесами диаметром от 200 до 3150 мм, создающие полные напоры до 12 000 Па при плотности перемещаемой газообразной среды 1,2 кг/м3.

Стандарт не распространяется на вентиляторы специального исполнения (пылевые, взрывозащищенные, коррозионно-стойкие и др.) и вентиляторы, встроенные в агрегаты и машины, в том числе кондиционеры.

Радиальные вентиляторы классифицируются следующим образом.

По создаваемому давлению:

• низкого давления, до 1000 Па;
• среднего давления, от 1000 до 3000 Па;
• высокого давления, свыше 3000 Па.

Следует отметить, что вентиляторы низкого давления при увеличении числа оборотов могут развивать среднее давление, следовательно, классификация по этому признаку является условной.

В системах вентиляции чаще применяются вентиляторы низкого и среднего давлений. Вентиляторы высокого давления используются в технологических установках, а также в вентиляционных системах при значительной протяженности воздуховодов и большом гидравлическом сопротивлении сети.

а) общего назначения – для перемещения воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха, с температурой до 80 ОС, не содержащих липких веществ, волокнистых материалов, с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3. Такие вентиляторы применяются в системах кондиционирования воздуха и вентиляции, воздушного отопления и для производственных целей;

б) для технологических нужд – для перемещения агрессивных сред используют коррозионно-стойкие вентиляторы, выполненные из титана, нержавеющей стали, алюминия, винипласта, полипропилена, углеродистой стали с антикоррозионным покрытием; для перемещения воздуха с температурой выше 80 ОС используют термостойкие вентиляторы;

для перемещения взрывоопасных сред (по специальным условиям) – взрывозащищенные вентиляторы; для перемещения воздуха, засоренного механическими примесями, и пневматического транспортирования материалов с содержанием пыли более 100 мг/м3 используют пылевые вентиляторы с повышенными требованиями в отношении износоустойчивости;

в) дымососы – для перемещения дымовых газов (применяются в тяговых установках котельных).

По направлению вращения рабочего колеса:

• правого вращения – если колесо вращается по часовой стрелке (со стороны станины);
• левого вращения, если колесо вращается против часовой стрелки.

По классу в зависимости от величины окружной скорости колеса u:

• к первому классу относятся вентиляторы с загнутыми вперед лопатками при u {amp}lt; 30 м/с и вентиляторы с загнутыми назад лопатками при u {amp}lt; 50 м/с;
• ко второму классу относятся вентиляторы с загнутыми вперед лопатками при u {amp}gt; 30 м/с и вентиляторы с загнутыми назад лопатками при u {amp}gt; 50 м/с.

По расположению выходного отверстия: верхнее; правое; левое; нижнее. Возможны промежуточные положения выходного отверстия (под углом к горизонтали в 450).

По способу привода: на ременной передаче и на одном валу с двигателем.

На рис. 2 изображены спиральные корпусы и рабочие колеса радиальных вентиляторов.

Рис. 2. Спиральные корпусы и рабочие колеса радиальных вентиляторов: а – низкого давления с числом лопастей 12, 24, 36 или 48; б – среднего давления с числом лопастей 12 или 24; а в – пылевого с 6 лопастями; г – высокого давления

Рис. 3. Положение кожуха радиальных вентиляторов общего назначения: а – вентиляторов правого вращения; б – вентиляторов левого вращения

Рис. 4. Конструктивные схемы исполнения радиальных вентиляторов

На рис. 3 показаны различные положения спирального корпуса радиальных вентиляторов. Углы поворота корпуса отсчитывают по направлению вращения рабочего колеса в соответствии с рис. 3.

Вращение колеса будет правильным, если оно направлено по ходу разворота спирали кожуха.

Конструктивные схемы исполнения радиальных вентиляторов представлены на рис. 4. Допускается для вентиляторов исполнения 1 крепление электродвигателя к корпусу вентилятора.

