Se hai degli impianti industriali di produzione – o se sei chi questi impianti li progetta – avrai sicuramente sentito parlare di ventilatore centrifugo, o radiale centrifugo.
Ma sei sicuro di conoscere veramente questo tipo di ventole?
Se la risposta è “No” oppure “Mh, più o meno” allora sei nel posto giusto.
Non ti preoccupare.
È del tutto normale.
Ci sono diversi venditori improvvisati di ventilatori che conoscono a malapena la differenza tra una ventola assiale ed una centrifuga. (Ed i disastri che combinano ai loro clienti sono la prova di questa loro incompetenza.)
In un mondo ideale – fatto di marzapane e pieno di fatine svolazzanti – tu non dovresti preoccuparti di conoscere quello che sto per svelarti.
In questa realtà da sogno, qualsiasi fornitore sarebbe così onesto e professionale da fornirti sempre e solo la soluzione migliore per muovere i gas di cui hai bisogno nel tuo impianto.
Purtroppo per te, questo mondo idilliaco NON esiste. (come sicuramente saprai)
Ecco perché DEVI sapere come funziona un ventilatore centrifugo se vuoi evitare problemi di installazione – o fermi di produzione – a causa di alcuni errori banali, ma al tempo stesso letali, quando acquisti una nuova ventola.
Il ventilatore centrifugo, è la tipologia di ventola più importante nel settore degli impianti di processo industriale.
Non sono l’unica famiglia di ventilatori.
Ma le altre tipologie sono più frequenti nel mondo del condizionamento o della ventilazione di edifici.
In questo video – estratto dal mio corso sui ventilatori per processi industriali – ti svelo l’identikit di un ventilatore centrifugo, le sue caratteristiche principali che lo rendono diverso da tutti gli altri ventilatori.
Ma quali sono i vantaggi che puoi ottenere installando una ventola centrifuga nel tuo impianto?
Partiamo dalle basi.
Una ventilatore centrifugo – se scelto correttamente – può aspirare qualsiasi miscela di gas e polveri, evitandoti inutili complicazioni ed accessori ulteriori nel tuo impianto.
I processi industriali devono spesso trattare miscele di gas nelle più svariate condizioni.
Elevate temperature, presenza di sostanze corrosive o di vapore acqueo. Giusto per fare qualche esempio.
In molti casi, è necessario trasportare anche polveri molto dure ed abrasive, o che tendono ad appiccicarsi ovunque.
Il ventilatore centrifugo è l’unico in grado di lavorare in tutte queste condizioni, senza usurarsi in tempi brevi ed evitandoti la noia di dover purificare e filtrare il gas prima di farlo entrare nella girante.
I ventilatori centrifughi industriali, sono suddivisi in diverse famiglie a seconda del tipo di pala utilizzata.
Ne vedi alcuni esempi in questa fotografia che ho scattato stamattina nella mia officina.
Sulla sinistra una girante a pale avanti, in centro due pale rovesce curve ed infine quella più grande sulla destra è una ventola a pale inclinate rovesce.
Ogni profilo di pala è studiato ad hoc per risolvere un determinato problema e quindi portarti un beneficio particolare nel tuo impianto.
Se ad esempio devi muovere aria con grandi contenuti di polvere, magari di una sostanza che tende ad attaccarsi ovunque, allora la soluzione migliore può essere un ventilatore centrifugo a pale radiali.
Ho scritto un articolo completo ed esaustivo su come scegliere il giusto ventilatore per il tuo impianto, alla fine del quale potrai scaricare anche una guida gratuita.
Se ti interessa puoi leggerlo cliccando qui.
L’elevata flessibilità non è però l’unico vantaggio di una ventola centrifuga.
Sai perché le ventole centrifughe sono la tua unica scelta possibile quando nel tuo impianto hai bisogno di spingere i gas ad alta pressione?
Se magari hai confrontato tra di loro la curva di un ventilatore assiale con quella di un ventilatore centrifugo, ti sarai reso conto che quest’ultimo – a parità di tutte le altre condizioni – riesce a fornire una pressione molto più alta, in alcuni casi 5-6 volte maggiore.
