離心風(fēng)機類型-為什么選擇前傾式離心風(fēng)機？
前傾式葉輪驅(qū)動離心風(fēng)機
當(dāng)我們確定所需的體積流量，無論是為了提供新鮮空氣還是進行工藝?yán)鋮s時，我們需要將這一流量與風(fēng)機在應(yīng)用中遇到的阻力相結(jié)合。體積流量（以立方米/小時 m3/h表示）和壓力（以帕斯卡 - Pa表示）結(jié)合起來形成風(fēng)機必須運行的工況點。選擇符合所需工況點或接近峰值效率點的風(fēng)機，其性能特性非常重要。在峰值效率點使用風(fēng)機可以最小化風(fēng)機的功耗和噪音，同時提供所需的性能。
前傾式離心風(fēng)機如何工作？
“離心風(fēng)機”的名稱源于流動方向以及空氣如何以軸向進入葉輪，然后從風(fēng)機的外周向外推進。前傾式離心風(fēng)機和后傾式離心風(fēng)機之間流動方向的差異在于空氣從葉輪周長退出的方向。使用后傾式彎曲葉輪，空氣徑向退出，而使用前傾式葉輪，空氣則從風(fēng)機的周長上切向退出。
前向彎曲的離心風(fēng)機的特點是其圓柱形狀以及葉輪周圍有許多小葉片。在下面示例中所示的情況下，風(fēng)機是順時針方向旋轉(zhuǎn)的。
與后傾式彎曲葉輪不同，前傾式葉輪需要一個殼體，將離開葉輪葉片尖端的高速空氣轉(zhuǎn)換為較低速度的靜壓力。殼體的形狀也將空氣流向?qū)虻匠隹?。這種類型的風(fēng)機殼體通常稱為旋渦殼體；然而，它也可以簡稱為蝸殼。通過將前傾式葉輪安裝在渦殼中，我們通常稱之為前傾式鼓風(fēng)機。
如下所示，有兩種采用前傾式驅(qū)動的葉輪風(fēng)機：
右側(cè)的單進風(fēng)鼓風(fēng)機，通過圓形進氣口從殼體的一側(cè)吸入空氣，并將其導(dǎo)向到方形出口（此處帶有安裝法蘭）。雙進風(fēng)鼓風(fēng)機有一個較寬的旋渦殼體，從旋渦的兩側(cè)吸入空氣并將其輸送到較寬的方形出口。
與后傾式彎曲葉輪離心風(fēng)機一樣，葉輪葉片的吸氣側(cè)從風(fēng)機中心吸氣，這導(dǎo)致了進氣口和排氣口之間空氣流向的方向變化為90度。
前向離心風(fēng)機特性
前向彎曲離心風(fēng)機的最佳運行區(qū)域是在較高壓力下運行時。當(dāng)需要對抗較低體積流量的高壓力時，前向彎曲離心風(fēng)機效果最佳。下圖說明了最佳工作區(qū)域：
在X軸上繪制了體積流量，Y軸上繪制了系統(tǒng)壓力。當(dāng)系統(tǒng)中沒有壓力時（風(fēng)機自由吹風(fēng)），前向彎曲離心風(fēng)機將產(chǎn)生最大的體積流量。當(dāng)對風(fēng)機的吸氣或排氣側(cè)施加阻力時，體積流量將下降。
在選擇前向彎曲風(fēng)機在低壓力和最大體積流量下運行時應(yīng)謹慎。在這種情況下，葉輪以與軸流風(fēng)機在其曲線的馬鞍點相同的方式運行，處于空氣動力失速狀態(tài)。在這一點上，噪音和功耗將因湍流而達到頂峰。
峰值效率出現(xiàn)在特性曲線的拐點處。在這一點上，風(fēng)機的輸出功率（體積流量（m3/s）x 靜壓力（Pa））與電功率輸入（W）之比達到最大值，而風(fēng)機產(chǎn)生的聲壓將最安靜。在最佳運行范圍之上和之下，風(fēng)機的流動變得更加嘈雜，風(fēng)機系統(tǒng)的效率降低。