Размер вентилятора характеризуется его номером. За номер вентилятора, согласно ГОСТ 10616-90, принимается значение, соответствующее номинальному диаметру рабочего колеса D, измеренному по внешним кромкам лопаток и выраженному в дециметрах (табл. 1). Например, вентилятор с D = 200 мм обозначается № 2, D = 630 мм – – № 6,3 и т. д.

Таблица 1. Размеры вентиляторов

Номер вентилятора	D, мм	Номер вентилятора	D, мм	Номер вентилятора	D, мм
1 1,12 1,25 1,4 1,5 1,8 2 2,24 2,5	100 112 125 140 160 180 200 224 250	2,8 3,15 3,55 4 4,5 5 5,6 6,3 7,1	280 315 355 400 450 500 560 630 710	8 9 10 11,2 12,5 14 16 18 20	800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000

ГОСТ 5976-90 предписывает отсчитывать углы входа β1 и выхода β2 лопаток рабочих колес радиальных вентиляторов в сечениях, перпендикулярных оси вращения, в соответствии с рис. 5.

Значительные преимущества имеют вентиляторы, выполненные по схеме исполнения 1 (см. рис. 4). Они безотказны в работе, компактны, экономичны и бесшумны. В таких вентиляторах колесо посажено непосредственно на вал электродвигателя. Однако это положение колеса возможно только при малом его диаметре, т. е.

в малых вентиляторах. В вентиляторах больших размеров колеса с валом двигателя соединяют при помощи муфт (исполнения 2, 3). В вентиляторах с ременной передачей шкив размещается между подшипниками или консольно (исполнения 4, 5, 7). Вентилятор двухстороннего всасывания изображен на схеме исполнения 6 и 7.

Рис. 5. Углы входа β1 и выхода β2 лопаток рабочих колес радиальных вентиляторов в сечениях: а – лопатки, загнутые назад (β2 {amp}lt; 90о); б – лопатки, загнутые вперед (β2 {amp}gt; 90о); в – лопатки, радиально оканчивающиеся (β2 = 90о); г – профильная лопатка

Следует отметить, что непосредственное соединение вентилятора с электродвигателем хотя и более выгодно (отсутствуют потери на передачу, обеспечивается компактность установки), все же имеет и недостатки: выпускаемые промышленностью и применяемые в системах теплогазоснабжения и вентиляции асинхронные электродвигатели имеют ограниченное число оборотов (750, 950, 1450 и 2900 об/мин), что делает невозможным регулирование числа оборотов вентиляторов.

Корпусы вентиляторов на прочность не рассчитываются, и толщина их стенок принимается по конструктивным соображениям. Например, корпусы для вентиляторов общего назначения изготавливают из листовой углеродистой стали толщиной 1,5-3 мм, для дымососов и пылевых вентиляторов – 2-5 мм.

Корпусы вентиляторов изготавливаются сварными. Ранее корпусы выполнялись клепаными. В малых вентиляторах корпуса крепят к станине, в больших – на специальных опорах. Станины отливаются из чугуна или сваривают из листовой и угловой стали. На станинах в подшипниках устанавливают валы.

Зазор между колесом и входным патрубком не должен быть больше 1% диаметра колеса. При больших зазорах работа вентилятора резко ухудшается из-за увеличения протечек.

Заводы выпускают вентиляторы определенных типов, т. е. выполненные по одной конструктивной и аэродинамической схемам. Типы вентиляторов объединяют в серии; каждой серии и каждому типу присваивают определенный индекс.

Колеса и корпусы вентиляторов выпускаются в соответствии с ГОСТ 5976–90. Согласно номенклатуре вентилятору присваивается обозначение, которое должно состоять:

1. из буквы В – вентилятор;
2. буквы Р – радиальный;
3. стократной величины коэффициента полного давления на режиме максимального полного КПД, округленной до целого числа;
4. величины быстроходности на режиме максимального полного КПД, округленной до целого числа.

