4. Ventilatoren zur Belüftung und für die Wettertechnik

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c2D c2u = u – ––––– (98) tg ß2 Wegen der Kontinuitätsbedingung • V c2D = ––––––––––– (99) π • (R 2 – ri 2 ) kann geschrieben werden Gesamtdruckerhöhung ∆p t ∆p t (V) wirklich ∆p WV(V) ∆p t (V) theoretisch ∆p RV (V) 8 ∆p WV ∆p RV ∆p WV ∆p RV (V) : Reibungsverlust der Ventilatorströmung ∆p WV(V) : Stoß- und Wirbelverlust im Ventilatorlaufrad w 2 β 2 u ∆p RV c 2 c 2u c 2D β 2 Volumenstrom V Bild 89: Theoretischer und wirklicher Kennlinienverlauf eines Axialventilators • V c2U = u – –––––––––––––––– (100) π • (R 2 – ri 2 ) • tg ß2 Mit Hilfe der Eulerschen Hauptgleichung der Turbomaschinen und unter der Voraussetzung achsparalleler Anströmung des Ventilatorlaufrades (c1u = 0) folgt daraus die theoretische Kennlinie eines Axialventilators: • V • ρ • u ∆pt = ρ • u 2 – –––––––––––––––– π • (R (101) 2 – ri 2 ) • tg ß2 Der Verlauf der theoretischen Kennlinie ist im Bild 89 dargestellt. Da ein Axialventilator nur in seinem Auslegepunkt die günstigsten Zu- und Abströmbedingungen aufweist, nehmen w 2
9 außerhalb dieses Auslegepunktes die Stoß- und Wirbelverluste im Laufrad zu, was zu einer Verminderung der theoretischen Gesamtdruckerhöhung ∆pt in Abhängigkeit vom jeweili- • gen Volumenstrom V führt. Gleichzeitig steigen mit zunehmendem Volumenstrom die Reibungsverluste der Ventilatorströmung. Diese Reibungsverluste führen zusätzlich zu einer Verminderung der theoretischen Gesamtdruckerhöhung ∆pt. • Daraus ergibt sich insgesamt ein wirklicher Kennlinienverlauf ∆pt = f (V), wie er im Bild 89 dargestellt ist. 4.3 Schaufelzahl Bei exakter Betrachtung der Stromfäden innerhalb eines Schaufelkanals wird man feststellen, dass die Strömung die durch die Schaufelkontur vorgesehene Umlenkung nicht vollständig mitmacht. Im Bereich der mittleren Stromfäden ergibt sich bei reibungsbehafteter Strömung eine geringere Umlenkung als in der Nähe der Schaufelkontur. Lediglich bei einer unendlich großen Schaufelzahl ergäbe sich ein Austrittswinkel der Laufradströmung entsprechend der einfachen Stromfadentheorie. Allerdings wächst die Reibung an den Schaufeln mit zunehmender Oberfläche. Das bedeutet, dass die Reibung sowohl mit der Länge „L“ des Schaufelprofils, als auch mit zunehmender Schaufelzahl ansteigt. Bezeichnet man den Abstand der einzelnen Schaufeln mit „t“, dann hat der Wirkungsgrad eines Ventilators bis zu einem Verhältnis L / t = 2 durchweg gute Werte. 4.4 Bauarten von Luttenventilatoren Sonderbewetterungsanlagen werden fast ausschließlich mit Axialventilatoren betrieben. Zum Antrieb der Ventilatoren dienen in den überwiegenden Fällen Asynchronmotoren. Es kommen aber auch solche Ventilatoren zum Einsatz, die mit einer Druckluftturbine angetrieben werden. Für besondere Einsatzbereiche stehen Kombiventilatoren zur Verfügung, die normalerweise elektrisch, bei Stromausfall mit Druckluft betrieben werden. Als Elektroventilatoren stehen ein-, zwei- oder vierstufige Bauarten sowie gegenläufige Axialventilatoren mit zwei Motorantrieben zur Verfügung. Elektroventilatoren bestehen aus einem Bild 90: Elektro-Luttenventilator mit verstellbaren Laufradschaufeln
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