โบลเวอร์แรงดันสูง: เมื่อพัดลมทั่วไปไม่เพียงพอ

มีช่วงแรงดันช่วงหนึ่งที่พัดลมแรงเหวี่ยงทั่วไปไม่ใช่คำตอบที่เหมาะสมอีกต่อไป เมื่ออยู่ต่ำกว่าช่วงนี้ พัดลมมีราคาประหยัดและมีประสิทธิภาพ แต่เมื่อแรงดันสูงกว่านั้น ใบพัดต้องเปลี่ยนรูปแบบอย่างมีนัยสำคัญ และผู้ซื้อที่นำพัดลมมาตรฐานไปใช้งานในช่วงดังกล่าวมักพบปัญหาเสียงดัง การสึกหรอ และประสิทธิภาพที่น่าผิดหวัง

ช่วงแรงดัน

การแบ่งประเภทโดยทั่วไปสำหรับเครื่องจักรแรงเหวี่ยงแบบขั้นเดียว:

ขอบเขตเหล่านี้เป็นเพียงแนวทางตามธรรมเนียม ไม่ใช่ข้อจำกัดทางกายภาพ และผู้ผลิตแต่ละรายอาจกำหนดขอบเขตแตกต่างกันเล็กน้อย สิ่งสำคัญคือทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเมื่อแรงดันเพิ่มสูงขึ้น

สิ่งที่เปลี่ยนแปลงเมื่อสูงกว่าช่วงแรงดันต่ำ

แรงดันที่เพิ่มขึ้นในเครื่องจักรแรงเหวี่ยงเกิดจากความเร็วปลายใบพัด แรงดันที่สูงขึ้นหมายถึงความเร็วปลายใบพัดที่สูงขึ้น และส่งผลต่อองค์ประกอบอื่นทั้งหมดดังนี้:

• โครงสร้างใบพัด เมื่อความเร็วปลายใบพัดสูง ความเค้นจากแรงเหวี่ยงบนใบพัดจะมีนัยสำคัญ ใบพัดจะมีจำนวนน้อยลง แคบลง เอียงไปด้านหลังมากขึ้น และใช้วิธีเชื่อมหรือกลึงขึ้นรูปแทนการขึ้นรูปด้วยการปั๊ม วัสดุจะเปลี่ยนไปใช้เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงขึ้น
• ความแข็งแรงของตัวเรือน ตัวเรือนต้องรองรับแรงดันจริงและต้านทานแรงดันดังกล่าวโดยไม่เกิดการโก่งตัว
• เพลาและตลับลูกปืน ความเร็วที่สูงขึ้นทำให้ความเร็วใช้งานเข้าใกล้ความเร็ววิกฤตของเพลามากขึ้น ดังนั้นการออกแบบเพลาจึงต้องอาศัยการคำนวณ ไม่ใช่เพียงการเลือกชิ้นส่วน
• เสียงรบกวน กำลังเสียงจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความเร็วปลายใบพัด เครื่องจักรแรงดันสูงมีเสียงดัง และโดยปกติการลดทอนเสียงเป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้ง ไม่ใช่ตัวเลือกเสริม
• คุณภาพการสมดุล จำเป็นต้องใช้เกรดการสมดุลที่เข้มงวดกว่า เนื่องจากผลกระทบจากความไม่สมดุลตกค้างจะเพิ่มขึ้นตามความเร็ว

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งมักสร้างความประหลาดใจ

การอัดอากาศทำให้อากาศร้อนขึ้น ที่แรงดันในช่วงนี้ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะอยู่ในระดับไม่มากแต่ไม่ควรมองข้าม เพราะมากพอที่จะส่งผลต่อกระบวนการที่ไวต่ออุณหภูมิขาเข้า และมากพอที่จะส่งผลต่อค่าความหนาแน่นที่ใช้ในการคำนวณภาระงาน

ประเด็นนี้ทำให้เกิดรายละเอียดสำคัญที่ควรทราบ: อากาศที่ออกจากโบลเวอร์มีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศที่ไหลเข้า ดังนั้นอัตราการไหลเชิงปริมาตรที่ทางออกจึงไม่เท่ากับที่ทางเข้า ข้อมูลจำเพาะควรระบุให้ชัดเจนว่าหมายถึงค่าใด และอัตราการไหลเชิงมวลเป็นวิธีที่ไม่คลุมเครือในการระบุข้อกำหนดของกระบวนการ

