Wiki ТНТУ - Внесок користувача [uk]

Вентилятори

2016-06-11T14:06:30Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.
Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==
Ефе́кт Коанда́ — фізичне явище, назване на честь румунського вченого Анрі Коанди (рум. Henri Coandă)[1] (французькою вимовою Коанда́, звідки і назва ефекту), котрий його виявив і яке полягає у тому, що струмінь рідини (газу), який витікає з сопла, прагне відхилитись у напрямку до стінки і за певних умов прилипає до неї.

[[Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif|center|300px|thumb| Ефект Коанда́ ]]

Цей ефект застосовують в кондиціонерах для створення ефекту прилипання струменя повітря до стелі для кращого циркулювання повітря в приміщенні.
З 1940 по 1970 американці експериментували із застосуванням ефекту Коанда в створенні літальних апаратів. Ефект Коанда застосовується в технології NOTAR[1]
З використанням ефекту Коанда для збільшення підйомної сили крила, за рахунок його обдування реактивним струменем від двигуна літака, було побудовано кілька проектів літаків. Такі, як американські експериментальні QSRA і досвідчений військово-транспортний Boeing YC-14, і радянські військово-транспортні літаки з укороченим зльотом і посадкою Ан-72 і Ан-74.

[[Файл:HK_Causeway_Bay_SOGO_East_Point_Centre_display_good_Electric_fans_without_blades_Aug-2012.jpg|center|300px|thumb| Вентилятори конструкції Джеймса Дайсона ]]

Джеймс Дайсон з його інженерами, коли створювали сушарку для рук, звернули увагу, що дуже багато повітря засмоктується в отвір для рук. Вони спантеличені і створили вентилятор без зовнішнього гвинта. Потік повітря 20 літрів в секунду зі швидкістю 88 км / год виходить з вузької щілини 1.3 мм. Він захоплює зовнішнє повітря, в 15 разів перевершуючи за обсягом і викидається через щілину, і гальмує до 35 км / год. І все це забезпечується 40-ватним електромотором!

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

Отже, ефект Коанда часто у винахідницькій практиці використовується для засмоктування додаткової маси повітря не через вентилятор, а залученням швидкісного потоку. Це вважається більш ефективним.

[[Файл:Air-multiplier.jpg|center|300px|thumb| ]]

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список використаної літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.

2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.

3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.

4.Day & McNeil (1996), 210.

5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.

6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.

7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).

8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.

9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.

10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.

11.Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.

12.ASME PTC 11 - Fans.

13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445.

14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones.

15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques.

Вентилятори

2016-06-11T13:58:04Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==
Ефе́кт Коанда́ — фізичне явище, назване на честь румунського вченого Анрі Коанди (рум. Henri Coandă)[1] (французькою вимовою Коанда́, звідки і назва ефекту), котрий його виявив і яке полягає у тому, що струмінь рідини (газу), який витікає з сопла, прагне відхилитись у напрямку до стінки і за певних умов прилипає до неї.

[[Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif|center|300px|thumb| Ефект Коанда́ ]]

Цей ефект застосовують в кондиціонерах для створення ефекту прилипання струменя повітря до стелі для кращого циркулювання повітря в приміщенні.
З 1940 по 1970 американці експериментували із застосуванням ефекту Коанда в створенні літальних апаратів. Ефект Коанда застосовується в технології NOTAR[1]
З використанням ефекту Коанда для збільшення підйомної сили крила, за рахунок його обдування реактивним струменем від двигуна літака, було побудовано кілька проектів літаків. Такі, як американські експериментальні QSRA і досвідчений військово-транспортний Boeing YC-14, і радянські військово-транспортні літаки з укороченим зльотом і посадкою Ан-72 і Ан-74.

[[Файл:HK_Causeway_Bay_SOGO_East_Point_Centre_display_good_Electric_fans_without_blades_Aug-2012.jpg|center|300px|thumb| Вентилятори конструкції Джеймса Дайсона ]]

Джеймс Дайсон з його інженерами, коли створювали сушарку для рук, звернули увагу, що дуже багато повітря засмоктується в отвір для рук. Вони спантеличені і створили вентилятор без зовнішнього гвинта. Потік повітря 20 літрів в секунду зі швидкістю 88 км / год виходить з вузької щілини 1.3 мм. Він захоплює зовнішнє повітря, в 15 разів перевершуючи за обсягом і викидається через щілину, і гальмує до 35 км / год. І все це забезпечується 40-ватним електромотором!

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

Отже, ефект Коанда часто у винахідницькій практиці використовується для засмоктування додаткової маси повітря не через вентилятор, а залученням швидкісного потоку. Це вважається більш ефективним.

[[Файл:Air-multiplier.jpg|center|300px|thumb| ]]

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список використаної літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.

2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.

3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.

4.Day & McNeil (1996), 210.

5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.

6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.

7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).

8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.

9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.

10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.

11.Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.

12.ASME PTC 11 - Fans.

13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445.

14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones.

15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques.

Вентилятори

2016-06-11T12:44:01Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==
Ефе́кт Коанда́ — фізичне явище, назване на честь румунського вченого Анрі Коанди (рум. Henri Coandă)[1] (французькою вимовою Коанда́, звідки і назва ефекту), котрий його виявив і яке полягає у тому, що струмінь рідини (газу), який витікає з сопла, прагне відхилитись у напрямку до стінки і за певних умов прилипає до неї.

[[Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif|center|300px|thumb| Ефект Коанда́ ]]

Цей ефект застосовують в кондиціонерах для створення ефекту прилипання струменя повітря до стелі для кращого циркулювання повітря в приміщенні.
З 1940 по 1970 американці експериментували із застосуванням ефекту Коанда в створенні літальних апаратів. Ефект Коанда застосовується в технології NOTAR[1]
З використанням ефекту Коанда для збільшення підйомної сили крила, за рахунок його обдування реактивним струменем від двигуна літака, було побудовано кілька проектів літаків. Такі, як американські експериментальні QSRA і досвідчений військово-транспортний Boeing YC-14, і радянські військово-транспортні літаки з укороченим зльотом і посадкою Ан-72 і Ан-74.

[[Файл:HK_Causeway_Bay_SOGO_East_Point_Centre_display_good_Electric_fans_without_blades_Aug-2012.jpg|center|300px|thumb| Вентилятори конструкції Джеймса Дайсона ]]

Джеймс Дайсон з його інженерами, коли створювали сушарку для рук, звернули увагу, що дуже багато повітря засмоктується в отвір для рук. Вони спантеличені і створили вентилятор без зовнішнього гвинта. Потік повітря 20 літрів в секунду зі швидкістю 88 км / год виходить з вузької щілини 1.3 мм. Він захоплює зовнішнє повітря, в 15 разів перевершуючи за обсягом і викидається через щілину, і гальмує до 35 км / год. І все це забезпечується 40-ватним електромотором!

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

Отже, ефект Коанда часто у винахідницькій практиці використовується для засмоктування додаткової маси повітря не через вентилятор, а залученням швидкісного потоку. Це вважається більш ефективним.

[[Файл:Air-multiplier.jpg|center|300px|thumb| ]]

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.

2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.

3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.

4.Day & McNeil (1996), 210.

5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.

6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.

7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).

8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.

9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.

10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.

11.Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.

12.ASME PTC 11 - Fans.

13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445.

14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones.

15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques.

Вентилятори

2016-06-11T12:41:19Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==
Ефе́кт Коанда́ — фізичне явище, назване на честь румунського вченого Анрі Коанди (рум. Henri Coandă)[1] (французькою вимовою Коанда́, звідки і назва ефекту), котрий його виявив і яке полягає у тому, що струмінь рідини (газу), який витікає з сопла, прагне відхилитись у напрямку до стінки і за певних умов прилипає до неї.

[[Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif|center|300px|thumb| Ефект Коанда́ ]]

Цей ефект застосовують в кондиціонерах для створення ефекту прилипання струменя повітря до стелі для кращого циркулювання повітря в приміщенні.
З 1940 по 1970 американці експериментували із застосуванням ефекту Коанда в створенні літальних апаратів. Ефект Коанда застосовується в технології NOTAR[1]
З використанням ефекту Коанда для збільшення підйомної сили крила, за рахунок його обдування реактивним струменем від двигуна літака, було побудовано кілька проектів літаків. Такі, як американські експериментальні QSRA і досвідчений військово-транспортний Boeing YC-14, і радянські військово-транспортні літаки з укороченим зльотом і посадкою Ан-72 і Ан-74.

[[Файл:HK_Causeway_Bay_SOGO_East_Point_Centre_display_good_Electric_fans_without_blades_Aug-2012.jpg|center|300px|thumb| Вентилятори конструкції Джеймса Дайсона ]]

Джеймс Дайсон з його інженерами, коли створювали сушарку для рук, звернули увагу, що дуже багато повітря засмоктується в отвір для рук. Вони спантеличені і створили вентилятор без зовнішнього гвинта. Потік повітря 20 літрів в секунду зі швидкістю 88 км / год виходить з вузької щілини 1.3 мм. Він захоплює зовнішнє повітря, в 15 разів перевершуючи за обсягом і викидається через щілину, і гальмує до 35 км / год. І все це забезпечується 40-ватним електромотором!

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

Отже, ефект Коанда часто у винахідницькій практиці використовується для засмоктування додаткової маси повітря не через вентилятор, а залученням швидкісного потоку. Це вважається більш ефективним.

[[Файл:Air-multiplier.jpg|center|300px|thumb| ]]

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.

2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.

3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.

4.Day & McNeil (1996), 210.

5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.

6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.

7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).

8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.

9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.

10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.

11.[1] Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.

12.ASME PTC 11 - Fans.

13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445.

14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones.

15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques.

Вентилятори

2016-06-11T12:39:14Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==
Ефе́кт Коанда́ — фізичне явище, назване на честь румунського вченого Анрі Коанди (рум. Henri Coandă)[1] (французькою вимовою Коанда́, звідки і назва ефекту), котрий його виявив і яке полягає у тому, що струмінь рідини (газу), який витікає з сопла, прагне відхилитись у напрямку до стінки і за певних умов прилипає до неї.

[[Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif|center|300px|thumb| Ефект Коанда́ ]]

Цей ефект застосовують в кондиціонерах для створення ефекту прилипання струменя повітря до стелі для кращого циркулювання повітря в приміщенні.
З 1940 по 1970 американці експериментували із застосуванням ефекту Коанда в створенні літальних апаратів. Ефект Коанда застосовується в технології NOTAR[1]
З використанням ефекту Коанда для збільшення підйомної сили крила, за рахунок його обдування реактивним струменем від двигуна літака, було побудовано кілька проектів літаків. Такі, як американські експериментальні QSRA і досвідчений військово-транспортний Boeing YC-14, і радянські військово-транспортні літаки з укороченим зльотом і посадкою Ан-72 і Ан-74.