Пример обозначения типа радиального вентилятора с коэффициентом полного давления, равным 0,875 (на режиме максимального полного КПД), и быстроходностью, равной 71,5: ВР 88-72.

Обозначение типоразмера вентилятора:

1. тип;
2. номер по ГОСТ 106-16 ;
3. класс.

Пример обозначения типоразмера радиального вентилятора типа ВР 88-72, номера 4, 1-го класса: ВР 88-72-4.1.

Следует отметить, что в литературе часто радиальный вентилятор называют центробежным вентилятором, вследствие чего в обозначении вентилятора букву Р (радиальный) заменяют на букву Ц (центробежный).

Вентиляторы, предназначенные для перемещения воздуха, содержащего механические примеси, называются пылевыми вентиляторами. Пылевые вентиляторы предназначены для перемещения пылегазовоздушных смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха с температурой до 80 ОС, не содержащих липких веществ.

Порядок проведения работ

Вентиляторы применяются в системах вытяжной и приточной вентиляции с механическим побуждением воздуха. На рис. 4 показана типичная схема компоновки промышленной системы приточной вентиляции. Воздух из атмосферы поступает через воздухозаборное устройство 1, очищается от пыли в воздушном фильтре 2, затем подогревается в поверхностном воздухонагревателе (калорифере) 3.

Рис. 4. Схема приточной системы вентиляции

Вытяжная система вентиляции (рис. 5) предназначена для удаления из производственных помещений загрязненного воздуха. Загрязненный вредными примесями воздух забирается из помещения через воздухоприемные устройства 4 и по воздуховоду 3 поступает к входному патрубку вентилятора 2, затем подается в устройство очистки 1, где происходит очистка воздуха от механических примесей. Очищенный от механических примесей воздух удаляется в атмосферу.

Рис. 5. Схема вытяжной системы вентиляции

Под действием вентилятора в трубопроводе создается воздушный поток. Важными параметрами воздушного потока являются его скорость, давление, плотность, массовый и объемный расходы воздуха.

где F – п лощадь поперечного сечения трубы, м2;

с – скорость воздушного потока в заданном сечении, м/с;

ρ – плотность воздуха, кг/м3.

Давление. Различают статическое, динамическое и полное давление в воздушном потоке.

Статическим давлением РСТ, Па, принято называть давление частиц движущегося воздуха друг на друга и на стенки трубопровода. Статическое давление отражает потенциальную энергию воздушного потока в том сечении трубы, в котором оно измерено.

На практике давления газообразных сред могут измеряться относительно двух различных уровней (рис. 6):

• уровня абсолютного вакуума (абсолютного нуля давления) – идеализированного состояния среды в замкнутом пространстве, из которого удалены все молекулы и атомы вещества среды;
• уровня атмосферного (барометрического) давления (ГОСТ 271-77).

Рис. 6. Виды измеряемых давлений

Давление, измеряемое относительно вакуума, называют давлением абсолютным РА. Барометрическое давление РБ– это абсолютное давление земной атмосферы. Оно зависит от конкретных условий измерения: температуры воздуха и высоты над уровнем моря. Давление, которое больше или меньше атмосферного, но измеряется относительно атмосферного, называют соответственно избыточным РИили давлением разрежения, вакуумметрическим РВ.

Единицы измерения давления определяются одним из двух способов:

• через высоту столба жидкости, уравновешивающего измеряемое давление в конкретном физическом процессе: в единицах водяного столба при 4 °С (мм вод. ст. или м вод. ст.) или ртутного столба при 0 °С (мм рт. ст. или Торр) и нормальном ускорении свободного падения;
• через единицы силы и площади.

В Международной системе единиц (СИ) единицей силы является ньютон (Н), а единицей площади – метр квадратный (м2). Отсюда определяются единица давления паскаль (1Па = 1 Н/м2) и ее производные, например килопаскаль (1 кПа = 103 Па), мегапаскаль (1 МПа = = 103 кПа = 106 Па).