กรณีที่ภาระงานต้องการแรงดันอย่างแท้จริง

• การลำเลียงด้วยลม การเคลื่อนย้ายวัสดุผ่านท่อต้องใช้แรงดันเพื่อเอาชนะแรงต้านของวัสดุ โดยแรงดันจะขึ้นอยู่กับระยะทาง ความหนาแน่นของวัสดุ และอัตราส่วนการบรรทุก
• อากาศสำหรับการเผาไหม้ หัวเผาจะกำหนดแรงดันอากาศที่หัวเผา และต้องจ่ายอากาศให้ได้ตามแรงต้านทั้งหมดของระบบจ่ายอากาศ
• การเติมอากาศ การเป่าอากาศลงในของเหลวต้องใช้แรงดันเพียงพอที่จะเอาชนะแรงดันสถิตของของเหลว รวมถึงแรงต้านของหัวกระจายอากาศ ความลึกของของเหลวเป็นปัจจัยหลักและถูกกำหนดโดยถัง
• ระบบกรองที่มีแรงต้านสูง โดยเฉพาะเมื่อข้อกำหนดอ้างอิงจากสภาวะที่ไส้กรองสกปรก ไม่ใช่สภาวะที่ไส้กรองสะอาด
• ระบบท่อลมระยะไกลที่มีข้อต่อจำนวนมาก ซึ่งแรงต้านสะสมทำให้ระบบอยู่นอกช่วงแรงดันต่ำ

เมื่อใดควรพิจารณานอกเหนือจากเครื่องจักรแรงเหวี่ยงแบบขั้นเดียว

เมื่อแรงดันสูงกว่าประมาณ 15 kPa ทางเลือกจะเปลี่ยนไปอีกครั้ง ได้แก่ เครื่องจักรหลายขั้น โบลเวอร์แบบปริมาตรแทนที่เชิงบวก หรือคอมเพรสเซอร์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันและอัตราการไหล เครื่องจักรแบบปริมาตรแทนที่เชิงบวกจะจ่ายปริมาตรใกล้เคียงคงที่โดยไม่ขึ้นกับแรงดัน ซึ่งเป็นลักษณะที่เหมาะสมสำหรับงานลำเลียงบางประเภท แต่ไม่เหมาะสมเมื่อจำเป็นต้องปรับอัตราการไหล

คำถามในการเลือกเครื่องจักรที่จุดเปลี่ยนนี้คือ กระบวนการต้องการอัตราการไหลคงที่โดยมีแรงดันเปลี่ยนแปลง หรือแรงดันคงที่โดยมีอัตราการไหลเปลี่ยนแปลง เครื่องจักรแรงเหวี่ยงเหมาะกับกรณีที่สอง ส่วนเครื่องจักรแบบปริมาตรแทนที่เชิงบวกเหมาะกับกรณีแรก

การระบุข้อกำหนดอย่างถูกต้อง

1. ระบุว่าแรงดันเป็นแรงดันสถิตหรือแรงดันรวม และระบุให้ชัดเจนว่าเป็นประเภทใด
2. ระบุอัตราการไหลเป็นอัตราการไหลเชิงมวล หรือเป็นปริมาตรที่อุณหภูมิและแรงดันที่ระบุ
3. ระบุสภาวะทางเข้า ได้แก่ อุณหภูมิ ระดับความสูง และก๊าซนั้นเป็นอากาศหรือไม่
4. ระบุว่าค่าแรงต้านอ้างอิงจากสภาวะสะอาดหรือสภาวะสกปรก
5. ระบุขีดจำกัดเสียงรบกวนและจุดที่ใช้ขีดจำกัดดังกล่าว

สองข้อแรกเป็นจุดที่คำขอเกี่ยวกับแรงดันสูงส่วนใหญ่มีความคลุมเครือ และความคลุมเครือนี้อาจทำให้ขนาดเครื่องจักรที่ต้องใช้แตกต่างกันถึงหนึ่งระดับ