Quạt ly tâm và quạt hướng trục: Sự khác biệt là gì và bạn cần loại nào?

Quạt công nghiệp được chia thành hai loại cơ bản: quạt ly tâm và quạt hướng trục. Cả hai đều di chuyển không khí - đó là nơi mà sự giống nhau kết thúc. Chúng hoạt động dựa trên các nguyên lý khí động học khác nhau, tạo ra các đặc tính áp suất và dòng chảy khác nhau, xử lý các điều kiện khí khác nhau và phù hợp với các loại ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Việc chỉ định sai loại quạt cho ứng dụng thông gió công nghiệp, thu gom bụi hoặc xử lý khí thải sẽ dẫn đến quạt không thể phát triển khả năng chịu lực của hệ thống mà đường ống yêu cầu hoặc thiết bị quá khổ, sử dụng năng lượng kém hiệu quả chạy xa ngoài phạm vi hoạt động tối ưu của nó.

Đối với các kỹ sư, quản lý nhà máy và nhóm mua sắm lựa chọn quạt công nghiệp cho hệ thống thông gió, máy hút bụi, lò công nghiệp, nồi hơi hoặc ứng dụng xử lý khí thải, hiểu được sự khác biệt về chức năng giữa quạt ly tâm và quạt hướng trục — và biết các tiêu chí xác định loại nào là phù hợp — là nền tảng thiết yếu trước khi chỉ định bất kỳ thiết bị nào. Hướng dẫn này giải thích rõ ràng về cả hai loại quạt và cung cấp khung quyết định để chọn đúng loại quạt cho từng ứng dụng.

Quạt ly tâm hoạt động như thế nào?

Quạt ly tâm hút không khí qua một cửa vào ở tâm (mắt) của cánh quạt quay. Bánh công tác đẩy không khí ra ngoài bằng lực ly tâm - nguyên lý tương tự khiến nước bay ra ngoài từ bánh xe quay. Không khí thoát ra khỏi bánh công tác ở tốc độ cao theo hướng xuyên tâm (vuông góc với trục trục), được thu lại bởi vỏ hình cuộn xung quanh (xoắn ốc) và được thải ra qua một cửa xả thường được định hướng ở góc 90° so với cửa vào của quạt. Sự chuyển đổi vận tốc thành áp suất xảy ra cả trong các đường dẫn của bánh công tác và trong vỏ xoắn ốc giãn nở.

Kết quả then chốt của cơ chế này là quạt ly tâm là cỗ máy phát triển áp suất. Chúng có thể tạo ra áp suất tĩnh đáng kể — khả năng chống dòng chảy — trong khi vẫn duy trì lượng luồng khí đầu ra. Điều này làm cho chúng có hiệu quả trong việc di chuyển không khí qua các ống dẫn dài, qua các bộ lọc và bộ trao đổi nhiệt, chống lại lực cản của van điều tiết và qua các hệ thống có hạn chế lưu lượng đáng kể. Quạt ly tâm cũng rất phù hợp để xử lý không khí có chứa bụi, hơi ẩm hoặc hỗn hợp khí vì thiết kế phù hợp với luồng không khí bị ô nhiễm mà không làm giảm hiệu suất của quạt nhanh chóng khi thành phần khí thay đổi.

Quạt hướng trục hoạt động như thế nào?

Quạt hướng trục di chuyển không khí dọc theo trục của trục quạt - cùng hướng với trục hướng, giống như cánh quạt hoặc quạt động cơ máy bay. Không khí đi vào quạt song song với trục, đi qua các cánh quạt quay, truyền năng lượng vào không khí và tạo ra sự tăng áp suất, đồng thời thoát ra cũng song song với trục. Cánh quạt được gắn trong một vỏ hình trụ vừa khít với đầu lưỡi dao, giảm thiểu không khí tuần hoàn xung quanh đầu lưỡi dao mà không góp phần tạo ra luồng không khí hữu ích.