Наряду с системой СИ в области измерения давления продолжают использоваться единицы и других, более ранних систем, а также внесистемные единицы.

В технической системе единиц МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) сила измеряется в килограммах силы (1 кгс ≈ 9,8 Н). Единицы давления в МГКСС – кгс/м2 и кгс/см2; единица кгс/см2 получила название технической, или метрической атмосферы (атм.). В случае измерения избыточного давления в единицах технической атмосферы используется обозначение «ати».

Соотношения между различными единицами измерения давления приведены далее.

1 ньютон на квадратный метр (Н/м2, N/м2) = 1Па (Па·103 = 1кПа, Па·106 = 1МПа).

1 килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2, kgf/cm2, атм., atm) = 98 066,5 Па.

1 миллиметр водяного столба (мм вод. ст., mm H2O, mm WS) = 9,80665 Па.

1 миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg, torr) = 133,322 Па. 1 физическая атмосфера (физ. атм.) = 760 мм рт. ст. = 101 325 Па.

1 бар = 100 000 Па.

Плотность воздуха есть масса единицы объема воздуха. По уравнению Клайперона, плотность сухого воздуха при температуре 20 ºС

где R – газовая постоянная, равная для воздуха 287,06 Дж/(кг·К);

T – температура по шкале Кельвина.

Рис. 7. Схема к анализу движения потока воздуха в трубе

При изменении давления воздуха в пределах до 5000 Па плотность его остается практически постоянной. В связи с этим

Изменение давления воздушного потока по длине трубы подчиняется закону Бернулли. Для сечений 1, 2 (см. рис. 7) можно написать

где ΔР1,2 – потери давления, вызванные сопротивлением потока о стенки трубы на участке между сечениями 1 и 2.

Анализ последних уравнений показывает, что с уменьшением площади поперечного сечения трубы скорость воздуха увеличится, но объемный расход останется неизменным. С увеличением скорости с возрастет динамическое давление потока. Для того чтобы равенство (1) выполнялось, статическое давление должно упасть ровно настолько, насколько увеличится динамическое давление.

При увеличении площади сечения потока динамическое давление упадет, а статическое ровно настолько же увеличится. Полное же давление в сечении остается неизменным.

Производительность (объемный расход) вентилятора Q, м3/с, представляет собой объемное количество газа, поступающего в вентилятор в единицу времени, отнесенное к условиям входа в вентилятор.

Полным давлением вентилятора РV, Па, называется разность абсолютных давлений потока при выходе из вентилятора Р02 и перед входом в него Р01 определенной плотности газа

Динамическое давление вентилятора Рdv, Па,

где ρ – плотность газа, кг/м3; FВ– площадь выходного отверстия вентилятора, м2 ; сВ– средняя скорость потока в выходном сечении вентилятора, м/с, определяется по формуле

Статическое давление вентилятора РSТ, Па,

Мощность N, Вт, потребляемая вентилятором, представляет собой мощность на валу вентилятора без учета потерь в подшипниках и элементах привода.

Полная мощность вентилятора

Полезная мощность вентилятора

Окружная скорость рабочего колеса

где D – диаметр колеса, м; n – частота вращения колеса, об/мин.

Коэффициент расхода (производительности) вентилятора

где F – площадь круга диаметром D, м2,

Коэффициенты полного Ψ, статического ΨSи динамического Ψd

давлений без учета влияния сжимаемости определяются по формулам

Коэффициент мощности, потребляемой вентилятором,

где N – мощность, потребляемая вентилятором, Вт.

Статический КПД вентилятора

Быстроходность nу[(м/с)1,5Па-0,75] и габаритность Dу[(м/с)-0,5Па0,25] вентилятора являются критериями для оценки пригодности работы вентилятора в режиме, заданном величинами Q, РV, D и частотой вращения n, и служат для сравнения вентиляторов различных типов.

