Режимы неустойчивой работы радиальных вентиляторов

На практике встречаются ситуации, когда установленный в систему вентиля­тор создает повышенный шум и вибрации, а в ряде случаев наступает помпаж, при котором производительность и давление меняются довольно значительными скачками во времени.

Причина может заключаться либо в том, что вентилятор подобран не правильно, либо в том, что сопротивление сети не соответствует расчетному, исходя из которого был подобран вентилятор. В этом случае вентилятор работает в режиме неустойчивой работы. Что это за режимы и в чем причины их возникновения?

Типовые аэродинамические характеристики радиальных вентиляторов со спиральным корпусом с вперед и назад загнутыми лопатками представлены на рисунке.

Типовые аэродинамические характеристики радиальных вентиляторов:

1 – назад загнутые лопатки; 2 – вперед загнутые лопатки

В каталогах производителей вентиляторов часто приводят только рабочую область характеристики, которая на рисунке обозначена жирной линией, а в ряде случаев показывают всю характеристику, на которой выделяют рабочую зону. Под рабочей областью понимается та часть аэродинами­ческой характеристики, в пределах которой полный КПД вентилятора не менее 0,9 от его максимального значения. Что же характерно для рабочей области и чем отличается от нее остальная часть аэродинамической характеристики вентиля­тора, расположенная в зоне больших и малых производительностей?

Рассмотрим связь аэродинамической характеристики вентилятора с режима­ми течения на примере вентилятора ВР80-75 со спиральным корпусом и с назад загнутыми лопатками рабочего колеса. Рабочей области характеристики соот­ветствуют такие условия течения, при которых лопатки обтекаются потоком практически безотрывно. В этом случае углы атаки а на лопатках рабочего колеса, определенные по скорости V_В относительном движении (в си­стеме координат, связанной с вращающимся рабочим колесом), по модулю не­велики. В этой области производительностей вентилятор работает устойчиво, имеет наибольшие значения КПД и минимальные уровни шума. Это относится не только к вентиляторам со спиральным корпусом, но также и к канальным и крышным вентиляторам с аналогичными рабочими колесами.

С ростом производительности за пределами рабочей области появляется и постепенно усиливается (по мере дальнейшего повышения производительно­сти) отрывное течение вблизи передней поверхности лопатки рабочего колеса. В этой области с увеличением производительности аэродинамиче­ская характеристика, как правило, резко падает, КПД вен­тилятора начинает быстро уменьшаться. Появляется дополнительный шум вен­тилятора, связанный со случайным во времени процессом вихреобразования на передних поверхностях лопаток колеса, который также усиливается с ростом производительности.

При уменьшении производительности за пределами рабочей области появля­ется и постепенно усиливается (по мере дальнейшего снижения производитель­ности) отрывное течение возле задней поверхности лопатки рабочего колеса. В этой области аэродинамическая характеристика выходит обычно на «плато», КПД вентилятора начинает достаточно быстро снижаться вместе с уменьшением производительности. Появляется дополни­тельный шум вентилятора, связанный со случайным во времени процессом вихреобразованпя на задних поверхностях лопаток колеса, который также усилива­ется с уменьшением производительности.