Comment la profondeur d’insertion du moteur dans la turbine affecte-t-elle les performances du ventilateur ?

Lors de la conception d'un ventilateur, la position de l'installation du moteur a un impact significatif sur les performances aérodynamiques et les caractéristiques de bruit. En raison des contraintes d'espace, le moteur est souvent partiellement intégré dans la zone de la turbine. Ce réglage de conception peut affecter la pression statique du ventilateur, son efficacité, les caractéristiques de flux interne et les niveaux de bruit.

1. Performances aérodynamiques

• Réduction de la pression statique et de l'efficacité : à mesure que la profondeur d'intrusion du moteur augmente, la pression statique augmente et l'efficacité diminue, en particulier dans des conditions de débit élevé :

 - À faible débit (Q/Qn = 0.5), la pression statique et l'efficacité diminuent respectivement de 3.1 % et 2.8 %.

 - Au débit de conception (Q/Qn = 1.0), la pression statique et l'efficacité diminuent respectivement de 12.3 % et 9.4 %.

 - À haut débit (Q/Qn = 1.3), la pression statique chute de 82.8 % et l'efficacité diminue de 79.1 %.

2. Caractéristiques du flux interne

• Effet de blocage du trajet d'écoulement :

  -Dans des conditions de faible débit, l'intrusion du moteur a un impact minimal sur le débit, affectant principalement les zones de la plaque médiane et arrière.

  -Au débit de conception, une séparation tourbillonnaire se forme au niveau du bord d'attaque côté aspiration de la lame, et une hauteur excessive du moteur entraîne un écoulement irrégulier dans le passage.

  -À des débits élevés, l'intrusion du moteur provoque de graves effets de blocage, entraînant une répartition inégale de la pression sur les plaques avant et arrière, réduisant ainsi la stabilité globale du ventilateur.

• Modifications de la structure du vortex :

  - À l'entrée du ventilateur, le flux d'air passe de l'axial au radial, formant une paire de tourbillons contrarotatifs entre le moteur et la plaque arrière.

  - Lorsque la hauteur d'intrusion atteint h = 4H/8, ces tourbillons deviennent plus importants, augmentant considérablement les pertes d'écoulement.

3. Caractéristiques du bruit

• À mesure que la hauteur d'insertion du moteur augmente, les niveaux de bruit du ventilateur augmentent considérablement, en particulier dans la gamme des hautes fréquences (6300 8000 à XNUMX XNUMX Hz).

• À Q/Qn = 1.0 et Q/Qn = 1.3, le niveau de puissance acoustique augmente sensiblement, avec h = 4H/8 montrant une augmentation d'environ 3.8 % du bruit par rapport à h = 0.

4. Conclusion

• Une intrusion modérée du moteur (h ≤ 2H/8) a un impact minimal sur les performances du ventilateur, mais lorsque la hauteur d'intrusion dépasse h = 3H/8, une dégradation significative des performances se produit, en particulier dans des conditions de débit élevé.

• Il est recommandé d'optimiser la conception de la plaque arrière ou d'ajuster le placement du moteur pour minimiser l'impact négatif de l'intrusion du moteur sur l'aérodynamisme du ventilateur et les niveaux de bruit.

• Cette étude fournit une référence importante pour l’optimisation des ventilateurs centrifuges sans volute, en particulier pour les applications CVC, les systèmes de ventilation et les centres de données.

Stratégie d'optimisation de Seemtek

Seemtek optimise en permanence la conception des moteurs pour maximiser la puissance de sortie avec un diamètre de rotor plus petit, réduisant ainsi l'impact de la profondeur d'insertion du moteur sur les performances du ventilateur. Dans le même temps, Seemtek a repensé les structures des turbines pour minimiser la taille de la saillie de la plaque de montage du moteur. Cette amélioration améliore les caractéristiques globales du flux d'air, réduit les pertes de flux et diminue le bruit du ventilateur.

Seemtek de Achelous Ventilateurs centrifuges EC et Ventilateurs centrifuges Romulus EC intègre cette structure de turbine avancée, améliorant considérablement l'efficacité globale tout en réduisant le bruit de fonctionnement. Seemtek reste engagé dans les avancées technologiques, en fournissant des solutions de ventilateurs à haut rendement, à faible bruit et à économie d'énergie pour diverses applications industrielles et commerciales.

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