[[Файл:HK_Causeway_Bay_SOGO_East_Point_Centre_display_good_Electric_fans_without_blades_Aug-2012.jpg|center|300px|thumb| Вентилятори конструкції Джеймса Дайсона ]]

Джеймс Дайсон з його інженерами, коли створювали сушарку для рук, звернули увагу, що дуже багато повітря засмоктується в отвір для рук. Вони спантеличені і створили вентилятор без зовнішнього гвинта. Потік повітря 20 літрів в секунду зі швидкістю 88 км / год виходить з вузької щілини 1.3 мм. Він захоплює зовнішнє повітря, в 15 разів перевершуючи за обсягом і викидається через щілину, і гальмує до 35 км / год. І все це забезпечується 40-ватним електромотором!

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

Отже, ефект Коанда часто у винахідницькій практиці використовується для засмоктування додаткової маси повітря не через вентилятор, а залученням швидкісного потоку. Це вважається більш ефективним.

[[Файл:Air-multiplier.jpg|center|300px|thumb| ]]

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.
2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.
3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.
4.Day & McNeil (1996), 210.
5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.
6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.
7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).
8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.
9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.
10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.
11.[1] Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.
12.ASME PTC 11 - Fans.
13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445
14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones
15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques

Файл:HK Causeway Bay SOGO East Point Centre display good Electric fans without blades Aug-2012.jpg

2016-06-11T12:32:39Z

Nazarzaeq:

Файл:Venturi-and-Coaапапnda-effect-2.gif

2016-06-11T12:26:05Z

Nazarzaeq:

Вентилятори

2016-06-11T12:19:59Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

1.The Free Dictionary By Farlex. Retrieved 2012-05-19.
2."Fan". Britannica. Retrieved 2012-05-19.
3.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 99, 134, 151, 233.
4.Day & McNeil (1996), 210.
5.Needham, Volume 4, Part 2, 154.
6."A Short History of Mechanical Fans". The Worshipful Company of Fan Makers. Archived from the original on December 4, 2013.
7.Robert Bruegmann. "Central Heating and Ventilation:Origins and Effects on Architectural Design" (PDF).
8.Cory, William (2010). Fans and Ventilation: A practical guide. Elsevier.
9."B. A. C. (Before Air Conditioning)" (PDF). New Orleans Bar Association.
10.Fancollectors.org - A Brief History of Fans Information Provided by Steve Cunningham - retrieved July 5, 2010.
11.[1] Information provided by Dianna Huff - retrieved May 18, 2011.
12.ASME PTC 11 - Fans.
13.Paul Mortier. Fan or Blowing apparatus. US Pat. No. 507,445
14.Dyson Air Multiplier Review: Making a $300 Fan Takes Cojones
15.UK Health and Safetey Executive: Top 10 noise control techniques

Вентилятори

2016-06-09T17:22:39Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|300px|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|300px |thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|300px|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|300px|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|300px|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|300px|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|300px|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|300px|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|300px|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|300px|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|300px|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|300px|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|300px|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|300px|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_fan

Вентилятори

2016-06-09T17:12:50Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_fan

Вентилятори

2016-06-09T17:11:50Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_fan

Вентилятори

2016-06-09T17:07:19Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).

[[Файл:3333333333.png|center|thumb| ]]

З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.

[[Файл:4444444444444.jpg|center|thumb|HVLS вентилятора ]]

У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном.

[[Файл:5555555555555555.jpg|center|thumb| Вентилятор що охолоджує радіатор автомобіля ]]

Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

[[Файл:666666666666666.jpg|center|thumb| Вентилятор з лампою ]]

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.

[[Файл:777777777777.jpg|center|thumb| ]]

- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.

[[Файл:88888888888888.gif|center|thumb| ]]

Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

[[Файл:99999999999999.png|center|thumb| Поперечний переріз вентилятора з поперечним потоком ]]

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

[[Файл:22222222210.png|center|thumb| Вентилятор перехресної течії ]]

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

[[Файл:1111111111111111111.png|center|thumb| Схема дії міхів односторонньої дії ]]

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

[[Файл:1222222222222222.JPG|center|thumb| Охолоджене повітря циркулює через їжу через темну щілину що розміщена в задній частині морозильної камери, а через іншу решітку, якої не видно повертається назад. ]]

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Методи приводу вентилятора =

[[Файл:12222222222223.JPG|center|thumb| Системи опалення та охолодження зазвичай використовують вентилятор, що приводиться в рух ременем від окремого електродвигуна ]]

Автономні вентилятори, як правило , живиться від електродвигунів , часто кріпитися безпосередньо до валу двигуна без передач або ременів. Для великих промислових вентиляторів, зазвичай використовуються трифазні асинхронні двигуни. Менші вентилятори часто живляться від полюсних двигунів змінного струму , або двигунів постійного струму . Вентилятори що використовуються для охолодження комп'ютерної техніки завжди використовують безщіткові двигуни постійного струму, які генерують набагато менше електромагнітних завад , ніж інші типи. В моторних транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння вентилятор з'єднаний з приводним валом безпосередньо або через ремінь і шківи.

[[Файл:14444444444.jpg|center|thumb| Двигуни внутрішнього згоряння іноді використовують вентилятор охолодження двигуна що знаходиться безпосередньо на колінвалі, або може використовувати окремий електродвигун. ]]

Там , де електрична енергія або обертові частини не доступні, вентилятори можуть приводитись в рух іншими методами. За допомогою газів високого тиску , рідини під високим тиском , які можу забезпечити обертальний рух для вентилятора. Також може живити вентилятор річки , що протікають, використовуючи водяне колесо і набір передач або шківів.

[[Файл:1555555555555.jpg|center|thumb| Великі електродвигуни можуть мати охолоджуючий вентилятор або на задній панелі або всередині корпусу. (Показана чорним кольором задня кришка знята.) ]]

= Список літератури =

https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_fan

Файл:1555555555555.jpg

2016-06-09T17:06:24Z

Nazarzaeq:

Файл:14444444444.jpg

2016-06-09T17:06:00Z

Nazarzaeq:

Файл:12222222222223.JPG

2016-06-09T17:04:03Z

Nazarzaeq:

Файл:1222222222222222.JPG

2016-06-09T16:44:17Z

Nazarzaeq:

Файл:1111111111111111111.png

2016-06-09T16:42:55Z

Nazarzaeq:

Файл:22222222210.png

2016-06-09T16:41:23Z

Nazarzaeq:

Файл:99999999999999.png

2016-06-09T16:41:02Z

Nazarzaeq:

Файл:88888888888888.gif

2016-06-09T16:37:35Z

Nazarzaeq:

Файл:777777777777.jpg

2016-06-09T16:36:49Z

Nazarzaeq:

Файл:666666666666666.jpg

2016-06-09T16:34:45Z

Nazarzaeq:

Файл:5555555555555555.jpg

2016-06-09T16:33:24Z

Nazarzaeq:

Файл:4444444444444.jpg

2016-06-09T16:30:54Z

Nazarzaeq:

Файл:3333333333.png

2016-06-09T16:29:25Z

Nazarzaeq:

Вентилятори

2016-06-09T16:28:09Z

Nazarzaeq:

'''Вентилятор''' — пристрій для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря, газів або сумішей їх з дрібними частинками.
У промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщення, підтримання (створення) рудникової (шахтної) атмосфери, очищення повітря в приміщеннях та на шахтах і застійних зонах кар'єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) в технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.

[[Файл:111111111111111.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор з лопастями гребного типу ]]

Вентилятор це пристрій, що використовується для створення потоку в речовині. В основному в газі на подобі повітря. Вентилятор складається з розташованих по колу лопастей, що діють на речовину. Зазвичай лопасті містяться в різних типах корпусів. За допомогою них направляється потік повітря, а також підвищує безпеку, запобігаючи попаданню об'єктів між лопасті вентилятора. Більшість вентиляторів живляться від електродвигунів, але можна використовувати й інші джерела живлення, як наприклад гідродвигуни, або двигуни внутрішнього згорання. Вентилятори виробляють потоки з великим об'ємом і низьким тиском (проте з тиском вищим за тиск зовнішнього середовища), на відміну від компресорів, котрі виробляють високі тиски з порівняно низьким об'ємом.
Типові області застосування вентиляторів включають в себе клімат-контроль і особистий тепловий контроль (наприклад настільний, чи підлоговий вентилятор), охолодження системи авто, вентиляції, витягу диму, видалення пилу (наприклад в пилососах), висушення (в основному в поєднанні з пилом) і забезпечення тяги для вогню. Хоча вентилятори частіше за все використовуються для охолодження тіла людини, вони не охолоджують повітря (навіть навпаки, вентилятори його нагрівають в зв'язку з нагріванням під час роботи двигуна) але у зв'язку з випарним охолодженням поту і підвищеної теплової конвекції в навколишнє повітря через повітряні потоки з вентилятора. Таким чином, вони стають неефективними для охолодження тіла якщо оточуюче повітря приблизно = температурі людини (37 градусів) з високим вмістом вологості.

[[Файл:2222222222.jpg|center|thumb|Побутовий електричний вентилятор на підлогу ]]

= Етимологія =

Слово вентилятор походить з середньовічної англійської - winnowing fan, з стародавньої англійської fann і з латинської vannus.

= Історія =

Опахало використовувалось в якості примітивного вентилятора в Індії ще в 500 роках до н.е. Це був ручний пристрій, зроблений з бамбукових смужок, або інших волокон рослин, що застосовувалось для направлення потоку повітря. Під час Британського правління, слово вентилятор почали використовувати Англо-індійці, маючи на увазі великий хитний плоский вентилятор, прикріплений до стелі і котрий тягне слуга, що називалось punkawallah (панкавалла).
З метою кондиціонування повітря, ремісник династії Хан і інженер Дінь Хуан (180р. н.е.) винайшов керований вручну роторний вентилятор з сімома колесами, що сягали трьох метрів в діаметрі. В восьмому столітті під час правління династії Тань (618-907) китайці додали гідравлічну силу для обертання коліс вентилятора, що приводило до кондиціювання повітря, в той час як роторні вентилятори стали відомими під час династії Сонь (960–1279) У 17-му столітті, досліди таких вчених як Отто фон Геріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, встановили основні принципи вакууму і повітряного потоку. Англійський архітектор сер Крістофер Рен застосував ранню систему вентиляції в палатах парламенту, які використовували міхи для циркуляції повітря. Конструкція Рена була інноваційною.
Перший роторний вентилятор використовувався в Європі для вентиляції шахт в 16-м столітті, що було показано Георгом Агріколою (1494-1555)
Джон Теофіл Дезагулье, британський інженер, продемонстрував успішне використання системи вентилятора, для витягу застояного повітря з вугільних шахт в 1727 році і незабаром після цього він встановив аналогічний апарат в парламенті. Хороша вентиляція особливо важлива в вугільних шахтах, щоб зменшити кількість загиблих від задухи. Інженер Джон Смітон, а потім Джон Баддл, встановили зворотно-поступальний рух повітряних насосів в шахтах на півночі Англії. Проте, цей пристрій не був ідеальним, оскільки механізм був схильний до руйнування.

== Парові вентилятори ==

З появою практичної парової тяги, вентилятори, нарешті, можна було б використовувати для вентиляції. Девід Босвелл Рід, шотландський лікар, встановив чотири парові вентилятори на стелі лікарні Святого Георгія в Ліверпулі, так що тиск повітря, що створюється вентиляторами повинен поступати вгору і через отвори в стелі попадати в палати. У 1849 році паровий вентилятор з радіусом 6 метрів розроблений Вільямом Брантон, був введений в експлуатацію в Gelly Gaer Colliery Південного Уельсу. Модель була виставлена на Великий виставці 1851р.

== Електричні вентилятори ==

Між 1882 і 1886 роках, в Новому Орлеані, житель Лос Анджелеса Шайлер Скатс Уілер винайшов вентилятор, що живиться від електрики. Він комерційно продавався американською фірмою Crocker & Curtis, компанією електро-двигунів. У 1882 році Філіп Діль представив електричний стельовий вентилятор. У цей напружений період інновацій, вентилятори, що живились від алкоголю, масла або гасу були поширені на рубежі 20-го століття.
У 1909 році КДК вперше поступили у масове виробництво електричні вентилятори для домашнього використання. У 1920-ті роки, промислові успіхи дозволили вентиляторам випускатись серійно в різних формах, в результаті чого ціни на них знизились, що дозволило більшості людей дозволити собі їх. У 1930-ті роки, був розроблений перший вентилятор арт-деко («swan fan»). До 1950 року вентилятори виробляли різнокольоровими.
Випуск кондиціонерів повітря в 1960-х роках спричинило припинення виготовлення вентиляторів від багатьох компаній Але в 1970-ті роки, зі зростанням обізнаності про вартість електроенергії і кількості енергії, що використовується для обігріву і охолодження будинків, стельові вентилятори виконані в вікторіанському стилі, знову стали популярні як для економії енергії, так і для декорації.
У 1998 році Уолтер К. Бойд винайшов стельовий вентилятор HVLS. Це був вентилятор, що повільно переміщався з діаметром лопастей вісім футів. Завдяки свому розміру, вентилятор охоплював великий стовп повітря і безперервно змішував свіже повітря з несвіжим всередині. Вони використовуються в багатьох промислових і сільськогосподарських установок, завдяки їх енергетичній ефективності.

= Типи вентиляторів =

== Вентилятори з обертовими лопастями ==

Вентилятори з обертовими лопастями виготовляються в широкому діапазоні конструкцій. Вони можуть використовуватися на підлозі, столі, парті, або звисаючими зі стелі. Вони також можуть бути вбудовані в вікно, стіни, дах, камін і т.д. Більшість електронних систем, наприклад, комп'ютери включають в себе вентилятори для охолодження схем всередині, так само і прилади, як фени чи переносні обігрівачі. Вони також використовуються для переміщення повітря в системах кондиціонування повітря, а також в автомобільних двигунах, де вони приводяться в рух ременями або прямим двигуном. Вентилятори, що використовуються для охолодження поверхні тіла створюють прохолодний вітер за рахунок збільшення коефіцієнта теплопередачі, але не знижують температуру безпосередньо. Вентилятори, що використовуються для охолодження електричного обладнання, або в двигунах чи інших апаратах, охолоджують обладнання напряму, виштовхуючи гаряче повітря в холодніше середовище за межами апарату. Існують три основні типи вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря, осьові, відцентрові (також називають радіальними) і поперечними потоками (також називають тангенціальними). Американське товариство інженерів-механіків Performance Testing Code 11 (PTC) проводять тести на вентиляторах, , в тому числі відцентрових, осьових і змішаних потоків.

== Осьові вентилятори ==

Осьові вентилятори мають лопаті, які змушують повітря переміщатися паралельно валу, по якому лопаті обертаються. Цей тип вентилятора використовується в широкому спектрі, починаючи від невеликих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в аеродинамічних трубах. Осьові вентилятори застосовуються для кондиціонування повітря і виробничих процесів. Стандартні осьові вентилятори мають діаметр від 300-400 мм або 1800 до 2000 мм і працюють під тиском до 800 Па. Приклади осьових вентиляторів:
-настільні вентилятори: основні елементи типового настільного вентилятора включають: лопаті вентилятора, підставу, якір, статор і підводящі провідники, корпус для двигуна, кожуху для лопастей та редуктора.
-стельові вентилятори: вентилятор підвішений до стелі кімнати називається стельовим вентилятором. Стельові вентилятори можуть бути встановлені в житлових і промислових приміщеннях.
- в автомобілях, механічний вентилятор забезпечує охолодження двигуна і запобігає від перегріву шляхом продувки або всмоктування повітря через радіатор заповнений охолоджувальною рідиною. Його може приводити в рух ремінь і шків від колінчастого вала двигуна або електричний двигун, що вмикається і вимикається з допомогою термодавача.
- комп'ютерний охолоджуючий вентилятор для охолодження електричних компонентів.
- вентилятор зі змінним кроком використовується там, де потрібен точний контроль статичного тиску в каналах поставок. Лопаті виконані з можливістю обертатися на платформі управління кроку ступиці. Колесо вентилятора буде обертатися з постійною швидкістю. Оскільки втулка переміщається в напрямку ротора, лопаті збільшують радіус охоплення і в результаті зростає потік.

== Відцентрові вентилятори ==

Відцентро́вий вентиля́тор (англ. centrifugal fan) — обертальна лопатева машина, яка за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні, збільшує питому енергію повітря або інших газів, викликає безперервний їх потік при відносному максимальному стисненні, що не перевершує 1,3. Використовується для переміщення не агресивних газоподібних середовищ з температурою не вище від 80°С, які містять липкі, волокнисті а також пилоподібні речовини за концентрацій не вище від 100 г/м³. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розміщенням пасової передачі в робочій камері вентилятора переміщуване середовище повинно мати температуру не вищу за 60°С.
Відцентровий вентилятор являє собою розміщене в спіральному корпусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір попадає в канали між лопатками колеса та під дією відцентрової сили переміщується цими каналами, збирається спеціальним кожухом і спрямовується в його випускний патрубок. Відцентрові вентилятори складаються з трьох основних частин — колесо з лопатками (ротор турбіна), спіральний корпус та станина з валом та підшипниками.

== Вентилятори перехресної течії ==

Іноді їх називають трубчастими вентиляторами, запатентовані в 1893 році Полом Мортьє і широко використовується в промисловості HVAC. Вентилятори, як правило, мають велику довжину відносно діаметру, так що потік приблизно залишається двовимірним далеко від кінців. Вентилятори перехресної течії використовує робоче колесо із заломленими вперед лопатками, які розміщені в корпусі, що складається із задньої стінки і вихрової стінки. На відміну від радіальних машин, основний потік рухається в поперечному напрямку через робоче колесо, проходячи через лопаті двічі. Потік всередині вентилятора з поперечним потоком може бути розбитий на три окремих частини. Вихрова область поблизу розряду вентилятора, називається ексцентричним виходом, проточна область і область обертання розміщена навпроти. Обидві області є розсіюючими і в результаті, тільки частина робочого колеса надає корисну роботу по потоку. Свою популярність вентилятори перехресної течії здобули завдяки їх компактності, форми, безшумності і здатності забезпечити високий коефіцієнт тиску. Одне явище слід відмітити стосовно цього типу вентиляторів, при оборотах лопастей, наявні зміни кута падіння повітря. Це випливає в те, що в певних положеннях лопаті діють як компресори (підвищення тиску), а в інших як турбіни (зниження тиску).

= Незвичайні типи вентиляторів =

== Міхи ==

Міхи можуть використовуватись для переміщення повітря, хоча, не вважаються вентиляторами. Міхи ручної дії являє собою, по суті, мішок з насадкою і ручками, які можуть бути заповнені повітрям одним рухом і можуть випустити повітря іншим. Сторони поверхонь з'єднані гнучким і повітряно-стійким матеріалом, пакет є герметичний всюди окрім сопла. Розділення ручок розширює мішок, котрий наповняється повітрям, стиснення їх - виштовхує його.

== Ефект Коанда ==

Вентилятори Dyson Air Multiplier і вентилятори серії Imperial C2000, не мають відкритих лопатей вентилятора або інших видимих рухомих частин, за винятком їх голови що коливається і повертається. Повітряний потік генерується з використанням ефекту Коанда, невелика кількість повітря від високо-тискового лопастного вентилятора, що міститься в основі, а не виставлений назовні призводить в рух велику масу повітря через область низького тиску, створюваного несучою поверхнею. Повітряні завіси і повітряні двері також використовують цей ефект, щоб допомогти зберегти тепле або холодне повітря всередині певної ділянки. Повітряні завіси зазвичай використовуються в морозильних камерах, у вітринах з овочами і т.д. щоб допомогти зберегти холодне повітря з використанням пластинчастого повітряного потоку, поширеного через отвір дисплея, як правило, що генерується за допомогою вентилятора в підставі.

== Конвективні ==

Відмінності в температурі повітря впливають на щільність повітря і може бути використано, щоб викликати циркуляцію повітря через просте нагрівання або охолодження повітряної маси. Цей ефект є настільки тонким і працює при таких низьких тисках повітря, що він, схоже, не підпадає під визначення технології вентилятора. Проте, до розробки електроенергії, конвективний потік повітря був основним методом індукції повітряного потоку в житлових приміщеннях. Старомодні нафтові і вугілляні печі були не електричними і працювали просто за принципом конвекції для переміщення теплого повітря. Повітроводи великого обсягу були нахилені вгору від верхньої частини печі до підлогових і настінних вентиляційних решіток над піччю. Холодне повітря поверталось через подібні великі протоки, що вели до нижньої частини печі. Старі будинки часто мали вентиляційні решітки, що вели від стелі нижнього рівня до підлоги верхнього рівня, щоб дозволити конвектованому потіку повітря повільно підніматися вгору приміщення з одного поверху на інший.

== Електростатичні ==

Електростатичний рідинний прискорювач виштовхує потік повітря за рахунок індукції руху в повітрі заряджених частинок. Електричне поле високої напруги (зазвичай від 25000 до 50000 вольт), утворене між відкритими зарядженими анодними і катодними поверхонь здатний індукувати потік повітря через іонний вітер. Тиск повітряного потоку, як правило, дуже малий, але обсяг повітря може бути великим. Проте, досить високий потенціал напруги може також привести до утворення озону і оксидів азоту, які є хімічно активними і подразнюють слизові оболонки.

= Список літератури =

https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_fan

Файл:2222222222.jpg

2016-06-09T16:25:41Z

Nazarzaeq:

Файл:111111111111111.jpg

2016-06-09T16:22:36Z

Nazarzaeq:

Вентилятори

2016-06-09T15:52:37Z

Nazarzaeq:

Обговорення:Вентилятори

2016-06-05T18:28:38Z

Nazarzaeq:

Коленченко В.О. КА31

05.06.2016 Іванишин Назар Ігорович

Обговорення:Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-26T20:53:46Z

Nazarzaeq:

Група КТс-31
Іванишин Н.І.

Обговорення:Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-26T20:53:00Z

Nazarzaeq: Створена сторінка: Група КТс-31

Група КТс-31

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T17:55:39Z

Nazarzaeq:

'''Турбонагнітач''' (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

[[Файл:Малюнок_0.jpg|400px|thumb|center|Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.]]

== Історія ==

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

[[Файл:Малюнок_1.jpg|400px|thumb|center|Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).]]

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів.
Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

[[Файл:Малюнок_2.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.]]

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря.
Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.

[[Файл:Малюнок_3.jpg|400px|thumb|center|]]

Ідея розумного швейцарця проста, як все геніальне. Як від вітру обертаються крила млина, також і відпрацьовані гази крутять колесо з лопатками. Різниця тільки в тому, що колесо це дуже маленьке, а лопаток дуже багато. Колесо з лопатками називається ротором турбіни і посаджено на один вал з колесом компресора. Так що умовно турбонагнітач можна розділити на дві частини - ротор і компресор. Ротор отримує обертання від вихлопних газів, а з'єднаний з ним компресор, працюючи в якості «вентилятора», нагнітає додаткове повітря в циліндри. Вся ця конструкція і називається турбокомпресор (від латинських слів turbo - вихор і compressio - стиснення) або турбонагнітач.

[[Файл:Малюнок_4вм.jpg|400px|thumb|center|Аналог турбонаддуву - приводний нагнітач - жорстко пов'язаний з двигуном і витрачає на свою роботу частина його потужності.]]

У турбодвигун повітря, яке потрапляє в циліндри, часто доводиться додатково охолоджувати - тоді його тиск можна буде зробити вище, загнавши в циліндр більше кисню. Адже стиснути холодне повітря (вже в циліндрі ДВС) легше, ніж гаряче.
Повітря, що проходить через турбіну, нагрівається від стиснення, а також від деталей турбонаддуву, розігрітого вихлопними газами. Повітря що подається двигун за допомогою так званого інтеркулера (проміжного охолоджувача). Це радіатор, встановлений на шляху повітря від компресора до циліндрів мотора. Проходячи через нього повітря, віддає своє тепло інтеркулеру, а він віддає своє тепло атмосфері. А холодне повітря більш щільне - значить, його можна загнати в циліндр ще більше.

[[Файл:Малюнок_5.jpg|400px|thumb|center|Так виглядає інтеркулер.]]

Чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить у циліндри, тим вища потужність. Ефективність цього рішення в порівнянні, наприклад, з приводним нагнітачем в тому, що на «самообслуговування» наддуву витрачається зовсім небагато енергії двигуна - всього 1,5%. Крім того, витрачена на стиснення повітря дармова енергія підвищує ККД двигуна. Та й можливість зняти з меншого робочого об'єму велику потужність означає менші втрати на тертя, меншу вагу двигуна (і машини в цілому). Все це робить автомобілі з турбонаддувом більш економічними в порівнянні з їх атмосферними побратимами рівної потужності.

== Основні недоліки турбіни ==

По-перше, швидкість обертання турбіни може досягати 200 000 оборотів в хвилину, по-друге, температура розпечених газів досягає 1 000 ° C, внаслідок цього виникає проблема що полягає в тому що зробити турбонаддув, який зможе витримати такі не слабкі навантаження тривалий час, вельми дорого і непросто.

[[Файл:МАЛЮНОК_7.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази нагрівають випускну систему, і турбонаддув до дуже високих температур.]]

З цих причин турбонаддув отримав широке поширення тільки під час Другої світової війни, та й то тільки в авіації. У 50-х роках американська компанія Caterpillar зуміла пристосувати його до своїх тракторів, а умільці з Cummins сконструювали перший турбодизелі для своїх вантажівок. На серійних легкових машинах турбомотори з'явилися пізніше. Сталося це в 1962 році, коли майже одночасно побачили світ Oldsmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza.
Але складність і дорожнеча конструкції - не єдині недоліки. Справа в тому, що ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах вихлопних газів є недостатньо, ротор розкручується слабо, і компресор майже не надуває в циліндри додаткового повітря. Тому до трьох тисяч обертів на хвилину мотор зовсім не тягне, і тільки потім, тисяч після чотирьох-п'яти, «вистрілює». Ця ложка дьогтю називається “турбояма”. Причому чим більше турбіна, тим вона довше буде розкручуватися. Тому мотори з дуже високою питомою потужністю і турбінами високого тиску, як правило, страждають турбоямою в першу чергу. А ось у турбіни, що створюють низький тиск, ніяких провалів тяги майже немають, але і потужність вони піднімають не надто сильно.

=== Турбояма ===

Причину появи турбоями дуже легко зрозуміти, якщо уявити, як діє турбокомпресор. Як сказано вище, даний агрегат здійснює свій привід за рахунок тиску вихлопних газів, що потрапляють на лопаті крильчатки. На малих обертах або відразу після різкого збільшення газу тиск дуже малий і майже збігається з атмосферним тиском, через що швидкість обертання крильчатки не достатня для нагнітання потрібного обсягу повітря в циліндр. Тому виникає дефіцит у горючій суміші повітря і як наслідок його складової кисню. Що знижує загальну насиченість горючої суміші всередині циліндра. Як наслідок, паливо згорає не повністю, далі потрапляючи в корпус турбіни (гарячу частину равлика) продовжує горіння, тим самим викликаючи появу нагару і погіршення ККД турбокомпресора.
Крім цього турбокомпресор через будову свого приводу створює додатковий опір на шляху відводу з випускного колектора вихлопних газів, тим самим частково відбираючи потужність двигуна, змушуючи його працювати старанніше для очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
Дані втрати повністю компенсуються збільшенням потужності двигуна на 40% і більше відсотків після того як турбокомпресор досягне необхідного тиску. Час же який знадобиться на досягнення базового тиску залежить від розміру турбокомпресора (того об'єму повітря який він здатний вмістити), чим він більший, тим більше знадобиться часу і тим яскравіше буде помітний негативний ефект турбоями. Малі турбокомпресори швидше набирають необхідний тиск через що на них даний функціональний недолік майже не помітний, але їх потужність є набагато менша.

== Методи вирішення проблеми турбоями ==

Майже позбутися турбоями допомагає схема з послідовним наддувом, система Бітурбо (biturbo) коли на малих обертах двигуна працює невеликий малоінерційний турбокомпресор, збільшуючи тягу на "низах", а другий, побільше, включається на високих оборотах з ростом тиску на випуску. У минулому столітті послідовний наддув використовувався на суперкарі Porsche 959, а сьогодні за такою схемою влаштовані, наприклад, турбодизелі фірм BMW і Land Rover. У бензинових двигунах Volkswagen роль маленького «заводія» грає приводний нагнітач.

=== Бітурбо (biturbo) ===

Бітурбо (biturbo) - система турбонаддуву, що складається з двох послідовно включених в роботу турбін. У такій системі застосовують 2 турбіни, одна маленького розміру, інша більшого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першою, потім, при досягненні більш високих обертів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний потік. Таким чином насамперед мінімізується затримка, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбін, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах що встановлюються не тільки в автомобілях призначених для їзди по гоночних трасах, а й по міських дорогах, де можливість “крутити” мотор постійно є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обєму має сенс, з якихось причин, наприклад пов'язаним з законодавством по податках даної країни на літраж мотора. Система бі-турбо є вельми дорога, і за цим їх установка, як правило в серійному виробництві, проводиться на автомобілі високого класу.

[[Файл:Малнок_10.jpg|400px|thumb|center|]]

Така система може бути встановлена як на V подібний двигун, кожна турбіна буде висіти на своїй головці по вихлопу, впуск загальний, так і на рядном моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як паралельно, 2 циліндра на одну, 2 на іншу, так і послідовно - спочатку велика турбіна, потім маленька.

=== Твін-турбо (twin turbo) ===

На рядних двигунах найчастіше використовується одиночний турбокомпресор twin-scroll (пара турбін) з подвійним робочим апаратом. Кожна з турбін наповнюється вихлопними газами від різних груп циліндрів. Але при цьому обидві подають гази на одну турбіну, ефективно розкручуючи її і на малих, і на великих оборотах.

[[Файл:МАЛЮНОК_11.jpg|400px|thumb|center|]]

Твін-турбо (twin turbo) - в даній системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити затримку, а домогтися більшої продуктивності нагнітання повітря або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрю що нагнітається необхідна, у випадках коли мотор працює на високих оборотах, споживання повітря є більшим, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturbo застосовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи що складається лише з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликих турбіни які за продуктивністю будуть рівні однієї великої, то можна досягти ефекту зниження затримки, при ідентичній продуктивності. Існують так само ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін, виявляється недостатньо, наприклад при побудові мотора драгстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V подібних двигунах, так і на рядних двигунах.
Існують так само системи що складаються з 3-х і більше однакових турбін, результат переслідують той же що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних двигунів, для автомобілів які беруть участь у драгрейсінгу.

[[Файл:МАЛЮНОК_8.jpg|400px|thumb|center|Турбіна twin-scroll що має подвійного «равлика» турбіни – один ефективно працює на високих оборотах двигуна, другий - на низьких.]]

У сучасних двигунах з турбонаддувом (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінювану геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадувву вже на найнижчих оборотах колінвалу двигуна. Крім того це додає економію палива.
Змусити турбокомпресор працювати ефективніше у всьому діапазоні оборотів, можна ще змінюючи геометрію робочої частини. Залежно від оборотів всередині «равлика» повертаються спеціальні лопатки і варіюється форма сопла. У результаті виходить «супертурбіна», добре працююча у всьому діапазоні оборотів. Реалізувати так звану «супертурбіну» вдалося відносно недавно. Причому спочатку турбіни із змінною геометрією з'явилися на дизельних двигунах, благо, температура газів там значно менше. А в бензинових автомобілів першою така турбіна зявилась на Porsche 911 Turbo.

[[Файл:МАЛЮНОК_9.jpg|400px|thumb|center|Турбіна зі змінюваною геометрією.]]

== Висновок ==

Конструкцію турбомоторів довели до розуму вже давно, а останнім часом їх популярність різко зросла. Причому турбокомпресори виявилося перспективним не тільки в сенсі форсування моторів, але і з точки зору підвищення економічності і чистоти вихлопу. Особливо актуально це для дизельних двигунів. Майже не залишилось сьогодні дизельних двигунів що не несуть приставки «турбо». Ну а установка турбіни на бензинові мотори дозволяють перетворити звичайний на вигляд автомобіль в справжній суперкар. Той самий, з маленьким, ледь помітним шильдиком «turbo».

==Посилання==
*Большая советская энциклопедия - статья Турбокомпрессор.
*Сообщество машин и людей www.drive2.ru
*https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B4%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T17:39:04Z

Nazarzaeq:

'''Турбонагнітач''' (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

[[Файл:Малюнок_0.jpg|400px|thumb|center|Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.]]

== Історія ==

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

[[Файл:Малюнок_1.jpg|400px|thumb|center|Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).]]

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів.
Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

[[Файл:Малюнок_2.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.]]

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря.
Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.

[[Файл:Малюнок_3.jpg|400px|thumb|center|]]

Ідея розумного швейцарця проста, як все геніальне. Як від вітру обертаються крила млина, також і відпрацьовані гази крутять колесо з лопатками. Різниця тільки в тому, що колесо це дуже маленьке, а лопаток дуже багато. Колесо з лопатками називається ротором турбіни і посаджено на один вал з колесом компресора. Так що умовно турбонагнітач можна розділити на дві частини - ротор і компресор. Ротор отримує обертання від вихлопних газів, а з'єднаний з ним компресор, працюючи в якості «вентилятора», нагнітає додатковий повітря в циліндри. Вся ця конструкція і називається турбокомпресор (від латинських слів turbo - вихор і compressio - стиснення) або турбонагнітач.

[[Файл:Малюнок_4вм.jpg|400px|thumb|center|Аналог турбонаддуву - приводний нагнітач - жорстко пов'язаний з двигуном і витрачає на свою роботу частина його потужності.]]

У турбодвигун повітря, яке потрапляє в циліндри, часто доводиться додатково охолоджувати - тоді його тиск можна буде зробити вище, загнавши в циліндр більше кисню. Адже стиснути холодне повітря (вже в циліндрі ДВС) легше, ніж гаряче.
Повітря, що проходить через турбіну, нагрівається від стиснення, а також від деталей турбонаддуву, розігрітого вихлопними газами. Повітря що подається двигун за допомогою так званого інтеркулера (проміжного охолоджувача). Це радіатор, встановлений на шляху повітря від компресора до циліндрів мотора. Проходячи через нього повітря, віддає своє тепло інтеркулеру, а він віддає своє тепло атмосфері. А холодне повітря більш щільне - значить, його можна загнати в циліндр ще більше.

[[Файл:Малюнок_5.jpg|400px|thumb|center|Так виглядає інтеркулер.]]

Чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить у циліндри, тим вища потужність. Ефективність цього рішення в порівнянні, наприклад, з приводним нагнітачем в тому, що на «самообслуговування» наддуву витрачається зовсім небагато енергії двигуна - всього 1,5%. Крім того, витрачена на стиснення повітря дармова енергія підвищує ККД двигуна. Та й можливість зняти з меншого робочого об'єму велику потужність означає менші втрати на тертя, меншу вагу двигуна (і машини в цілому). Все це робить автомобілі з турбонаддувом більш економічними в порівнянні з їх атмосферними побратимами рівної потужності.

== Основні недоліки турбіни ==

По-перше, швидкість обертання турбіни може досягати 200 000 оборотів в хвилину, по-друге, температура розпечених газів досягає 1 000 ° C, внаслідок цього виникає проблема що полягає в тому що зробити турбонаддув, який зможе витримати такі не слабкі навантаження тривалий час, вельми дорого і непросто.

[[Файл:МАЛЮНОК_7.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази нагрівають випускну систему, і турбонаддув до дуже високих температур.]]

З цих причин турбонаддув отримав широке поширення тільки під час Другої світової війни, та й то тільки в авіації. У 50-х роках американська компанія Caterpillar зуміла пристосувати його до своїх тракторів, а умільці з Cummins сконструювали перший турбодизелі для своїх вантажівок. На серійних легкових машинах турбомотори з'явилися пізніше. Сталося це в 1962 році, коли майже одночасно побачили світ Oldsmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza.
Але складність і дорожнеча конструкції - не єдині недоліки. Справа в тому, що ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах вихлопних газів є недостатньо, ротор розкручується слабо, і компресор майже не надуває в циліндри додаткового повітря. Тому до трьох тисяч обертів на хвилину мотор зовсім не тягне, і тільки потім, тисяч після чотирьох-п'яти, «вистрілює». Ця ложка дьогтю називається “турбояма”. Причому чим більше турбіна, тим вона довше буде розкручуватися. Тому мотори з дуже високою питомою потужністю і турбінами високого тиску, як правило, страждають турбоямою в першу чергу. А ось у турбіни, що створюють низький тиск, ніяких провалів тяги майже немають, але і потужність вони піднімають не надто сильно.

=== Турбояма ===

Причину появи турбоями дуже легко зрозуміти, якщо уявити, як діє турбокомпресор. Як сказано вище даний агрегат здійснює свій привід за рахунок тиску вихлопних газів, що потрапляють на лопаті крильчатки. На малих обертах або відразу після різкого збільшення газу тиск дуже малий і майже збігається з атмосферним тиском, через що швидкість обертання крильчатки не достатня для нагнітання потрібного обсягу повітря в циліндр. Тому виникає дефіцит у горючій суміші повітря і як наслідок його складової кисню. Що знижує загальну насиченість горючої суміші всередині циліндра. Як наслідок, паливо згорає не повністю, далі потрапляючи в корпус турбіни (гарячу частину равлика) продовжує горіння, тим самим викликаючи появу нагару і погіршення ККД турбокомпресора.
Крім цього турбокомпресор через будову свого приводу створює додатковий опір на шляху відводу з випускного колектора вихлопних газів, тим самим частково відбираючи потужність двигуна, змушуючи його працювати старанніше для очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
Дані втрати повністю компенсуються збільшенням потужності двигуна на 40% і більше відсотків після того як турбокомпресор досягне необхідного тиску. Час же який знадобиться на досягнення базового тиску залежить від розміру турбокомпресора (того об'єму повітря який він здатний вмістити), чим він більший, тим більше знадобиться часу і тим яскравіше буде помітний негативний ефект турбоями. Малі турбокомпресори швидше набирають необхідний тиск через що на них даний функціональний недолік майже не помітний, але їх потужність є набагато менша.

== Методи вирішення проблеми турбоями ==

Майже позбутися турбоями допомагає схема з послідовним наддувом, система Бітурбо (biturbo) коли на малих обертах двигуна працює невеликий малоінерційний турбокомпресор, збільшуючи тягу на "низах", а другий, побільше, включається на високих оборотах з ростом тиску на випуску. У минулому столітті послідовний наддув використовувався на суперкарі Porsche 959, а сьогодні за такою схемою влаштовані, наприклад, турбодизелі фірм BMW і Land Rover. У бензинових двигунах Volkswagen роль маленького «заводія» грає приводний нагнітач.

=== Бітурбо (biturbo) ===

Бітурбо (biturbo) - система турбонаддуву, що складається з двох послідовно включених в роботу турбін. У такій системі застосовують 2 турбіни, одна маленького розміру, інша більшого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першою, потім, при досягненні більш високих обертів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний потік. Таким чином насамперед мінімізується затримка, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбін, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах що встановлюються не тільки в автомобілях призначених для їзди по гоночних трасах, а й по міських дорогах, де можливість “крутити” мотор постійно є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обєму має сенс, з якихось причин, наприклад пов'язаним з законодавством по податках даної країни на літраж мотора. Система бі-турбо є вельми дорога, і за цим їх установка, як правило в серійному виробництві, проводиться на автомобілі високого класу.

[[Файл:Малнок_10.jpg|400px|thumb|center|]]

Така система може бути встановлена як на V подібний двигун, кожна турбіна буде висіти на своїй головці по вихлопу, впуск загальний, так і на рядном моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як паралельно, 2 циліндра на одну, 2 на іншу, так і послідовно - спочатку велика турбіна, потім маленька.

=== Твін-турбо (twin turbo) ===

На рядних двигунах найчастіше використовується одиночний турбокомпресор twin-scroll (пара турбін) з подвійним робочим апаратом. Кожна з турбін наповнюється вихлопними газами від різних груп циліндрів. Але при цьому обидві подають гази на одну турбіну, ефективно розкручуючи її і на малих, і на великих оборотах.

[[Файл:МАЛЮНОК_11.jpg|400px|thumb|center|]]

Твін-турбо (twin turbo) - в даній системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити затримку, а домогтися більшої продуктивності нагнітання повітря або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрю що нагнітається необхідна, у випадках коли мотор працює на високих оборотах, споживання повітря є більшим, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturbo застосовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи що складається лише з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликих турбіни які за продуктивністю будуть рівні однієї великої, то можна досягти ефекту зниження затримки, при ідентичній продуктивності. Існують так само ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін, виявляється недостатньо, наприклад при побудові мотора драгстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V подібних двигунах, так і на рядних двигунах.
Існують так само системи що складаються з 3-х і більше однакових турбін, результат переслідують той же що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних двигунів, для автомобілів які беруть участь у драгрейсінгу.

[[Файл:МАЛЮНОК_8.jpg|400px|thumb|center|Турбіна twin-scroll що має подвійного «равлика» турбіни – один ефективно працює на високих оборотах двигуна, другий - на низьких.]]

У сучасних двигунах з турбонаддувом (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінювану геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадувву вже на найнижчих оборотах колінвалу двигуна. Крім того це додає економію палива.
Змусити турбокомпресор працювати ефективніше у всьому діапазоні оборотів, можна ще змінюючи геометрію робочої частини. Залежно від оборотів всередині «равлика» повертаються спеціальні лопатки і варіюється форма сопла. У результаті виходить «супертурбіна», добре працююча у всьому діапазоні оборотів. Реалізувати так звану «супертурбіну» вдалося відносно недавно. Причому спочатку турбіни із змінною геометрією з'явилися на дизельних двигунах, благо, температура газів там значно менше. А в бензинових автомобілів першою така турбіна зявилась на Porsche 911 Turbo.

[[Файл:МАЛЮНОК_9.jpg|400px|thumb|center|Турбіна зі змінюваною геометрією.]]

== Висновок ==

Конструкцію турбомоторів довели до розуму вже давно, а останнім часом їх популярність різко зросла. Причому турбокомпресори виявилося перспективним не тільки в сенсі форсування моторів, але і з точки зору підвищення економічності і чистоти вихлопу. Особливо актуально це для дизельних двигунів. Майже не залишилось сьогодні дизельних двигунів що не несуть приставки «турбо». Ну а установка турбіни на бензинові мотори дозволяють перетворити звичайний на вигляд автомобіль в справжній суперкар. Той самий, з маленьким, ледь помітним шильдиком «turbo».

==Посилання==
*Большая советская энциклопедия - статья Турбокомпрессор.
*Сообщество машин и людей www.drive2.ru
*https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B4%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T17:34:24Z

Nazarzaeq:

'''Турбонагнітач''' (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

[[Файл:Малюнок_0.jpg|400px|thumb|center|Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.]]

== Історія ==

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

[[Файл:Малюнок_1.jpg|400px|thumb|center|Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).]]

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів.
Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

[[Файл:Малюнок_2.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.]]

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря.
Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.

[[Файл:Малюнок_3.jpg|400px|thumb|center|]]

Ідея розумного швейцарця проста, як все геніальне. Як від вітру обертаються крила млина, також і відпрацьовані гази крутять колесо з лопатками. Різниця тільки в тому, що колесо це дуже маленьке, а лопаток дуже багато. Колесо з лопатками називається ротором турбіни і посаджено на один вал з колесом компресора. Так що умовно турбонагнітач можна розділити на дві частини - ротор і компресор. Ротор отримує обертання від вихлопних газів, а з'єднаний з ним компресор, працюючи в якості «вентилятора», нагнітає додатковий повітря в циліндри. Вся ця конструкція і називається турбокомпресор (від латинських слів turbo - вихор і compressio - стиснення) або турбонагнітач.

[[Файл:Малюнок_4вм.jpg|400px|thumb|center|Аналог турбонаддуву - приводний нагнітач - жорстко пов'язаний з двигуном і витрачає на свою роботу частина його потужності.]]

У турбодвигун повітря, яке потрапляє в циліндри, часто доводиться додатково охолоджувати - тоді його тиск можна буде зробити вище, загнавши в циліндр більше кисню. Адже стиснути холодне повітря (вже в циліндрі ДВС) легше, ніж гаряче.
Повітря, що проходить через турбіну, нагрівається від стиснення, а також від деталей турбонаддуву, розігрітого вихлопними газами. Повітря що подається двигун за допомогою так званого інтеркулера (проміжного охолоджувача). Це радіатор, встановлений на шляху повітря від компресора до циліндрів мотора. Проходячи через нього повітря, віддає своє тепло інтеркулеру, а він віддає своє тепло атмосфері. А холодне повітря більш щільне - значить, його можна загнати в циліндр ще більше.

[[Файл:Малюнок_5.jpg|400px|thumb|center|Так виглядає інтеркулер.]]

Чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить у циліндри, тим вища потужність. Ефективність цього рішення в порівнянні, наприклад, з приводним нагнітачем в тому, що на «самообслуговування» наддуву витрачається зовсім небагато енергії двигуна - всього 1,5%. Крім того, витрачена на стиснення повітря дармова енергія підвищує ККД двигуна. Та й можливість зняти з меншого робочого об'єму велику потужність означає менші втрати на тертя, меншу вагу двигуна (і машини в цілому). Все це робить автомобілі з турбонаддувом більш економічними в порівнянні з їх атмосферними побратимами рівної потужності.

== Основні недоліки турбіни ==

По-перше, швидкість обертання турбіни може досягати 200 000 оборотів в хвилину, по-друге, температура розпечених газів досягає 1 000 ° C, внаслідок цього виникає проблема що полягає в тому що зробити турбонаддув, який зможе витримати такі не слабкі навантаження тривалий час, вельми дорого і непросто.

[[Файл:МАЛЮНОК_7.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази нагрівають випускну систему, і турбонаддув до дуже високих температур.]]

З цих причин турбонаддув отримав широке поширення тільки під час Другої світової війни, та й то тільки в авіації. У 50-х роках американська компанія Caterpillar зуміла пристосувати його до своїх тракторів, а умільці з Cummins сконструювали перший турбодизелі для своїх вантажівок. На серійних легкових машинах турбомотори з'явилися пізніше. Сталося це в 1962 році, коли майже одночасно побачили світ Oldsmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza.
Але складність і дорожнеча конструкції - не єдині недоліки. Справа в тому, що ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах вихлопних газів є недостатньо, ротор розкручується слабо, і компресор майже не надуває в циліндри додаткового повітря. Тому до трьох тисяч обертів на хвилину мотор зовсім не тягне, і тільки потім, тисяч після чотирьох-п'яти, «вистрілює». Ця ложка дьогтю називається “турбояма”. Причому чим більше турбіна, тим вона довше буде розкручуватися. Тому мотори з дуже високою питомою потужністю і турбінами високого тиску, як правило, страждають турбоямою в першу чергу. А ось у турбіни, що створюють низький тиск, ніяких провалів тяги майже немають, але і потужність вони піднімають не надто сильно.

=== Турбояма ===

Причину появи турбоями дуже легко зрозуміти, якщо уявити, як діє турбокомпресор. Як сказано вище даний агрегат здійснює свій привід за рахунок тиску вихлопних газів, що потрапляють на лопаті крильчатки. На малих обертах або відразу після різкого збільшення газу тиск дуже малий і майже збігається з атмосферним тиском, через що швидкість обертання крильчатки не достатня для нагнітання потрібного обсягу повітря в циліндр. Тому виникає дефіцит у горючій суміші повітря і як наслідок його складової кисню. Що знижує загальну насиченість горючої суміші всередині циліндра. Як наслідок, паливо згорає не повністю, далі потрапляючи в корпус турбіни (гарячу частину равлика) продовжує горіння, тим самим викликаючи появу нагару і погіршення ККД турбокомпресора.
Крім цього турбокомпресор через будову свого приводу створює додатковий опір на шляху відводу з випускного колектора вихлопних газів, тим самим частково відбираючи потужність двигуна, змушуючи його працювати старанніше для очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
Дані втрати повністю компенсуються збільшенням потужності двигуна на 40% і більше відсотків після того як турбокомпресор досягне необхідного тиску. Час же який знадобиться на досягнення базового тиску залежить від розміру турбокомпресора (того об'єму повітря який він здатний вмістити), чим він більший, тим більше знадобиться часу і тим яскравіше буде помітний негативний ефект турбоями. Малі турбокомпресори швидше набирають необхідний тиск через що на них даний функціональний недолік майже не помітний, але їх потужність є набагато менша.

== Методи вирішення проблеми турбоями ==

Майже позбутися турбоями допомагає схема з послідовним наддувом, система Бітурбо (biturbo) коли на малих обертах двигуна працює невеликий малоінерційний турбокомпресор, збільшуючи тягу на "низах", а другий, побільше, включається на високих оборотах з ростом тиску на випуску. У минулому столітті послідовний наддув використовувався на суперкарі Porsche 959, а сьогодні за такою схемою влаштовані, наприклад, турбодизелі фірм BMW і Land Rover. У бензинових двигунах Volkswagen роль маленького «заводія» грає приводний нагнітач.

=== Бітурбо (biturbo) ===

Бітурбо (biturbo) - система турбонаддуву, що складається з двох послідовно включених в роботу турбін. У такій системі застосовують 2 турбіни, одна маленького розміру, інша більшого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першою, потім, при досягненні більш високих обертів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний потік. Таким чином насамперед мінімізується затримка, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбін, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах що встановлюються не тільки в автомобілях призначених для їзди по гоночних трасах, а й по міських дорогах, де можливість “крутити” мотор постійно є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обєму має сенс, з якихось причин, наприклад пов'язаним з законодавством по податках даної країни на літраж мотора. Система бі-турбо є вельми дорога, і за цим їх установка, як правило в серійному виробництві, проводиться на автомобілі високого класу.

[[Файл:Малнок_10.jpg|400px|thumb|center|]]

Така система може бути встановлена як на V подібний двигун, кожна турбіна буде висіти на своїй головці по вихлопу, впуск загальний, так і на рядном моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як паралельно, 2 циліндра на одну, 2 на іншу, так і послідовно - спочатку велика турбіна, потім маленька.

=== Твін-турбо (twin turbo) ===

На рядних двигунах найчастіше використовується одиночний турбокомпресор twin-scroll (пара турбін) з подвійним робочим апаратом. Кожна з турбін наповнюється вихлопними газами від різних груп циліндрів. Але при цьому обидві подають гази на одну турбіну, ефективно розкручуючи її і на малих, і на великих оборотах.

[[Файл:МАЛЮНОК_11.jpg|400px|thumb|center|]]

Твін-турбо (twin turbo) - в даній системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити затримку, а домогтися більшої продуктивності нагнітання повітря або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрю що нагнітається необхідна, у випадках коли мотор працює на високих оборотах, споживання повітря є більшим, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturbo застосовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи що складається лише з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликих турбіни які за продуктивністю будуть рівні однієї великої, то можна досягти ефекту зниження затримки, при ідентичній продуктивності. Існують так само ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін, виявляється недостатньо, наприклад при побудові мотора драгстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V подібних двигунах, так і на рядних двигунах.
Існують так само системи що складаються з 3-х і більше однакових турбін, результат переслідують той же що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних двигунів, для автомобілів які беруть участь у драгрейсінгу.

[[Файл:МАЛЮНОК_8.jpg|400px|thumb|center|Турбіна twin-scroll що має подвійного «равлика» турбіни – один ефективно працює на високих оборотах двигуна, другий - на низьких.]]

У сучасних двигунах з турбонаддувом (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінювану геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадувву вже на найнижчих оборотах колінвалу двигуна. Крім того це додає економію палива.
Змусити турбокомпресор працювати ефективніше у всьому діапазоні оборотів, можна ще змінюючи геометрію робочої частини. Залежно від оборотів всередині «равлика» повертаються спеціальні лопатки і варіюється форма сопла. У результаті виходить «супертурбіна», добре працююча у всьому діапазоні оборотів. Реалізувати так звану «супертурбіну» вдалося відносно недавно. Причому спочатку турбіни із змінною геометрією з'явилися на дизельних двигунах, благо, температура газів там значно менше. А в бензинових автомобілів першою така турбіна зявилась на Porsche 911 Turbo.