Быстроходность и габаритность определяются по размерным и безразмерным параметрам и формулам

где РV– соответствует плотности ρ = 1,2 кг/м3.

где ρ – плотность перемещаемого газа, кг/м3 ; с – скорость газа, м/с; индексы н (начальное) и к (конечное) относятся к параметрам в сечениях перед вентилятором и за ним.

Наблюдаемое давление вентилятора, Па, работающего на вентиляционную сеть, находят из выражения

где ρА– плотность вытяжного воздуха; ρГ – средняя плотность перемещаемого газа, кг/м3; zВи zА– геометрические отметки сечений сбрасывания и приема газа.

Мощность вентилятора

Аэродинамические качества вентиляторов оцениваются по аэродинамическим характеристикам, выраженным в виде графиков зависимости полного РV, статического РSVи (или) динамического РdVдавлений, развиваемых вентилятором, потребляемой мощности N, полного η и статического ηSКПД от производительности Q при определенной плотности газа ρ перед входом в вентилятор и постоянной частоте вращения n его рабочего колеса. На графиках указываются размерности аэродинамических параметров.

Допускается построение аэродинамических характеристик при частоте вращения, изменяющейся в зависимости от производительности, с указанием зависимости n (Q) на графике. Вместо кривой РSV(Q) на графике может указываться кривая динамического давления РdV(Q) вентилятора.

ГОСТ 10616-90 допускает при построении аэродинамической характеристики кривые РSV(Q), РdV(Q) и ηS(Q) не указывать.

Аэродинамические характеристики вентилятора должны строиться по данным аэродинамических испытаний, проведенных в соответствии с ГОСТ 10921.

В общем случае характеристика вентилятора (рис. 1) – это графическая зависимость полного давления РV, мощности на валу N и КПД η от подачи Q при постоянной скорости вращения рабочего колеса (РК), с определенным диаметром РК и известной плотностью перемещаемой среды и аэродинамической схемой, т. е. совокупностью геометрической конфигурации проточной части и РК.

Источник питания

Желающий изготовить вентилятор своими руками, видит 3 проблемы: достать двигатель, питание, сделать пропеллер. Детали должны взаимно стыковаться. Три проблемы решены, начинаете своими руками делать вентилятор. Сегодня дома обилие импульсных блоков питания. Задумайтесь, началось в 90-е. Игровые приставки, мобильные телефоны, прочая аппаратура.

Постоянно люди пытаются сделать своими руками особенный вентилятор. Один вопрос чаще выходит за рамки обсуждения: источник питания. Само устройство вентилятора настолько очевидно, пропал смысл останавливаться подробнее. Итак, понятно, батареек сегодня немыслимое количество. Смогут ли работать долго. Ответ – нет.

В крайнем случае возьмите «крону», в советское время считали надежным источником энергии. Блок питания плох, мощность постепенно станет падать, обороты уменьшаться, человека раздражать. Важна стабильность без дополнительных усилий. Отсутствует маленький аккумулятор 12 вольт — приготовьтесь: начнем искать, как сделать источник энергии самодельного вентилятора.

Первое, приходит в голову: курочить компьютер. Известно, миниатюрные устройства питаются портом USB. Гаджеты подзаряжаются. Порт USB является источником неиссякаемой энергии. Напряжение невелико, понадобится низковольтный мотор постоянного тока. Полагаем, можно найти дома, купить в хозяйственном магазине.

Сколько составит мощность порта: по старым стандартам 2–3 Вт. Другое дело, найти устройство-хост с обновленной версией интерфейса (2014 год признал редкостью). Разработчики обещали выдать 50 Вт (даже больше, верится с трудом). Правда проводов станет больше, номинальных напряжений прибавится. Напоминаем, согласно традиции, питание подается на красный ( ), черный (-) провода. Белый, зеленый – сигнальные.