Канальный вентилятор

редактировать

Осевой струйный вентилятор для вентиляции, сфотографированный при хранении для будущего использования

A Канальный вентилятор представляет собой устройство для перемещения воздуха, в котором механический вентилятор, который является одним из видов воздушный винт, установлен внутри цилиндрического кожуха или воздуховода. Канал снижает потери тяги от концов лопастей гребного винта, а изменение поперечного сечения канала позволяет конструктору выгодно влиять на скорость и давление воздушного потока в соответствии с принципом Бернулли. Тяговая установка с вытяжным вентилятором используется в самолетах, дирижаблях, кораблях на воздушной подушке и блоках вентиляторов.

A струйный вентилятор используется в стационарных воздуховодах. для перемещения воздуха через здания или туннели.

Канальные вентиляторы обычно имеют более короткие лопасти, чем обычные пропеллеры, и поэтому могут работать на более высоких скоростях вращения.

Содержание

1 Применения
2 Преимущества
3 Недостатки
4 См. Также
5 Ссылки

Области применения

Канальные вентиляторы на дирижабле или дирижабле

В самолетных применениях рабочая скорость воздушного винта без кожуха ограничена, так как его скорость приближается к звуковой барьер при более низких оборотах, чем у аналогичного вентилятора. Наиболее распространенным канальным вентилятором, используемым в полноразмерных самолетах, является турбовентиляторный двигатель , в котором мощность для вращения вентилятора обеспечивается газовой турбиной . Турбореактивные двухконтурные двигатели с высокой степенью двухконтурности используются почти на всех гражданских авиалайнерах, в то время как военные истребители обычно используют лучшие высокоскоростные характеристики ТРДД с низкой степенью двухконтурности и меньшим диаметром вентилятора. Однако канальный вентилятор может приводиться в действие любым источником энергии на валу, таким как поршневой двигатель, двигатель Ванкеля или электродвигатель. Тип канального вентилятора, известный как вентиляторный хвостовик или под торговой маркой Fenestron, также используется для замены хвостовых роторов на вертолетах.

Моряк проверяет воздушный винт с воздуховодом. Landing Craft Air Cushion (LCAC) Hovercraft

Канальные вентиляторы используются в самолетах VTOL, таких как Lockheed Martin F-35 Lightning II, и другие низкоскоростные конструкции, такие как судно на воздушной подушке, за их более высокое отношение тяги к массе.

В некоторых случаях закрытый ротор может быть на 94% эффективнее открытого ротора. Улучшение характеристик в основном связано с тем, что наружный поток меньше сокращается и, следовательно, несет больше кинетической энергии.

Среди любителей авиамоделей канальный вентилятор пользуется популярностью среди производителей высокопроизводительных радиоуправляемая авиамодель. Двигатели внутреннего сгорания внутреннего сгорания в сочетании с агрегатами с вытяжными вентиляторами были первым достижимым средством моделирования масштабного реактивного самолета. Несмотря на появление в модельном масштабе турбореактивных двигателей, электрические канальные вентиляторы остаются популярными на небольших и недорогих моделях самолетов. Некоторые самолеты с электрическим приводом могут развивать скорость более 320 км / ч (200 миль в час).

Большинство типов вентиляторов, используемых в компьютерах, содержат воздуховод, встроенный в блок вентиляторов; канал также используется для механического крепления вентилятора к другим компонентам.

Преимущества

Martin Jetpack, персональный летательный аппарат, приводимый в действие вытяжными вентиляторами

За счет уменьшения потерь на концах лопастей воздушного винта вентилятор в воздуховоде более эффективен в создании тяги, чем обычный пропеллер. аналогичного диаметра, особенно на низкой скорости и высоком уровне статической тяги (дирижабли, суда на воздушной подушке).
Подбирая размеры воздуховодов соответствующим образом, проектировщик может отрегулировать вентилятор, чтобы он работал более эффективно при более высоких скоростях воздуха, чем пропеллер будет.
При той же статической силе канальный вентилятор имеет меньший диаметр, чем свободный пропеллер, что позволяет использовать меньшее оборудование.
Канальные вентиляторы тише, чем пропеллеры: они экранируют шум лопастей, а также уменьшить скорость и интенсивность концевых вихрей ,, которые способствуют образованию шума.
Канальные вентиляторы могут допускать ограниченное изменение вектора тяги, то, для чего обычные пропеллеры не подходят. Это позволяет использовать их вместо конвертопланов в некоторых приложениях.
Канальные вентиляторы обеспечивают повышенную безопасность на земле.

Недостатки

Менее эффективны, чем гребной винт в крейсерском режиме (при более низкий уровень тяги).
Для хорошего КПД требуются очень маленькие зазоры между концами лопастей и воздуховодом.
Требуется высокая частота вращения и минимальная вибрация.
Сложная конструкция воздуховода и увеличение веса, даже если они изготовлены из современных композитов.
При высоком угле атаки части воздуховода будут сваливаться и создавать аэродинамическое сопротивление.

См. Также

Ссылки

^Обзор технологии: Блок вентиляторов
^«Реактивные вентиляторы». Воздушный поток. Проверено 22 марта 2019 г.
^(Тони) Энрайт, П.А. (2014). «Влияние струйных вентиляционных систем на активацию спринклерной системы». Примеры использования пожарной безопасности. 1 : 1–7. doi : 10.1016 / j.csfs.2013.11.002. ISSN 2214-398X.
^Перейра, Джейсон Л. Испытания в аэродинамической трубе закрытых роторов для улучшения конструкции микровоздушного аппарата стр. 147 + стр. 11. Университет Мэриленда, 2008 г. Дата обращения: 28 августа 2015 г.
^Джон Лонгботтом - Механическое воздухоплавание, диссертация в формате PDF