[[Файл:МАЛЮНОК_9.jpg|400px|thumb|center|Турбіна зі змінюваною геометрією.]]

== Висновки ==

Конструкцію турбомоторів довели до розуму вже давно, а останнім часом їх популярність різко зросла. Причому турбокомпресори виявилося перспективним не тільки в сенсі форсування моторів, але і з точки зору підвищення економічності і чистоти вихлопу. Особливо актуально це для дизельних двигунів. Майже не залишилось сьогодні дизельних двигунів що не несуть приставки «турбо». Ну а установка турбіни на бензинові мотори дозволяяють перетворити звичайний на вигляд автомобіль в справжній суперкар. Той самий, з маленьким, ледь помітним шильдиком «turbo».

==Посилання==
*Большая советская энциклопедия - статья Турбокомпрессор.
*Сообщество машин и людей www.drive2.ru
*https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B4%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T17:16:26Z

Nazarzaeq:

'''Турбонагнітач''' (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

[[Файл:Малюнок_0.jpg|400px|thumb|center|Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.]]

== Історія ==

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

[[Файл:Малюнок_1.jpg|400px|thumb|center|Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).]]

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів.
Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

[[Файл:Малюнок_2.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.]]

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря.
Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.

[[Файл:Малюнок_3.jpg|400px|thumb|center|]]

Ідея розумного швейцарця проста, як все геніальне. Як від вітру обертаються крила млина, також і відпрацьовані гази крутять колесо з лопатками. Різниця тільки в тому, що колесо це дуже маленьке, а лопаток дуже багато. Колесо з лопатками називається ротором турбіни і посаджено на один вал з колесом компресора. Так що умовно турбонагнітач можна розділити на дві частини - ротор і компресор. Ротор отримує обертання від вихлопних газів, а з'єднаний з ним компресор, працюючи в якості «вентилятора», нагнітає додатковий повітря в циліндри. Вся ця конструкція і називається турбокомпресор (від латинських слів turbo - вихор і compressio - стиснення) або турбонагнітач.

[[Файл:Малюнок_4вм.jpg|400px|thumb|center|Аналог турбонаддуву - приводний нагнітач - жорстко пов'язаний з двигуном і витрачає на свою роботу частина його потужності.]]

У турбодвигун повітря, яке потрапляє в циліндри, часто доводиться додатково охолоджувати - тоді його тиск можна буде зробити вище, загнавши в циліндр більше кисню. Адже стиснути холодне повітря (вже в циліндрі ДВС) легше, ніж гаряче.
Повітря, що проходить через турбіну, нагрівається від стиснення, а також від деталей турбонаддуву, розігрітого вихлопними газами. Повітря що подається двигун за допомогою так званого інтеркулера (проміжного охолоджувача). Це радіатор, встановлений на шляху повітря від компресора до циліндрів мотора. Проходячи через нього повітря, віддає своє тепло інтеркулеру, а він віддає своє тепло атмосфері. А холодне повітря більш щільне - значить, його можна загнати в циліндр ще більше.

[[Файл:Малюнок_5.jpg|400px|thumb|center|Так виглядає інтеркулер.]]

Чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить у циліндри, тим вища потужність. Ефективність цього рішення в порівнянні, наприклад, з приводним нагнітачем в тому, що на «самообслуговування» наддуву витрачається зовсім небагато енергії двигуна - всього 1,5%. Крім того, витрачена на стиснення повітря дармова енергія підвищує ККД двигуна. Та й можливість зняти з меншого робочого об'єму велику потужність означає менші втрати на тертя, меншу вагу двигуна (і машини в цілому). Все це робить автомобілі з турбонаддувом більш економічними в порівнянні з їх атмосферними побратимами рівної потужності.

=== Основні недоліки турбіни ===

По-перше, швидкість обертання турбіни може досягати 200 000 оборотів в хвилину, по-друге, температура розпечених газів досягає 1 000 ° C, внаслідок цього виникає проблема що полягає в тому що зробити турбонаддув, який зможе витримати такі не слабкі навантаження тривалий час, вельми дорого і непросто.

[[Файл:МАЛЮНОК_7.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази нагрівають випускну систему, і турбонаддув до дуже високих температур.]]

З цих причин турбонаддув отримав широке поширення тільки під час Другої світової війни, та й то тільки в авіації. У 50-х роках американська компанія Caterpillar зуміла пристосувати його до своїх тракторів, а умільці з Cummins сконструювали перший турбодизелі для своїх вантажівок. На серійних легкових машинах турбомотори з'явилися пізніше. Сталося це в 1962 році, коли майже одночасно побачили світ Oldsmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza.
Але складність і дорожнеча конструкції - не єдині недоліки. Справа в тому, що ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах вихлопних газів є недостатньо, ротор розкручується слабо, і компресор майже не надуває в циліндри додаткового повітря. Тому до трьох тисяч обертів на хвилину мотор зовсім не тягне, і тільки потім, тисяч після чотирьох-п'яти, «вистрілює». Ця ложка дьогтю називається “турбояма”. Причому чим більше турбіна, тим вона довше буде розкручуватися. Тому мотори з дуже високою питомою потужністю і турбінами високого тиску, як правило, страждають турбоямою в першу чергу. А ось у турбіни, що створюють низький тиск, ніяких провалів тяги майже немають, але і потужність вони піднімають не надто сильно.

=== Турбояма ===

Причину появи турбоями дуже легко зрозуміти, якщо уявити, як діє турбокомпресор. Як сказано вище даний агрегат здійснює свій привід за рахунок тиску вихлопних газів, що потрапляють на лопаті крильчатки. На малих обертах або відразу після різкого збільшення газу тиск дуже малий і майже збігається з атмосферним тиском, через що швидкість обертання крильчатки не достатня для нагнітання потрібного обсягу повітря в циліндр. Тому виникає дефіцит у горючій суміші повітря і як наслідок його складової кисню. Що знижує загальну насиченість горючої суміші всередині циліндра. Як наслідок, паливо згорає не повністю, далі потрапляючи в корпус турбіни (гарячу частину равлика) продовжує горіння, тим самим викликаючи появу нагару і погіршення ККД турбокомпресора.
Крім цього турбокомпресор через будову свого приводу створює додатковий опір на шляху відводу з випускного колектора вихлопних газів, тим самим частково відбираючи потужність двигуна, змушуючи його працювати старанніше для очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
Дані втрати повністю компенсуються збільшенням потужності двигуна на 40% і більше відсотків після того як турбокомпресор досягне необхідного тиску. Час же який знадобиться на досягнення базового тиску залежить від розміру турбокомпресора (того об'єму повітря який він здатний вмістити), чим він більший, тим більше знадобиться часу і тим яскравіше буде помітний негативний ефект турбоями. Малі турбокомпресори швидше набирають необхідний тиск через що на них даний функціональний недолік майже не помітний, але їх потужність є набагато менша.

'''Методи вирішення проблеми турбоями'''

Майже позбутися турбоями допомагає схема з послідовним наддувом, система Бітурбо (biturbo) коли на малих обертах двигуна працює невеликий малоінерційний турбокомпресор, збільшуючи тягу на "низах", а другий, побільше, включається на високих оборотах з ростом тиску на випуску. У минулому столітті послідовний наддув використовувався на суперкарі Porsche 959, а сьогодні за такою схемою влаштовані, наприклад, турбодизелі фірм BMW і Land Rover. У бензинових двигунах Volkswagen роль маленького «заводія» грає приводний нагнітач.

== Бітурбо (biturbo) ==

Бітурбо (biturbo) - система турбонаддуву, що складається з двох послідовно включених в роботу турбін. У такій системі застосовують 2 турбіни, одна маленького розміру, інша більшого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першою, потім, при досягненні більш високих обертів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний потік. Таким чином насамперед мінімізується затримка, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбін, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах що встановлюються не тільки в автомобілях призначених для їзди по гоночних трасах, а й по міських дорогах, де можливість “крутити” мотор постійно є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обєму має сенс, з якихось причин, наприклад пов'язаним з законодавством по податках даної країни на літраж мотора. Система бі-турбо є вельми дорога, і за цим їх установка, як правило в серійному виробництві, проводиться на автомобілі високого класу.

[[Файл:Малнок_10.jpg|400px|thumb|center|]]

Така система може бути встановлена як на V подібний двигун, кожна турбіна буде висіти на своїй головці по вихлопу, впуск загальний, так і на рядном моторі наприклад рядна 4-ка, в цьому випадку турбіни можна включити по вихлопу як паралельно, 2 циліндра на одну, 2 на іншу, так і послідовно - спочатку велика турбіна, потім маленька.

== Твін-турбо (twin turbo) ==

На рядних двигунах найчастіше використовується одиночний турбокомпресор twin-scroll (пара турбін) з подвійним робочим апаратом. Кожна з турбін наповнюється вихлопними газами від різних груп циліндрів. Але при цьому обидві подають гази на одну турбіну, ефективно розкручуючи її і на малих, і на великих оборотах.

[[Файл:МАЛЮНОК_11.jpg|400px|thumb|center|]]

Твін-турбо (twin turbo) - в даній системі на відміну від системи бі-турбо, основним завданням є не знизити затримку, а домогтися більшої продуктивності нагнітання повітря або більшого тиску наддуву. Продуктивність по повітрю що нагнітається необхідна, у випадках коли мотор працює на високих оборотах, споживання повітря є більшим, ніж турбіна здатна забезпечити, таким чином можливе падіння тиску наддуву. У системах Twinturbo застосовуються дві однакові турбіни. Відповідно продуктивність такої системи в 2 рази більше ніж системи що складається лише з однієї турбіни, при цьому якщо застосувати 2 невеликих турбіни які за продуктивністю будуть рівні однієї великої, то можна досягти ефекту зниження затримки, при ідентичній продуктивності. Існують так само ситуації, коли продуктивності наявних великих турбін, виявляється недостатньо, наприклад при побудові мотора драгстера, тоді так само використовується комбінація з 2-х турбін. Дана схема як і варіант biturbo може працювати як на двигунах з V подібних двигунах, так і на рядних двигунах.
Існують так само системи що складаються з 3-х і більше однакових турбін, результат переслідують той же що і в twinturbo. Такі системи в цивільному застосуванні як правило не мають поширення, і застосовуються як правило, для побудови потужних спортивних двигунів, для автомобілів які беруть участь у драгрейсінгу.

