nguyên lý quạt

Nguyên lý quạt trong thông gió mỏ mô tả cách năng lượng cơ của trục quay chuyển thành năng lượng của dòng không khí. Với quạt hướng trục, cánh tạo lực nâng theo phương trục, đẩy không khí đi thẳng; với quạt ly tâm, không khí vào tâm và rời quạt theo phương bán kính dưới tác dụng của lực ly tâm. Mỗi họ quạt có đường cong đặc trưng biểu diễn quan hệ lưu lượng – áp tĩnh – hiệu suất. Khi kết nối với mạng ống có tổng trở nhất định, giao điểm giữa đường cong quạt và đường cong hệ thống xác định điểm làm việc.

Để đạt hiệu quả, quạt phải làm việc trong vùng hiệu suất cao, có dự trữ áp tĩnh đủ để bù dao động tổng trở do phin bám bụi, mở thêm cửa gió hoặc thay đổi chế độ sản xuất. Bộ làm đều dòng ở cửa hút giúp trường dòng vào đều và song song, giảm tổn thất nhập. Ống khuếch tán xả biến động năng dư thành áp tĩnh, làm đường cong hệ thống “dễ tính” hơn và giảm ồn khí động. Hình học chuyển tiếp trơn, cút có bán kính đủ lớn và mối nối kín hạn chế tổn thất cục bộ, giúp quạt bám điểm làm việc ổn định.

Trong điều khiển, thay đổi tốc độ sẽ tịnh tiến đường cong quạt theo định luật đồng dạng: lưu lượng tỷ lệ với tốc độ, áp tĩnh tỷ lệ với bình phương, công suất tỷ lệ với lập phương. Vì vậy, điều khiển theo nhu cầu bằng biến tần mang lại lợi ích lớn khi tải giảm. Giữ áp tĩnh đặt tại các nhánh xa giúp phân phối lưu lượng công bằng, tránh cấp thừa gây lãng phí. Theo dõi rung, nhiệt ổ đỡ và chênh áp qua phin cung cấp thông tin thời gian thực về trạng thái khí động và cơ khí.

Việc hiểu rõ nguyên lý còn hỗ trợ chẩn đoán: lưu lượng giảm có thể do rò rỉ, tắc nghẽn hoặc lệch cánh; ồn tăng có thể do trường dòng xoáy, đồng tâm kém hoặc tốc độ vượt vùng tối ưu. Bằng cách kết hợp đường cong quạt, đường cong hệ thống và dữ liệu vận hành, kỹ sư có thể tối ưu lựa chọn, lắp đặt và vận hành để đạt chất lượng không khí, an toàn và tiết kiệm năng lượng.