Na podstawowe elementy konstrukcyjne wentylatora promieniowego składają się:
- skrzynie wlotowe,
- obudowy,
- koła wirnikowe,
- dyfuzory,
- urządzenia regulacyjne,
- wały,
- ułożyskowania,
- podstawy – ramy,
- sprzęgła,
- silniki,
- tłumiki.
Większość z tych elementów osiągnęła wysoki poziom jakości i sprawności. Dzięki rozwojowi nowych technologii pojawiają się możliwości projektowania nowych wentylatorów. Osiągnięto granice w zakresie poprawy sprawności, własności mechanicznych, gabarytów wirników, przyrostów ciśnień, regulacyjności, niezawodności pracy i dyspozycyjności ruchowej. Dalszy rozwój wentylatorów wiąże się z poprawą sprawności wentylatorów specjalnych, m.in. wentylatorów wysokociśnieniowych oraz z optymalizacją geometrii niektórych elementów, takich jak skrzynie wlotowe, leje wlotowe, obudowy spiralne oraz dyfuzory.
W Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej od roku 1976 prowadzone są badania nad optymalizacją parametrów geometrycznych elementów wentylatorów promieniowych. Do dnia dzisiejszego zaprojektowano i przebadano ponad 80 wirników modelowych. Zostały stworzone programy komputerowe do projektowania wirników, skrzyń wlotowych, obudów spiralnych, obliczeń przepływowych, wytrzymałościowych, doboru wentylatorów oraz rysowania geometrii i charakterystyk. Bazując na wieloletnich doświadczeniach opracowano nowy typoszereg wysokosprawnych promieniowych wentylatorów przemysłowych, wdrożonych w przemyśle krajowym. Wyniki badań są regularnie publikowane podczas krajowych i międzynarodowych konferencji związanych z wentylatorami oraz w czasopismach związanych z energetyką.
Wszystkie badania miały na celu :
1. Poszerzenie wiedzy na temat :
- konwersji energii w stacjonarnych przepływach płynów lepkich,
- niestacjonarnego oddziaływania kanałów stacjonarnych i wirujących,
- generacji sił i naprężeń dynamicznych w układach łopatkowych.
2. Opracowanie metod :
- obliczeń aerodynamicznych,
- obliczeń wytrzymałościowych,
- optymalizacji konstrukcji.
3. Tworzenie bazy informacyjnej :
- na temat przebadanych wentylatorów,
- na temat badań elementów wentylatorów.
W procesie projektowania i konstruowania wentylator traktowany jest jako całość. Dzięki temu można ze sobą łączyć poszczególne elementy i oceniać ich wzajemny wpływ na siebie.
Schemat układu przepływowego wentylatora promieniowego.
Podstawowe oznaczenia kolektora spiralnego i koła wirnikowego.
A – rozwarcie spirali zbiorczej,
B – szerokość spirali zbiorczej,
C – szerokość okna wylotowego ze spirali zbiorczej,
fik – kąt języczka spirali zbiorczej.
D0 – średnica wlotowa wirnika,
D1 – średnica krawędzi wlotowych łopatek,
D2 – średnica zewnętrzna wirnika,
b1 – szerokość kanału przepływowego na wlocie do wirnika,
b2 – szerokość kanału przepływowego na wylocie z wirnika,
β1 – kąt wlotowy łopatki wirnika,
β2 – kąt wylotowy łopatki wirnika,
z – liczba łopatek,
g – grubość łopatki,
g – kąt nachylenia tarczy nakrywającej,
b0 – szerokość całkowita wirnika,
rw – promień wyoblenia tarczy nakrywającej.