[[Файл:МАЛЮНОК_8.jpg|400px|thumb|center|Турбіна twin-scroll що має подвійного «равлика» турбіни – один ефективно працює на високих оборотах двигуна, другий - на низьких.]]

У сучасних двигунах з турбонаддувом (зокрема RRS V8 дизель) турбіни мають змінювану геометрію крильчаток. Це мінімізує проблему турбоями і дає високий потенціал турбонадувву вже на найнижчих оборотах колінвалу двигуна. Крім того це додає економію палива.
Змусити турбокомпресор працювати ефективніше у всьому діапазоні оборотів, можна ще змінюючи геометрію робочої частини. Залежно від оборотів всередині «равлика» повертаються спеціальні лопатки і варіюється форма сопла. У результаті виходить «супертурбіна», добре працююча у всьому діапазоні оборотів. Реалізувати так звану «супертурбіну» вдалося відносно недавно. Причому спочатку турбіни із змінною геометрією з'явилися на дизельних двигунах, благо, температура газів там значно менше. А в бензинових автомобілів першою така турбіна зявилась на Porsche 911 Turbo.

[[Файл:МАЛЮНОК_9.jpg|400px|thumb|center|Турбіна зі змінюваною геометрією.]]

== Висновки ==

Конструкцію турбомоторів довели до розуму вже давно, а останнім часом їх популярність різко зросла. Причому турбокомпресори виявилося перспективним не тільки в сенсі форсування моторів, але і з точки зору підвищення економічності і чистоти вихлопу. Особливо актуально це для дизельних двигунів. Майже не залишилось сьогодні дизельних двигунів що не несуть приставки «турбо». Ну а установка турбіни на бензинові мотори дозволяяють перетворити звичайний на вигляд автомобіль в справжній суперкар. Той самий, з маленьким, ледь помітним шильдиком «turbo».

==Посилання==
*Большая советская энциклопедия - статья Турбокомпрессор.
*Сообщество машин и людей www.drive2.ru
*https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B4%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F
*

Файл:МАЛЮНОК 9.jpg

2015-11-25T17:13:04Z

Nazarzaeq:

Файл:МАЛЮНОК 8.jpg

2015-11-25T17:11:48Z

Nazarzaeq:

Файл:МАЛЮНОК 11.jpg

2015-11-25T17:10:26Z

Nazarzaeq:

Файл:Малнок 10.jpg

2015-11-25T17:07:14Z

Nazarzaeq:

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T17:04:14Z

Nazarzaeq:

'''Турбонагнітач''' (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

[[Файл:Малюнок_0.jpg|400px|thumb|center|Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.]]

== == Історія == ==

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

[[Файл:Малюнок_1.jpg|400px|thumb|center|Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).]]

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів.
Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

[[Файл:Малюнок_2.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.]]

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря.
Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.

[[Файл:Малюнок_3.jpg|400px|thumb|center|]]

Ідея розумного швейцарця проста, як все геніальне. Як від вітру обертаються крила млина, також і відпрацьовані гази крутять колесо з лопатками. Різниця тільки в тому, що колесо це дуже маленьке, а лопаток дуже багато. Колесо з лопатками називається ротором турбіни і посаджено на один вал з колесом компресора. Так що умовно турбонагнітач можна розділити на дві частини - ротор і компресор. Ротор отримує обертання від вихлопних газів, а з'єднаний з ним компресор, працюючи в якості «вентилятора», нагнітає додатковий повітря в циліндри. Вся ця конструкція і називається турбокомпресор (від латинських слів turbo - вихор і compressio - стиснення) або турбонагнітач.

[[Файл:Малюнок_4вм.jpg|400px|thumb|center|Аналог турбонаддуву - приводний нагнітач - жорстко пов'язаний з двигуном і витрачає на свою роботу частина його потужності.]]

У турбодвигун повітря, яке потрапляє в циліндри, часто доводиться додатково охолоджувати - тоді його тиск можна буде зробити вище, загнавши в циліндр більше кисню. Адже стиснути холодне повітря (вже в циліндрі ДВС) легше, ніж гаряче.
Повітря, що проходить через турбіну, нагрівається від стиснення, а також від деталей турбонаддуву, розігрітого вихлопними газами. Повітря що подається двигун за допомогою так званого інтеркулера (проміжного охолоджувача). Це радіатор, встановлений на шляху повітря від компресора до циліндрів мотора. Проходячи через нього повітря, віддає своє тепло інтеркулеру, а він віддає своє тепло атмосфері. А холодне повітря більш щільне - значить, його можна загнати в циліндр ще більше.

[[Файл:Малюнок_5.jpg|400px|thumb|center|Так виглядає інтеркулер.]]

Чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить у циліндри, тим вища потужність. Ефективність цього рішення в порівнянні, наприклад, з приводним нагнітачем в тому, що на «самообслуговування» наддуву витрачається зовсім небагато енергії двигуна - всього 1,5%. Крім того, витрачена на стиснення повітря дармова енергія підвищує ККД двигуна. Та й можливість зняти з меншого робочого об'єму велику потужність означає менші втрати на тертя, меншу вагу двигуна (і машини в цілому). Все це робить автомобілі з турбонаддувом більш економічними в порівнянні з їх атмосферними побратимами рівної потужності.

=== Основні недоліки турбіни ===

По-перше, швидкість обертання турбіни може досягати 200 000 оборотів в хвилину, по-друге, температура розпечених газів досягає 1 000 ° C, внаслідок цього виникає проблема що полягає в тому що зробити турбонаддув, який зможе витримати такі не слабкі навантаження тривалий час, вельми дорого і непросто.

[[Файл:МАЛЮНОК_7.jpg|400px|thumb|center|Вихлопні гази нагрівають випускну систему, і турбонаддув до дуже високих температур.]]

З цих причин турбонаддув отримав широке поширення тільки під час Другої світової війни, та й то тільки в авіації. У 50-х роках американська компанія Caterpillar зуміла пристосувати його до своїх тракторів, а умільці з Cummins сконструювали перший турбодизелі для своїх вантажівок. На серійних легкових машинах турбомотори з'явилися пізніше. Сталося це в 1962 році, коли майже одночасно побачили світ Oldsmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza.
Але складність і дорожнеча конструкції - не єдині недоліки. Справа в тому, що ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах вихлопних газів є недостатньо, ротор розкручується слабо, і компресор майже не надуває в циліндри додаткового повітря. Тому до трьох тисяч обертів на хвилину мотор зовсім не тягне, і тільки потім, тисяч після чотирьох-п'яти, «вистрілює». Ця ложка дьогтю називається “турбояма”. Причому чим більше турбіна, тим вона довше буде розкручуватися. Тому мотори з дуже високою питомою потужністю і турбінами високого тиску, як правило, страждають турбоямою в першу чергу. А ось у турбіни, що створюють низький тиск, ніяких провалів тяги майже немають, але і потужність вони піднімають не надто сильно.

=== Турбояма ===

Причину появи турбоями дуже легко зрозуміти, якщо уявити, як діє турбокомпресор. Як сказано вище даний агрегат здійснює свій привід за рахунок тиску вихлопних газів, що потрапляють на лопаті крильчатки. На малих обертах або відразу після різкого збільшення газу тиск дуже малий і майже збігається з атмосферним тиском, через що швидкість обертання крильчатки не достатня для нагнітання потрібного обсягу повітря в циліндр. Тому виникає дефіцит у горючій суміші повітря і як наслідок його складової кисню. Що знижує загальну насиченість горючої суміші всередині циліндра. Як наслідок, паливо згорає не повністю, далі потрапляючи в корпус турбіни (гарячу частину равлика) продовжує горіння, тим самим викликаючи появу нагару і погіршення ККД турбокомпресора.
Крім цього турбокомпресор через будову свого приводу створює додатковий опір на шляху відводу з випускного колектора вихлопних газів, тим самим частково відбираючи потужність двигуна, змушуючи його працювати старанніше для очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
Дані втрати повністю компенсуються збільшенням потужності двигуна на 40% і більше відсотків після того як турбокомпресор досягне необхідного тиску. Час же який знадобиться на досягнення базового тиску залежить від розміру турбокомпресора (того об'єму повітря який він здатний вмістити), чим він більший, тим більше знадобиться часу і тим яскравіше буде помітний негативний ефект турбоями. Малі турбокомпресори швидше набирають необхідний тиск через що на них даний функціональний недолік майже не помітний, але їх потужність є набагато менша.

=== Методи вирішення проблеми турбоями ===

Майже позбутися турбоями допомагає схема з послідовним наддувом, система Бітурбо (biturbo) коли на малих обертах двигуна працює невеликий малоінерційний турбокомпресор, збільшуючи тягу на "низах", а другий, побільше, включається на високих оборотах з ростом тиску на випуску. У минулому столітті послідовний наддув використовувався на суперкарі Porsche 959, а сьогодні за такою схемою влаштовані, наприклад, турбодизелі фірм BMW і Land Rover. У бензинових двигунах Volkswagen роль маленького «заводія» грає приводний нагнітач.
Бітурбо (biturbo) - система турбонаддуву, що складається з двох послідовно включених в роботу турбін. У такій системі застосовують 2 турбіни, одна маленького розміру, інша більшого, зроблено це тому, що маленька турбіна розкручується значно швидше, і вступає в роботу першою, потім, при досягненні більш високих обертів мотора, розкручується друга, велика турбіна, і додає значно більший повітряний потік. Таким чином насамперед мінімізується затримка, утворюється досить рівна розгінна характеристика автомобіля без ривка, властивого великим турбін, і досягається можливість використовувати великі турбіни на двигунах що встановлюються не тільки в автомобілях призначених для їзди по гоночних трасах, а й по міських дорогах, де можливість “крутити” мотор постійно є не завжди, а отримати більше потужності з мотора невеликого обєму має сенс, з якихось причин, наприклад пов'язаним з законодавством по податках даної країни на літраж мотора. Система бі-турбо є вельми дорога, і за цим їх установка, як правило в серійному виробництві, проводиться на автомобілі високого класу.

Файл:МАЛЮНОК 7.jpg

2015-11-25T16:59:24Z

Nazarzaeq:

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T16:56:17Z

Nazarzaeq:

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T16:54:54Z

Nazarzaeq:

Файл:Малюнок 5.jpg

2015-11-25T16:54:26Z

Nazarzaeq:

Файл:Малюнок 4вм.jpg

2015-11-25T16:53:18Z

Nazarzaeq:

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T16:50:53Z

Nazarzaeq:

Файл:Малюнок 3.jpg

2015-11-25T16:50:08Z

Nazarzaeq:

Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

2015-11-25T16:47:21Z

Nazarzaeq:

Файл:Малюнок 2.jpg

2015-11-25T16:46:52Z

Nazarzaeq: