Типы и виды вентиляторов

Типы и виды вентиляторов

Вентилятор – вид машины, осуществляющей перекачку газовых сред без существенного повышения давления. Вот такое довольно мудреное объяснение сущности этого незаменимого в быту и на производстве устройства можно найти в технической литературе для специалистов. Теперь давайте попробуем, буквально на пальцах, разобраться в том, какие типы вентиляторов существуют и для чего они применяются.

Принципы, используемые для перекачки воздуха

Для людей, далеких от техники и с прохладцей относившихся в школе к урокам физики, вообще может быть непонятно то, как можно перекачать субстанцию, которая субъективно бесплотна и не имеет какой-либо упорядоченной структуры. На самом деле любой газ и воздух, как их механическая смесь, обладает вязкостью.

В ее наличии можно убедиться на несложном опыте: если один диск (можно из картона) подвесить на нитке, а другой расположить под ним и вращать чем-либо, то верхний, в конце концов, так же начнет вращаться. Если вам не хочется ставить опытов, вспомните, насколько упругой бывает среда, если выставить руку из окна автомобиля.

Поскольку воздух обладает и плотностью, и вязкостью, его можно переместить из одного места в другое. Для этого надо лишь создать локальную зону с перепадом давления. Это можно сделать двумя способами:

  1. Естественным. Для этого строится высокая вертикальная труба, которая становится каналом перекачки – внизу давление выше, вверху ниже. Без канала, который ограничивает пространство, тяги воздуха не возникнет. Это объясняется так называемым законом Бернулли – любой поток при уменьшении его сечения ускоряется, а давление внутри него падает. Такой принцип используется при создании естественных (пассивных) систем вентиляции, которые одновременно являются и вытяжными, и приточными.
  2. Искусственным. Например, нагревом, при котором воздух расширяется, увеличивается в объеме и теряет в удельном весе, а на его место начинает притекать холодный. Однако наибольшей эффективности в перекачке газовых сред можно достичь использованием особых приспособлений – крыльчаток, которые, во-первых, создают разрежение. А, во-вторых, разгоняют поток газов, используя их вязкость. Вот именно их и называют вентиляторами.

Типы и виды вентиляторов

Тип вентиляторов определяется тем, какая крыльчатка в них используется. Они бывают:

  • Аксиальные (осевые, прямоточные).
  • Радиальными.
  • Тангенциальными.
  • Безлопастными.

А по виду они могут быть канальными, крышными, напольными, кухонными вытяжными, нагнетательными, управляемыми и неуправляемыми.

Аксиальные вентиляторы

Аксиальные вентиляторыОсевые вентиляторы прогоняют воздух вдоль оси крыльчатки. На этом рабочем органе находится две, три, четыре или больше лопастей, наклоненных к оси, и в ряде случаев имеющих аэродинамический профиль – с нагнетаемой стороны они вогнутые, а в сторону нагнетания выгнутые. Каждая лопасть – это сегмент плоской спирали. Когда она вращается, условная точка на ее грани совершает поступательное движение. Это и является силой, побуждающей соприкасающуюся с ней среду двигаться в ту же сторону.

Если сечение лопасти аэродинамическое, то на ее выгнутой поверхности образуется разрежение, увеличивающее силу втягивания и эффективность вентилятора. Однако это же мешает изменять направление перекачивания. Поэтому реверсивные вентиляторы имеют крыльчатку с плоскими лопастями.

Крыльчатка может быть как открытой, тогда ее эффективность (КПД) не слишком велика, так и закрытой, заключенной в отрезок трубы. Чем он длиннее, тем сильнее разгон перекачиваемого потока и выше производительность машины. Вентиляторы с открытой крыльчаткой чаще всего применяются для создания комфортной атмосферы в помещении. Закрытая крыльчатка, или импеллер, обладают большой производительностью. В быту их используют в кухонных вытяжках, а также в компьютерных кулерах.

Радиальные вентиляторы

Радиальные вентиляторыУ них крыльчатка похожа на беличье колесо и заключена в кожух, похожий на раковину улитки в один оборот, открытую с одного бока. Воздушный поток двигается поперек оси вращения (по радиусу). В этом случае к разрежению и захватыванию потока поверхностным трением прибавляется центробежная сила. Поэтому радиальные вентиляторы дают очень мощный и плотный поток, который используется в промышленных установках. В зависимости от того, в какую сторону направлено заборное окно кожуха – на улицу или в помещение, они могут играть роль как вытяжки, так и нагнетателя.

Тангенциальные вентиляторы

Тангенциальные вентиляторыОтличаются от радиальных тем, что перемещаемый поток воздуха поступает с внешней стороны «улитки». Поэтому в большей степени он приводится в движение благодаря своей вязкости. Эффективность такой установки невелика, но они находят применение в климатической технике, когда охлажденный в специальном устройстве воздух надо подать в помещение плавно, не создавая дискомфорта.

Безлопастные вентиляторы

В их конструкции используется принцип эжекции – вовлечения в движение большего объема среды меньшим. Безлопастной вентилятор снаружи – это кольцо, внутренняя поверхность которого имеет форму крыла самолета – она выгнута, причем радиус изгиба меньше с той стороны, откуда воздух закачивается, а к выходу изгиб переходит в плавное расширение.

Эжектором выступает небольшой вентилятор, расположенный в основании прибора. Он подает поток воздуха в отверстия, расположенные по всей длине окружности на входе кольца. Двигаясь по изогнутой поверхности, он создает разрежение, в которое втягивается воздух из помещения. Прокачиваемый через кольцо объем в 20 раз больше, чем тот, что его инициировал.

Безлопастные вентиляторы

Достоинством прибора является то, что поток воздуха ламинарный – равномерный, похожий на дуновение природного ветра. В то время как газ, прошедший через крыльчатку, – это вихрь, имеющий точки максимума и минимума давления. По этой причине безлопастные вентиляторы чаще используют в быту, субъективно они более комфортны.

Канальные, крышные, форточные…

Виды вентиляторов различаются по месту их установки. В последнее время широкое распространение получили так называемые канальные – устанавливаемые внутри вентиляционных каналов, что в ряде случаев удобнее, поскольку позволяет сэкономить место. Например, когда система вентиляции проложена в потолочном перекрытии.

Канальный вентиляторКанальный вентилятор – это классический аксиальный импеллер. Это модуль, состоящий из крыльчатки и электродвигателя, которые помещены в трубу с фланцевыми креплениями на концах. Провод электропитания выведен наружу. В зависимости от формы канала, в которые они встраиваются, такие устройства бывают круглыми, квадратными и прямоугольными.

Крышные вентиляторы устанавливаются на крышах. Они всегда вытяжные, поскольку вверху скапливается самый горячий и загрязненный аэрозолями воздух. Это промышленные установки и тип крыльчатки у них разный. При необходимости прокачки больших объемов устанавливают радиальные машины.

Управление вентиляторами

Управление вентилятором может быть как ручным, так и автоматическим. В последнем случае применяются датчики, оценивающие качественные параметры перекачиваемой газовой среды. Например, температуру или влажность.

Вентиляторы – это очень важные и необходимые устройства, которые часто выполняют свою работу, не привлекая к себе внимания. Например, сейчас они прогоняют воздух в вашем компьютере, охлаждая процессор, блок питания и видеокарту. Без них вы бы не смогли прочитать эту статью и путешествовать по просторам интернета.