使用單進風(fēng)前向彎曲驅(qū)動的葉輪風(fēng)機的好處在于其特性曲線陡峭。這在需要一致過濾水平的系統(tǒng)中特別有用。當(dāng)空氣通過顆粒過濾器時，過濾器會捕捉空氣中的塵埃和花粉，過濾等級越高，被過濾器捕捉的顆粒就越小。隨著時間的推移，過濾器會逐漸被污垢和雜質(zhì)堵塞，這會導(dǎo)致需要更多的壓力來提供相同的空氣體積。在這種情況下使用具有陡峭特性曲線的葉輪意味著隨著過濾器越來越堵塞，體積流量保持恒定而過濾器的壓力逐漸增加。
使用雙進氣前向彎曲葉輪的好處在于，相對較小尺寸的風(fēng)機可以提供較大體積流量。使用雙進風(fēng)鼓風(fēng)機的妥協(xié)在于其較低的壓力發(fā)展，這意味著它只能與較低壓力系統(tǒng)配合使用。
安裝選項
如前所述，前向彎曲驅(qū)動的葉輪風(fēng)機在葉片末端產(chǎn)生高速氣流，需要將其導(dǎo)向并減速以將動態(tài)壓力轉(zhuǎn)化為靜壓力。為了實現(xiàn)這一點，我們在葉輪周圍構(gòu)建一個旋渦殼體。該形狀是通過從葉輪中心到風(fēng)機出口的距離之比來創(chuàng)建的。與后向曲線風(fēng)機一樣，建議在進氣環(huán)和葉輪進氣口之間有一小段重疊區(qū)域。以下圖表中顯示了這兩種安裝考慮因素…
進氣環(huán)直徑應(yīng)該只允許葉輪和環(huán)之間有一個小縫隙，以避免空氣循環(huán)。
安裝注意事項：
確保風(fēng)機的吸氣和側(cè)面有足夠的間隙非常重要：
風(fēng)機的吸氣側(cè)間隙不足會增加進氣速度，導(dǎo)致湍流產(chǎn)生。隨著空氣通過葉輪，這種湍流會增加，使得風(fēng)機葉片向空氣傳遞能量的效率降低，導(dǎo)致產(chǎn)生更多噪音并降低風(fēng)機的效率。
進氣和排氣條件的一般建議如下：
進氣側(cè)-進氣口距離風(fēng)機進氣口1/3直徑的距離內(nèi)不應(yīng)有任何阻礙或流向改變。
總結(jié) - 為什么選擇前向離心風(fēng)機？
當(dāng)所需的工作點落在風(fēng)機特性上更高的系統(tǒng)壓力區(qū)域與更低的體積流量之間時，應(yīng)考慮選擇單進風(fēng)前向彎曲離心風(fēng)機。如果應(yīng)用需要在受限空間內(nèi)實現(xiàn)高體積流量，則應(yīng)考慮選擇雙進氣前向彎曲離心風(fēng)機。
應(yīng)選擇處于其最佳范圍內(nèi)的風(fēng)機，即特性曲線上所稱的拐點。最大效率點在風(fēng)機特性曲線上更接近較高壓力限制的位置，此時風(fēng)機運行時也最安靜。應(yīng)避免在最佳范圍之外（在高體積流量的極端情況下）運行，因為這些點的湍流和葉輪葉片的氣動效率將產(chǎn)生噪音，并且葉輪也將處于氣動失速狀態(tài)。在低壓力和高體積流量情況下，應(yīng)考慮受載條件下電機的運行溫度，因為存在電機過熱的可能性。
應(yīng)盡量保持葉輪進氣側(cè)的空氣平滑和層流。為了最大化效率，風(fēng)機進氣口至少應(yīng)該有葉輪直徑的1/3的間隙。使用重疊在葉輪進氣口上的進氣環(huán)（進氣噴嘴）將有助于消除空氣通過風(fēng)機時產(chǎn)生的流動干擾，減少湍流引起的噪音，將功耗保持在最小值，從而最大化效率。
單進風(fēng)鼓風(fēng)機的陡峭運行特性，以及雙進風(fēng)鼓風(fēng)機的高壓力能力和高流量能力意味著前向彎曲風(fēng)機是一個在廣泛的安裝范圍內(nèi)考慮的有用選擇。