Quạt hướng trục là loại máy có lưu lượng cao, áp suất thấp đến trung bình. Thiết kế của chúng được tối ưu hóa để di chuyển khối lượng không khí lớn với lực cản tương đối thấp trong hệ thống - ống dẫn xuyên thẳng, thông gió khu vực mở, làm mát bộ trao đổi nhiệt và các ứng dụng trong đó hệ thống ống dẫn ngắn và không bị cản trở. Khi điện trở của hệ thống thấp, quạt hướng trục sẽ đạt được lưu lượng gió lớn với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn so với quạt ly tâm có cùng kích thước cho cùng một nhiệm vụ. Tuy nhiên, khi điện trở của hệ thống tăng lên — ống dẫn dài hơn, nhiều khúc cua hơn, bộ lọc, thiết bị xử lý — hiệu suất của quạt hướng trục giảm mạnh hơn nhiều so với hiệu suất của quạt ly tâm.

So sánh song song: Quạt ly tâm và Quạt hướng trục

Khi nào bạn nên chọn quạt ly tâm?

Quạt ly tâm là lựa chọn phù hợp khi có một hoặc nhiều điều kiện sau:

Hệ thống có sức cản đường ống đáng kể. Bất kỳ hệ thống thông gió hoặc xả nào có ống dẫn dài, nhiều khúc cua, bộ giảm chấn, bộ lọc, bộ trao đổi nhiệt hoặc thiết bị xử lý trong luồng không khí đều tạo ra lực cản (được đo bằng áp suất tĩnh tính bằng Pascal hoặc mm H₂O) mà quạt phải vượt qua trong khi vẫn cung cấp luồng khí cần thiết. Quạt ly tâm được thiết kế để phát triển áp suất này. Nếu điện trở của hệ thống ở luồng không khí yêu cầu vượt quá khoảng 300–500 Pa thì hầu như luôn cần đến quạt ly tâm - một quạt hướng trục có cùng công suất sẽ hoạt động tốt bên ngoài đường cong hiệu suất của nó.

Không khí chứa bụi, hạt hoặc hơi ẩm. Trong các hệ thống thu gom bụi - đặc biệt khi được sử dụng cùng với bộ thu bụi dạng túi như một phần của hệ thống kiểm soát bụi hoàn chỉnh - quạt xử lý không khí có chứa các hạt mịn còn sót lại sau bộ thu và có khả năng thoát ra độ ẩm cao từ hoạt động của quy trình. Quạt ly tâm được thiết kế cho dịch vụ chứa nhiều bụi (chẳng hạn như dòng C6-48 và C4-73) có hình dạng cánh quạt và vỏ ngăn ngừa sự tích tụ, được chế tạo từ vật liệu chống mài mòn khi cần thiết và duy trì hoạt động cân bằng ngay cả khi tiếp xúc với hạt mịn xảy ra trong quá trình sử dụng kéo dài. Việc sử dụng quạt hướng trục trong luồng không khí chứa nhiều bụi có thể dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn cánh quạt nhanh chóng, mất cân bằng dần dần, rung lắc và hỏng vòng bi.

Ứng dụng này là hệ thống thông gió cưỡng bức hoặc thông gió cảm ứng của nồi hơi. Thông gió nồi hơi công nghiệp - cả gió cưỡng bức (thổi không khí đốt vào đầu đốt) và gió cảm ứng (rút các sản phẩm đốt từ hộp cứu hỏa qua ống khói) - hoạt động chống lại sức cản đáng kể của hệ thống từ bên trong nồi hơi, ống dẫn và ống khói. Dòng quạt nồi hơi chuyên dụng (G4-73 cho gió cưỡng bức, Y4-73/Y5-47/Y5-48 cho gió cảm ứng) là thiết kế ly tâm phù hợp với đặc điểm của hệ thống nồi hơi bao gồm nhiệt độ khí tăng cao trong đường dẫn gió cảm ứng.

Kiểm soát tiếng ồn là ưu tiên hàng đầu. Khi lắp đặt gần các khu vực có người sử dụng - phòng điều khiển nhà máy, tòa nhà hành chính liền kề với các cơ sở công nghiệp, nhà máy chế biến thực phẩm có tiêu chuẩn về tiếng ồn - quạt ly tâm hoạt động ở công suất tương đương thường tạo ra mức ồn thấp hơn so với quạt hướng trục có công suất tương đương, vì tiếng ồn tần số truyền qua cánh quạt đặc trưng của hoạt động của quạt hướng trục không có trong thiết kế ly tâm.

Khi nào bạn nên chọn quạt hướng trục?

Quạt hướng trục là sự lựa chọn thích hợp khi:

Điện trở của hệ thống thấp và lưu lượng luồng khí được ưu tiên. Các ứng dụng thông gió chung của tòa nhà, thông gió đường hầm, thông gió mỏ dọc theo các đường hầm mở và các ứng dụng quạt của tháp giải nhiệt đều liên quan đến việc di chuyển một lượng lớn không khí sạch thông qua lực cản tối thiểu. Quạt hướng trục vượt trội trong các ứng dụng này — chúng mang lại lưu lượng thể tích trên mỗi đơn vị điện năng tiêu thụ cao hơn so với quạt ly tâm khi điện trở hệ thống thấp, khiến chúng trở thành lựa chọn tiết kiệm năng lượng cho các nhiệm vụ có điện trở thấp, khối lượng lớn.

Cần phải cài đặt trực tiếp. Quạt hướng trục lắp đặt trực tiếp trong ống dẫn có đầu vào và đầu ra dọc theo cùng một trục - ống dẫn đi thẳng qua quạt. Điều này giúp đơn giản hóa việc bố trí ống dẫn và tránh sự thay đổi hướng 90° mà việc lắp đặt quạt ly tâm yêu cầu. Trong các ứng dụng trang bị thêm không có không gian dành cho quạt ly tâm cuộn và định tuyến ống xả, quạt hướng trục phù hợp với đường ống dẫn hiện có là một giải pháp thiết thực, miễn là điện trở của hệ thống nằm trong phạm vi công suất của quạt hướng trục.

Cần có một cài đặt nhỏ gọn với lưu lượng lớn. Thiết kế thẳng của quạt hướng trục và mặt cắt ngang tương đối nhỏ gọn cho công suất lưu lượng thể tích nhất định khiến nó trở nên phù hợp khi không gian sàn hoặc khoảng không phía trên bị hạn chế. Ví dụ, quạt hướng trục dòng T35 được thiết kế với cánh quạt cánh gió được tối ưu hóa và cấu trúc trung tâm hình trụ đặc biệt để đạt được lưu lượng lớn trong một không gian lắp đặt nhỏ gọn.

Tìm hiểu dòng quạt ly tâm: Loại nào dành cho ứng dụng nào?

Quạt ly tâm không phải là một sản phẩm duy nhất - các dòng khác nhau được thiết kế cho các nhiệm vụ khác nhau và việc chọn đúng dòng cho ứng dụng cũng quan trọng như việc chọn loại quạt thay vì hướng trục. Các loại quạt ly tâm chính theo ứng dụng là:

Quạt ly tâm thông gió đa năng (dòng 4-72, T4-72, 4-79, 9-19, 9-26): Được thiết kế để thông gió cho các tòa nhà, cung cấp không khí cho các quy trình công nghiệp và các nhiệm vụ thông gió công nghiệp nói chung nơi không khí tương đối sạch và sức cản của hệ thống ở mức vừa phải. Đây là những quạt công nghiệp tiêu chuẩn được sử dụng trong phạm vi rộng nhất của các ứng dụng thông gió và có nhiều kích cỡ và mức áp suất khác nhau.

Quạt ly tâm hút bụi (dòng C6-48, C4-73): Được thiết kế đặc biệt cho không khí có chứa bụi, dăm gỗ, phoi bào và các ứng dụng dạng hạt tương tự trong mài, chế biến gỗ, hệ thống vận chuyển bằng khí nén và thu gom bụi, trong đó không khí rời khỏi bộ thu bụi vẫn mang theo các hạt mịn còn sót lại. Hình dạng cánh quạt và lựa chọn vật liệu trong các dòng sản phẩm này được tối ưu hóa cho dịch vụ luồng khí bị ô nhiễm.

Quạt thông gió cưỡng bức và thông gió cưỡng bức nồi hơi (dòng G4-73, Y4-73, Y5-47, Y5-48, GG2-10, GY2-10): Được thiết kế cho các yêu cầu về áp suất, nhiệt độ và thành phần khí cụ thể của nhà máy điện và hệ thống nồi hơi công nghiệp. Quạt gió cảm ứng ở phía khí thải xử lý các sản phẩm đốt ở nhiệt độ cao và yêu cầu vật liệu cũng như bố trí vòng bi phù hợp với nhiệt độ khí cao.

Câu hỏi thường gặp

Có thể thay quạt ly tâm bằng quạt hướng trục để tiết kiệm diện tích được không?

Chỉ khi điện trở của hệ thống ở luồng không khí yêu cầu nằm trong khả năng áp suất của quạt hướng trục, thường dưới 300 Pa đối với quạt hướng trục công nghiệp tiêu chuẩn. Nếu điện trở của hệ thống cao hơn mức này, quạt hướng trục không thể tạo ra áp suất cần thiết để đẩy không khí qua hệ thống ở tốc độ dòng yêu cầu, bất kể công suất động cơ của nó là bao nhiêu. Trước khi thay thế các loại quạt, hãy tính toán điện trở của hệ thống (hoặc đo nó trên hệ thống lắp đặt hiện có bằng áp kế) và so sánh nó với đường cong áp suất-dòng chảy của quạt thay thế tại điểm vận hành cần thiết. Nếu điểm vận hành nằm trong đường cong của quạt hướng trục thì việc thay thế là khả thi về mặt kỹ thuật. Nếu rơi ra ngoài thì cần có quạt ly tâm.

Nguyên nhân khiến quạt ly tâm tăng vọt và làm cách nào để ngăn chặn nó?

Sự đột biến trong quạt ly tâm xảy ra khi điểm vận hành của hệ thống di chuyển sang bên trái điểm áp suất cao nhất của quạt trên đường cong dòng chảy áp suất - vào vùng không ổn định, nơi việc giảm lưu lượng nhỏ gây ra giảm áp suất lớn, dẫn đến dòng chảy dao động, không ổn định. Sự đột biến thường xảy ra do bộ giảm chấn đầu vào hoặc đầu ra đóng một phần làm điều tiết luồng không khí dưới phạm vi hoạt động ổn định của quạt hoặc do hệ thống được thiết kế có điện trở cao hơn nhiều so với thông số kỹ thuật ban đầu. Phòng ngừa: đảm bảo bộ giảm chấn của hệ thống cho phép quạt hoạt động ở bên phải điểm áp suất cao nhất trong mọi điều kiện vận hành dự kiến ​​và tránh hoạt động kéo dài ở tốc độ dòng chảy rất thấp.

Thiết kế cánh quạt ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của quạt ly tâm?

Cánh quạt ly tâm có ba hướng cánh quạt, mỗi hướng tạo ra các đặc tính hiệu suất khác nhau. Cánh cong về phía trước tạo ra dòng chảy cao ở áp suất thấp hơn và đạt công suất tối đa tại điểm dòng chảy thiết kế - chúng nhỏ gọn nhưng yêu cầu kích thước động cơ cẩn thận để tránh quá tải ở dòng chảy cao. Cánh cong về phía sau (nghiêng về phía sau) là loại có hiệu quả khí động học cao nhất, với hiệu suất cao nhất tại điểm thiết kế và đặc tính công suất không quá tải - khi lưu lượng tăng vượt quá thiết kế, mức tiêu thụ điện năng không tăng không ổn định. Cánh hướng tâm (thẳng) là loại cánh đơn giản và chắc chắn nhất, được sử dụng trong môi trường nhiều bụi và ăn mòn, trong đó khả năng chống bám bẩn của cánh và dễ dàng làm sạch quan trọng hơn hiệu suất khí động học cao nhất.

Quạt ly tâm công nghiệp và Quạt hướng trục của Máy bảo vệ môi trường ZhongXing

Công ty TNHH Máy móc bảo vệ môi trường ZhongXing , đặt tại Khu công nghiệp hồ Tianmu, Liyang, Giang Tô, sản xuất quạt ly tâm các dòng 4-72, 4-79, 9-19, 9-26, C6-48, C4-73, G4-73, Y4-73, Y5-47 và Y5-48, cũng như dòng quạt hướng trục T35, dành cho các ứng dụng thông gió công nghiệp, thu gom bụi, nồi hơi và xử lý khí thải. Tất cả các sản phẩm đều có chứng nhận quản lý chất lượng ISO 9001: 2015 và chứng nhận sản phẩm CE Châu Âu. Quạt được cung cấp riêng lẻ hoặc là một phần của hệ thống thu gom bụi tích hợp kết hợp bộ thu bụi túi lọc, quạt và băng tải trục vít.

Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về yêu cầu ứng dụng của bạn và nhận đề xuất và báo giá lựa chọn quạt.

Sản phẩm liên quan: Quạt ly tâm | Quạt hướng trục | Máy lọc bụi túi | Băng tải trục vít