Cách tính toán thiết kế quạt ly tâm và quy trình thiết kế chuẩn

Việc tính toán tính toán thiết kế quạt ly tâm đúng cách không chỉ giúp tối ưu hiệu suất mà còn giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì. Để giúp bạn có thể hiểu rõ hơn bài viết dưới đây Quạt Phú Đạt Vượng sẽ chia sẻ cho bạn cách tính toán thiết kế quạt ly tâm chuẩn xác cùng quy trình thiết kế bài bản. Hãy cùng tham khảo bài viết nhé!

cach-tinh-toan-thiet-ke-quat-ly-tam-va-quy-trinh-thiet-ke-chuan-phudatvuong

Tại sao cần phải tính toán thiết kế quạt ly tâm?

Việc tính toán thiết kế quạt ly tâm chính xác đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất hoạt động của quạt, an toàn và tiết kiệm năng lượng. Dưới đây là một số lý do chính bạn có thể tham khảo qua:

  • Giúp hệ thống thông gió được vận hành hiệu quả.
  • Tính toán chuẩn xác còn giúp bạn lựa chọn được quạt có công suất phù hợp. Từ đó có thể tối ưu tối đa năng lượng, tiết kiệm chi phí vận hành.
  • Đảm bảo an toàn và độ bền cho hệ thống hoạt động ổn định. Nếu quạt hoạt động quá công suất sẽ gây ra hư tổn nặng thậm chí có thể gây tai nạn chính vì vậy phải cần đến việc tính toán để có thể lựa chọn quạt có công suất phù hợp với áp suất và lưu lượng để hệ thống vận hành ổn định.
  • Tính toán thiết kế quạt ly tâm hợp lý có thể đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật, cấu tạo quạt ly tâm.

tai-sao-can-phai-tinh-toan-thiet-ke-quat-ly-tam-phudatvuong

Với những lý do trên có thể thấy việc tính toán thiết kế quạt ly tâm là rất cần thiết.

Cách tính toán thiết kế quạt ly tâm

Cách tính toán thiết kế quạt hút ly tâm theo lý thuyết sẽ được tính như sau:

  • Momen xoay: T = m(R2Vθ2 – R1Vθ1)
  • Công suất: P = m(R2Vθ2 – R1Vθ1) x ω
  • Năng lượng (hay cột áp): h = U2Vθ2/g

cach-tinh-toan-thiet-ke-quat-ly-tam-phudatvuong

Trong đó:

  • T: Moment xoay (N. m)
  • P: Công suất quạt (W)
  • h: Năng lượng (J/kg)
  • m: Lưu lượng khối lượng không khí qua quạt (kg/s)
  • ω: Tốc độ quay của quạt (rad/s)
  • R1: Bán kính đầu vào cánh quạt (m)
  • R2: Bán kính đầu ra cánh quạt (m)
  • Vθ1: Vận tốc góc tại đầu vào cánh quạt (m/s)
  • Vθ2: Vận tốc góc tại đầu ra cánh quạt (m/s)
  • U2: Vận tốc tuyệt đối tại đầu ra cánh quạt (m/s)
  • g: Gia tốc trọng lực (m/s²)

Quy trình thiết kế quạt ly tâm

Dưới đây là quy trình 7 bước thiết kế quạt ly tâm đảm bảo được các tiêu chuẩn và các yêu cầu kỹ thuật:

Bước 1: Xác định yêu cầu kỹ thuật

Trước khi bắt tay vào thiết kế việc cần quan tâm đầu tiên đó chính là xác định yêu cầu kỹ thuật. Đây là một bước vô cùng quan trọng. Bạn cần phải tiến hành xem xét các yếu tố như lưu lượng khí cần thiết, áp suất mong muốn, hiệu suất hoạt động, kích thước lắp đặt, mức độ tiếng ồn cho phép, điều kiện môi trường làm việc và các yêu cầu đặc biệt khác.

