Осевые вентиляторы

Простейший осевой вентилятор (рис. VI.36) представляет собой расположенное в цилиндрическом корпусе лопастное рабочее колесо пропеллерного типа. При вращении колеса поступающий через входное отверстие воздух под воздействием лопастей перемещается, между ними в осевом направлении, причем давление увеличивается. Далее воздух поступает в выпускное отверстие.

VI.36. Осевой вентилятор


VI.37. Осевое лопастное рабочее колесо:
1 — сварное; 2 — штампованное

Осевые колеса (рис. VI.37) состоят из втулок и прикрепленных к ним лопастей. В зависимости от профиля лопастей колеса называют нереверсивными или реверсивными.

Фактически все осевые колеса реверсивны, так как при изменении направления вращения обязательно меняется направление подачи. Однако называть реверсивными принято только колеса с лопастями, имеющими симметричный профиль, а поэтому работающими одинаково при обоих направлениях вращения.

В аэродинамическом отношении более совершенны лопасти со специально рассчитанным  несимметричным профилем.

Лопасти осевых колес, рассчитанных на основе вихревой теории Н. Е. Жуковского, по мере приближения к втулке расширяются и закручиваются. В целях упрощения конструкции, что однако несколько ухудшает аэродинамические качества, применяют и незакрученные лопасти постоянной ширины.

Лопасти выполняют из металла или пластмасс, листовые и объемные, причем последние могут быть монолитными (литыми) или пустотелыми.

Втулки осевых вентиляторов (в современных конструкциях они имеют относительно большой диаметр) изготовляют сварными, литыми и штампованными. Штампуют одновременно лопасти и втулки, т. е. все колесо полностью (рис. VI.37). В центре втулок располагают ступицы для посадки колеса на вал привода.

Лопасти к втулкам приваривают или крепят на стержнях. При стержневом креплении лопасти можно поворачивать (в специальных конструкциях даже при вращении колеса), благодаря чему регулировку можно вести просто и в широких пределах.

При реверсировании осевых вентиляторов с такими несимметричными поворотными лопастями нет необходимости для сохранения неизменной подачи менять направление вращения и переворачивать колесо — достаточно повернуть лопасти на 180°.

Правильным для несимметричных лопастей является вращение тупыми кромками или вогнутостью вперед.

Осевые нереверсивные вентиляторы, лопастные колеса которых правильно вращаются по часовой стрелке по отношению к наблюдателю, находящемуся на стороне всасывания, называют правыми, а в другую сторону — левыми.

Очень значительно на работу осевого вентилятора влияет зазор между концами лопастей и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса — он не должен превышать 1,5 % длины лопастей. К сожалению, при монтаже, если осевой вентилятор поставляется не в комплекте, а одно его колесо, необходимые зазоры часто не обеспечиваются, что снижает эффективность работы вентилятора.

VI.38. Компоновка осевых вентиляторов:
К — колесо; СА — спрямляющий аппарат; ВНА — направляющий аппарат

При отсутствии всасывающего воздуховода на входе перед вентилятором следует устанавливать коллектор (К), обеспечивающий хорошее заполнение корпуса, полезно устанавливать и обтекатель, а также направляющий (ВНА) и спрямляющий (СА) лопастные аппараты (рис. VI.38). При последовательном расположении осевых колес спрямляющий аппарат обязателен. Лопасти этих аппаратов могут конструироваться подвижными, и тогда осуществлять регулировку удобно путем изменения углов установки. Схемы соединения осевых вентиляторов с приводом показаны на рис. VI.39.

VI.39. Соединение осевых вентиляторов с двигателями:
1, 2 — на одном валу; 3, 4, 5 — на одной оси; 6 — через редуктор

Обычные осевые вентиляторы используют при давлениях от 30 до 300 Па. Производительность их при больших диаметрах колес может достигать нескольких миллионов кубических метров в час.

Проточные размеры и другие параметры осевых вентиляторов регламентированы.

Путем изменения числа лопастей или угла их установки при неизменном диаметре или даже постоянной частоте вращения можно в широких пределах изменять аэродинамические характеристики. Поэтому номенклатуру выпускаемых осевых вентиляторов по сравнению с радиальными можно ограничить.

Осевые вентиляторы у нас начали применять с 30-х годов. В первое время выпускались нереверсивные двух-, трех- и четырехлопастные осевые вентиляторы (вернее, осевые колеса) ЦАГИ, соответственно именовавшиеся сериями № 18, 7 и 4, а также реверсивные вентиляторы ЦАГИ с восемью поворотными лопастями. Позднее были внедрены в серийное производство осевые вентиляторы конструкции ЦАГИ типа М, МЦ, Д, В, У, а за последнее время — еще более совершенные серии (сведения о новых осевых вентиляторах типа 0,6. . .30 см. в приложении).