Come mai?
Tutto merito dell’effetto centrifugo.
Tranquillo, come al mio solito trasformerò questo parolone difficile in termini semplici.
Come mi avrai sentito dire nel video che ho messo più sopra, la prima grande differenza di un ventilatore centrifugo rispetto a tutti gli altri, è data da come si muove l’aria o il gas al suo interno.
Ventilatore radiale centrifugo
Il flusso dell’aria entra in una direzione assiale – cioè parallela all’asse di rotazione – per essere successivamente deviata di 90 gradi in direzione radiale.
La girante quindi lavora deviando il gas e spostandolo ad un diametro più alto di quando è entrato.
Per darti un’immagine chiara, è la stessa cosa che succede ai vestiti dentro una lavatrice quando parte la centrifuga.
L’alta velocità di rotazione del cestello fa in modo che i capi si ammassano – strizzandosi – sulla parete del cestello stesso.
Ecco cos’è l’effetto centrifugo.
Le pale della ventola – come se fossero una specie di ascensore – aumentano il valore di quella che è chiamata energia potenziale, che nel caso di un gas è rappresentata dalla pressione statica.
Questo fenomeno non si verifica con gli altri tipi di ventilatori industriali.
Ecco perché il ventilatore centrifugo è il più potente nel dare pressione al tuo impianto.
Dopo aver letto di questi due grandi vantaggi offerti da questa tipologia di ventole, potrebbe anche sorgerti un dubbio:
“Ma questi ventilatori centrifughi NON hanno nemmeno un difetto?”
Beh, non è proprio così.
Scopri i due talloni d’Achille dei ventilatori centrifughi, a causa dei quali potresti avere grosse difficoltà quando installi questa tipologie di ventole.
Come sicuramente saprai, il ventilatore centrifugo ha una chiocciola, cioè una cassa a forma di lumaca.(da cui il nome “chiocciola”)
Lo scopo di questo componente è quello di contenere e convogliare il flusso di gas nella direzione che desideri.
Può infatti orientare l’uscita del ventilatore dove preferisci, teoricamente con una libertà a 360°.(nella pratica le posizioni possibili sono da 0 a 360, con incrementi di 15°.)
Hai però un forte vincolo nella direzione in cui posizionare la bocca di un ventilatore centrifugo, che ha un grande impatto sul layout dell’impianto.
La direzione di uscita del gas deve SEMPRE essere perpendicolare all’ingresso.
Per questo motivo le tubazioni devono avere un layout particolare e più complicato rispetto al caso di un ventilatore assiale.
Un ventilatore centrifugo NON può essere installato “in linea” – cioè con la tubazione in uscita sullo stesso asse di quella in ingresso – come invece puoi fare con le ventole assiali.
Il secondo “difetto” del ventilatore centrifugo, è dovuto alla forma della sua chiocciola.
Escludendo infatti le piccole ventole in plastica o alluminio pressofuso, poco utili ad un processo industriale che si rispetti, normalmente un ventilatore centrifugo ha una cassa costruita in lamiera.
Pertanto la bocca di uscita della chiocciola è – per questioni costruttive – di forma rettangolare.
La flangia di aspirazione è invece circolare,
Pertanto, quando devi collegare un ventilatore centrifugo al tuo impianto, hai due possibili strade da seguire.
Puoi installare sulla bocca premente del ventilatore centrifugo un componente chiamato quadro-tondo, cioè un raccordo di transizione che può collegare da un lato una flangia rettangolare e dall’altro una circolare.
Fai attenzione perché questo componente, come spiego nel mio corso sui ventilatori per processi industriali, può ridurre drasticamente la pressione fornita dalla ventola causandoti pesanti problemi di produzione.
Deve quindi essere progettato da chi ti fornisce il ventilatore.
L’altra strada che puoi percorrere è invece quella di utilizzare due tipologie diverse di tubazioni. Circolare sulla linea di aspirazione e rettangolare su quella che esce dal ventilatore.
È forse una soluzione più scomoda, ma ha il vantaggio di non creare ulteriori perdite di carico dovute al raccordo quadro-tondo.
Bene.
Adesso hai sicuramente un’idea più chiara di cos’è un ventilatore centrifugo.
Come ti ho detto all’inizio, questa tipologia di ventola è quella preferita da chi progetta – o utilizza – impianti per processi industriali.
Come calcolare la curva di due (o più) ventilatori centrifughi in serie?
L’altro giorno Luigi mi contatta dalla chat di questo blog per farmi questa domanda:
“Come posso calcolare la caratteristica di due centrifughi NON uguali in serie?”
Appena terminato di scrivere la domanda, si è scollegato.
Forse ha perso la connessione. Non so.
Ad ogni modo, visto che non sono riuscito a rispondergli, ho deciso di tagliare la testa al toro e scrivere questo articolo sul corretto uso dei ventilatori centrifughi in serie.
Prima di rispondere alla domanda di Luigi, facciamo però una piccola premessa.
Cosa si intende quando si parla di ventilatori centrifughi in serie?
La definizione più comune sarebbe la seguente:
“Si parla di due ventilatori in serie quando sono posizionati uno dopo l’altro lungo il percorso del gas aspirato.”
Non sono un grande fan di questa definizione. In un impianto ci sono infatti diversi ventilatori centrifughi che – seguendo quanto scritto sopra – dovrebbero essere considerati in serie.
Ma in realtà non è così. Il ventilatore che aspira i fumi dalla camera di combustione NON è in serie rispetto a quello dell’aria comburente.
Perché?
Lo puoi capire meglio se consideri qual è lo scopo di questa particolare installazione.
Molto spesso capita che l’impianto abbia bisogno di valori di pressione molto elevati. Questa esigenza richiede di utilizzare ventilatori centrifughi con un diametro della girante considerevole, oppure con velocità di rotazione molto elevate.
Si sceglie quindi in alcuni casi di “spezzare” il salto di pressione in due, utilizzando due ventilatori centrifughi in serie.
L’aspetto fondamentale è che entrambe le ventole devono fornire la stessa portata.
Sulla base di questa ultima frase passiamo ad una prima risposta alla domanda di Luigi.
Perché due ventilatori centrifughi in serie NON possono essere completamente diversi?
Luigi infatti mi chiedeva come poteva costruire la curva di due ventilatori centrifughi in serie nel caso in cui le due macchine non fossero uguali.
Quando due ventilatori lavorano in serie, la portata che possono spingere è la stessa che avresti con una sola ventola.
Se le due macchine hanno delle curve di portata pressione molto differenti, la quantità di gas trasportato sarà pari al valore più basso di portata che i due ventilatori riescono a fornire.
Pertanto, quando installi due ventilatori centrifughi in serie, questi devono essere uguali (soluzione ottimale) o al massimo leggermente diversi.
Altrimenti rischi di NON ottenere i valori di portata e pressione di cui hai bisogno.
Chiarito questo primo aspetto – e se hai ancora qualche dubbio vedrai che nelle prossime righe ti sarà tutto chiaro – posso rispondere alla domanda di Luigi.
Come calcolare la curva caratteristica di due ventilatori centrifughi in serie?
In teoria chi ti ha venduto le due macchine dovrebbe fornirti la curva delle prestazioni dei due ventilatori in serie.
Ma magari non gli hai comunicato la tua intenzione di installarli uno dopo l’altro.
Oppure stai aggiungendo un secondo ventilatore ad uno già esistente.
Poco importa.
Per calcolare la curva dei due ventilatori centrifughi in serie, devi solo fare una “somma” – per ogni valore di portata – dei valori di pressione forniti dai ventilatori singolarmente.
Inutile dirlo, devi avere a disposizione le curve di portata pressione delle due ventole.
Nell’immagine che vedi qua sotto, trovi in nero la curva del singolo ventilatore. quella tratteggiata in rosso è invece la curva “teorica” dei due ventilatori centrifughi in serie.
Perché dico teorica?
Te lo svelo subito.
Perché NON devi trascurare l’effetto della densità quando calcoli la curva di due ventilatori centrifughi in serie?
Le prestazioni di qualsiasi ventilatore sono influenzate dal valore di densità del gas che trasporta.
In particolare, quella che conta veramente è la densità del gas misurata sulla bocca di aspirazione del ventilatore.
Dalla formula per il calcolo della densità di un ventilatore centrifugo emerge che questa dipende anche dalla pressione del gas aspirato.
Quindi installando due ventilatori centrifughi in serie, il secondo dei due riceverà in ingresso un gas con un valore di pressione – e quindi di densità – più elevato.
Ecco perché nel grafico che ti ho mostrato sopra, la curva reale dei due ventilatori in serie (quella in blu) è leggermente più alta rispetto a quella teorica.
Hai capito perché due ventilatori centrifughi in serie non possono essere troppo diversi?
Se osservi il diagramma che ti ho mostrato prima, puoi notare come le curve di pressione – sia della singola ventola che delle due in serie – arrivano a pressione nulla nello stesso punto di portata.
Questo perché nell’esempio ho considerato due ventilatori uguali.
Se invece una delle due ventole è più piccola – o funziona ad un numero di giri più basso – la sua curva di pressione andrà a zero prima di quella dell’altra.
Questo vuol dire far funzionare il ventilatore a valori di portata tali da fornire una pressione negativa.
Per esercizio teorico, ti ho preparato questa curva di due ventilatori centrifughi in serie, di cui uno con una girante più piccola.
Come puoi vedere dal grafico, andando oltre la portata di circa 90.000 m³/h, i due ventilatori in serie fornirebbero una pressione più bassa di quella che darebbe da solo quello più grande. (ventilatore 2)
Questa situazione – seppur valida dal punto di vista teorico – è del tutto inutile.
Un ventilatore ha infatti lo scopo di creare un salto positivo di pressione. A maggior ragione se stai pensando di utilizzare due ventilatori centrifughi in serie.
Per questo motivo la scelta ed il corretto dimensionamento di due o più ventilatori centrifughi in serie sono attività che devono essere eseguite da un esperto di queste macchine.
Vuoi davvero essere certo di installare due o più ventilatori centrifughi in serie, EVITANDO problemi di funzionamento dovuti ad una scelta non corretta delle ventole?
Grazie a questo articolo ti sei fatto un’idea più chiara di come funzionano e di come si costruiscono le prestazioni di due ventilatori centrifughi in serie.
Magari – anche grazie alla mia guida alla scelta del ventilatore industriale per il tuo impianto – hai adesso tutte le informazioni che ti mancavano.
In questo caso sono più che soddisfatto di aver raggiunto lo scopo che mi ero posto scrivendo queste poche righe.
Se invece hai ancora dei dubbi, o semplicemente NON essendo il tuo lavoro scegliere e progettare ventilatori industriali vuoi evitare il “Fai da te” (ottima scelta), NON devi sentirti abbandonato a te stesso.
La cosa più semplice che puoi fare è infatti richiedere il mio aiuto.
Ti basta lasciare i tuoi dati nel modulo di contatto che ti appare cliccando sul pulsante che trovi qua sotto.
Entro massimo 48 ore io o un mio tecnico ti contatteremo per raccogliere tutte le informazioni necessarie alla corretta scelta dei ventilatori centrifughi di cui hai bisogno, rispondendo ovviamente a qualsiasi dubbio o incertezza dovessi avere.
Se poi hai bisogno di acquistare delle ventole, sulla base dei dati di funzionamento del tuo impianto ti consiglierò la soluzione migliore in termini di prestazioni e soprattutto di materiali per la costruzione dei ventilatori.
In questo modo sarai sicuro di acquistare – ed installare – due o più ventilatori centrifughi in serie in grado di fornire REALMENTE (non solo sulla carta) le prestazioni richieste dall’impianto.
Ci sono molte altre informazioni e trucchi del mestiere che dovresti conoscere sulle ventole centrifughe.
Non posso però scriverti tutto nello spazio ristretto di un articolo del blog.
Ho però una fantastica notizia per te.
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“Signore delle Ventole, ti ringrazio di questa bella opportunità.Ma io non ci capisco molto di ventilatori e forse non ha senso che segua il tuo corso.”
Ti capisco.
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Il Signore delle Ventole