Bước 2: Lựa chọn quạt phù hợp

Tiếp theo là dựa trên lưu lượng và cột áp theo yêu cầu tiến hành lựa chọn kiểu quạt ly tâm phù hợp. Được biết, quạt ly tâm hiện nay có rất nhiều loại bao gồm quạt hút hướng tâm, quạt ly tâm đa tầng, quạt ly tâm cánh nghiêng,… Và việc lựa chọn quạt ly tâm phù hợp sẽ giúp tối ưu hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và giúp hệ thống vận hành ổn định, an toàn.

quy-trinh-thiet-ke-quat-ly-tam-1-phudatvuong

Bước 3: Thiết kế cánh quạt

Để tối ưu hiệu suất khí động học của quạt cũng cần phải tiến hành thiết kế chi tiết cánh quạt. Chúng ta cần phải xác định số lượng, hình dạng, góc nghiêng, độ dày cánh,… Đồng thời sử dụng phần mềm mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics) để phân tích dòng chảy khí qua cánh quạt và điều chỉnh thiết kế cho phù hợp.

Bước 4: Thiết kế vỏ quạt

Bên cạnh cánh quạt bạn cũng cần chú trọng đến thiết kế vỏ quạt. Với thiết kế vỏ quạt bạn cần xác định hình dạng, kích thước, vật liệu của vỏ quạt để đảm bảo độ bền, khả năng chịu áp suất và hiệu quả dẫn khí. Ngoài ra còn phải thiết kế thêm các bộ phận phụ trợ của vỏ quạt như cửa hút, cửa thổi, cửa xả bụi,…

Bước 5: Thiết kế trục quạt

Trục quạt giống như “xương sống” của quạt, nó giúp cánh quạt quay. Khi thiết kế cánh quạt bạn cần xác định rõ kích thước, vật liệu, ổ đỡ của trục quạt để đảm bảo độ cứng cùng khả năng chịu tải và độ ồn thấp. Ngoài ra, các bộ phận nối giữa trục quạt, cánh quạt và động cơ cũng cần được lắp đặt chắc chắn.

quy-trinh-thiet-ke-quat-ly-tam-phudatvuong

Bước 6: Lựa chọn động cơ

Hệ thống truyền động là bộ phận trung gian giúp truyền lực từ động cơ đến trục quạt. Lựa chọn đúng loại truyền động như dây đai, khớp nối hay hộp số kết hợp với động cơ có công suất phù hợp sẽ góp phần tối ưu hiệu suất hoạt động của quạt.

Bước 7: Tính toán kích thước và đường kính quạt

Quá trình thiết kế quạt thường áp dụng các phần mềm mô phỏng để tính toán và phân tích thông số khí động học. Từ kết quả đó, thiết kế quạt được điều chỉnh linh hoạt nhằm nâng cao hiệu suất, hạn chế tiếng ồn và đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật.

Một số phần mềm hỗ trợ tối ưu hóa hiệu suất khi thiết kế quạt ly tâm

Tối ưu hóa hiệu suất quạt ly tâm là một quá trình đòi hỏi sự kết hợp hài hòa giữa lý thuyết và thực tiễn. Chính vì vậy việc ứng dụng phần mềm hỗ trợ có thể đem lại hiệu quả tốt hơn. Dưới đây là 3 giải pháp phổ biến được các kỹ sư áp dụng:

  • Phần mềm mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics): Giúp hình dung và mô phỏng dòng chảy của quạt. Từ đó có thể đánh giá được hiệu suất khí động học và xác định những khu vực cần cải thiện.
  • Phần mềm thiết kế CAD: Hỗ trợ thiết kế cánh quạt và vỏ quạt với độ chính xác cao, giảm thiểu những sai số trong quá trình sản xuất.
  • Thiết bị đo lường: Cung cấp dữ liệu thực tế về hiệu suất quạt được cung cấp nhằm đối chiếu với kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu quả cải tiến. Các thông số cần đo lường gồm có Lưu lượng khí, áp suất tĩnh, áp suất toàn phần, công suất tiêu thụ, hiệu suất,…

mot-so-phan-mem-ho-tro-toi-uu-hoa-hieu-suat-khi-thiet-ke-quat-ly-tam-phudatvuong

Trên đây là những thông tin về cách tính toán thiết kế quạt ly tâm và quy trình thiết kế Quạt Phú Đạt Vượng đã tổng hợp và chia sẻ cho bạn. Hy vọng với những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu hơn về thiết kế quạt ly tâm. Để tham khảo thêm nhiều tin tức liên quan khác hãy theo dõi chúng tôi thường xuyên nhé!

Xem thêm:
Cột áp quạt ly tâm

5.0 /5 (1 review)

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM