Был взят обычный осевой бытовой вентилятор PROFIT 4 BB с условным диаметром 100 мм. Диаметр рабочего колеса был 94 мм, количество лопаток колеса — 6. Электродвигатель стоял на шести прямых плоских опорах в соответствующем стакане перед рабочим колесом. Электродвигатель малой мощности с расщеплёнными полюсами на 220 В с потреблением из сети по паспорту 14 Вт. Частота вращения реально была вокруг 2400 об./мин. Картинки вентилятора показаны ниже.
Под этот вентилятор была сделана измерительная труба по схеме «С» с внутренним диаметром и диаметром измерительного коллектора 0,105 м. Вентилятор без проблем присоединялся к этой трубе при проведении аэродинамических испытаний. Также производились измерения потребляемой из сети мощности, мощность на валу было трудно мерить, поскольку она была очень мала, меньше 1 Вт. Для этого надо было делать специальную механику, хотя это было не очень интересно. Всё можно было увидеть по потребляемой из сети мощности и частоте вращения рабочего колеса.
Были проведены аэродинамические испытания этого вентилятора. Результаты показаны на рисунке ниже черной линией.
Это зависимость статического давления вентилятора от объёмной производительности, приведенная к нормальным атмосферным условиям, при реальной эксплуатации. График довольно типичный для обычного бытового осевого вентилятора по схеме «К» малых размеров. При этом частота вращения была в районе 2400 об./мин.+- 40 об./мин., а потребляемая из сети мощность была примерно 14,2 Вт+- 0,2 Вт. КПД двигателя таких малых размеров и такой конструкции не превышал (4-8)%. Это болезнь малых двигателей. У двигателей на постоянных магнитах КПД выше, но тоже заметно снижается при уменьшении размеров. Ну и они заметно дороже.
Интересно отметить, что приведенная на фотографии выше информация о максимальной производительности вентилятора 107 м3/час сильно не подтвердилась, реально она получилась около (77-78) м3/час.
Этот вентилятор был взят за основу для усилий по разработке центробежного вентилятора с возможно более близким диапазоном объёмных производительностей и близкими размерами. Не буду вдаваться в достаточно протяженный цикл параметрических испытаний, приведу только наиболее достойный результат, который, по моему мнению, трудно будет заметно улучшить. Получился прямоточный центробежный вентилятор с диаметром рабочего колеса 80 мм и квадратным корпусом 100 х 100 мм2, примерно такой же длиной и с тем же двигателем. При этом потребляемая из сети мощность была меньше – примерно 13,4+- 0,3 Вт. Частота вращения рабочего колеса была примерно такая же 2480+-40 об./мин. Несколько большая частота вращения косвенно говорит о меньшей потребляемой мощности.
Следует отметить, что, при диаметре рабочего колеса 80 мм, входное отверстие было достаточно мало, что позволило провести измерения на том же стенде с диаметром трубы 0,105 м и на ещё одном стенде – с диаметром измерительного коллектора 50 мм. Это позволило более детально получить аэродинамическую характеристику вентилятора во всём диапазоне расходов. Кроме того , было получено подтверждение соответствия данных обоих стендов.
Результаты измерений показаны на рисунке выше красной линией. Это тоже, как и у осевого, статическое давление. Конечно же центробежный вентилятор принципиально отличается от осевого. Но, при имеющихся габаритных ограничениях, удалось сделать центробежный прямоточный вентилятор с достаточно близким диапазоном работы по производительности. Приятным бонусом применения центробежного рабочего колеса является почти в два раза более высокое статическое давление. Это очень важно для таких малых вентиляторов, поскольку при таких малых диаметрах осевого рабочего колеса и габаритах трудно получить статические давления, достаточные для преодоления сопротивления сети в реальных условиях. Я взялся за эту задачу, поскольку много раз наблюдал как малый осевой вентилятор шумит, «пыхтит», но не перемещает воздух через систему. Это сразу видно по скоплениям пыли на лопатках рабочего колеса, это признак отрывного застойного течения.
Что касается шума на входе, то есть очевидная причина, по которой шум данного центробежного прямоточного вентилятора будет ниже: частоты вращения у них близкие, а диаметр центробежного 80 мм, в отличие от 94 мм осевого. Кроме того, диаметр входного отверстия центробежного вентилятора около 60 мм, а у осевого 102 мм. И кое-что ещё.
Подобные (или почти подобные) вентиляторы можно сделать и для диаметра 125 мм и для диаметра 150 мм. Отличие основное заключается в квадратном сечении вентиляторов. Однако после него без проблем можно перейти на круглую трубу диаметров 100, 125, 150 мм.
Поскольку, надеюсь, данную заметку прочитают проектировщики, монтажники, наладчики и просто пользователи, обращаюсь с главным для меня вопросом: такой вентилятор имеет практический интерес? Он может быть востребован? Стоит его доводить до серийной технологии? Если вам не будет лень, прошу дать своё мнение, предложения.
С уважением к читателю данного опуса,
В.Г.Караджи, 20.11.2025 г.
P.S. У меня такое впечатление, что бытовые осевые вентиляторы разных фирм (Эра, Вентз, Блауберг), большей частью, имеют одного и того же родителя. Это моё частное мнение.
