Svenska ElektronikForumet

Postat lite i 'Visa upp vad vi friformat!' men inser att det här kommer nog spåra ordentligt så kan lika gärna göra en tråd.

Började med att jag ville ha forcerad ventilation i garaget för att relativt snabbt kunna göra ett luftombyte, t.ex trycka in kall luft på natten så det är mer behagligt på dagen då det annars blir förjäkla varmt eller när man håller på med saker som dammar, se till att det vädras ut fort.
Budgeten finns inte riktigt för att köpa en fläkt för hundratals kronor som sen ändå inte lever upp till vad jag vill åstakomma och det är rätt kul att experimentera...

Ritade upp ett fläkthjul på måfå, printade i PLA och återbrukade en motor som stått på hyllan i något år nu.
Motorn är en enfasare på strax över 300W enligt typskylten. Något dygn senare blev skrivaren klar med fläkthuset och ett annat fläkthjul, återigen ritat lite på måfå.
Kortare blad och fler, delvis för att testa hur det blev med lättvikts PLA och delvis för att testa med så många blad.
Båda fläkthjulen får motorn att dra ca 200W(litar inte helt på effektmätaren jag använder) men det gråa verkar flytta lite mer luft baserat på vindhastighet i utblåset. Nästa steg är att bli lite mer vetenskaplig med det hela .. Kan inte skriva ut fläkthjul om och om igen för att testa olika vinklar, antal blad och form av blad.
Suttit och ritat upp lite olika alternativ men nästa steg är att testa det här, en justerbar design: Genom att rotera det stora kugghjulet roteras samtliga fläktblad lika mycket, från i princip stängt åt ena hållet, till neutralt, till stängt åt andra hållet.
Givetvis kanstora kugghjulet låsas så saker inte flyttar på sig i drift.
Lite varierande källor har gett mig intrycket att fläkthjul med blad som pekar "från" rotationsriktningen har högre effektivitet sett till luftmängd per effekt och blad som pekar "mot" rotationsriktningen har högre effektivitet per storlek/varvtal, därav vill jag kunna testa bladen åt bägge hållen.
Vidare har hjulet plats för 24 blad vilket gör att jag även kan testa 2, 3, 4, 6, 8, 12 blad med bibehållen symmetri och vinkeljustering. Troligtvis är 6, 12 och 24 blad mest relevant att testa till att börja med.
Tanken är att mäta tryckskillnad och lufthastighet i utblåset vid 5 vinklar för varje bladantal, göra någon graf i excel och se om det ger någon vettig data att fortsätta optimera mot.
Ser jag något tydligt där vore det intressant att böja bladen åt andra hållet och testa om vinklarna eller testa om längden på bladen gör någon större skillnad. Håller på och skriver ut för fullt så fortsättning följer...

Kul experiment. Samma princip som ledskenorna på en Francisturbin. skenorna på dessa har jag suttit inne i turbinröret och justerat med bladmått för att få bladen att stå i samma vinkel. Bladen satt på exententriska axlar som man fick vrida så att alla blad stod lika runt om när kransen var vriden till minsta genomsläpp.

Gissa om jag var nervös när jag kikade på den provisoriska plywoodskivan 20 meter bort, som hindrade vattenmassorna i dammen att forsa in i tuben där jag satt hopkrupen och skruvad på rostiga bultar.

I princip: få långa (radiellt) blad ger högre tryck och lägre flöde. Många "radiellt" korta blad ger högre flöde och lägre tryck. Detta gäller centrifugalfläktar som i ditt fall. Annars kan du få bättre flöde med en propellerfläkt...eller axialfläkt heter det nog

Lite off-topic.

Ibland kan fläktar och deras blad vara utformade på ett sätt som överraskar. Det är sällan, IMO, intuitivt självklart hur man utformar en optimal fläkt.
Den här lite udda skapelsen, FE3owlet ska vara effektiv med låg ljudnivå, enligt tillverkaren.



https://www.ziehl-abegg.com/sv/serien/fe3owlet


On-topic.

Jag hittade en sida där dom bl.a. skriver lite om optimering av centrifugalfläktar.

Figur 2

Ett par citat.

There are several arrangements of fan blades for centrifugal impellers. The highest-efficiency centrifugal fans use airfoil or backward-curved impeller blades (figure 2). Airfoil blades are curved backward and have an airfoil shape (similar to a cross section of an airplane wing), while backward-curved blades are of a single thickness of metal.
...
Backward-curved airfoil impellers provide the highest efficiencies for centrifugal fans.

https://esource.bizenergyadvisor.com/article/fans

Jag såg inget i den här texten om hur man ska välja vingprofil. Det finns några att välja emellan.
https://en.wikipedia.org/wiki/NACA_airfoil

/π

Seniorlemuren: Låter som rena skräckupplevelsen!

GunnarW: Låter ändå rimligt. Axialfläkt får nog bli ett framtida projekt, tanken är att denna ska kunna trycka luft längs några meter 125mm kanal så inbillar mig att axialen får svårt med det.

pi314: Sett något liknande fast för skeppspropellrar, just att "knölighet" kan göra dom mycket effektivare. Spännande men jobbigt när det är så icke-intuitivt.
Ska läsa igenom länken, tack!

Fläkthjulet funkade rätt okej, blev lite tight mellan stora och dom små kuggarna vilket gjorde det förjäkla trögt med 24 blad när man ville justera. Här syns förlängningen för att lugna ner flödet något och göra det lättare att få mer pålitliga flödessiffror. Gick ner i diameter för att "simulera" tryckfallet som blir vid längre sträckor och lättare träffa den lilla flödesmätaren. Blev lite knepigt att få bra mätdata då min effektmätare verkar något opålitlig med dålig repeterbarhet.
Orange är effekten när 8 blad var monterade, ser dramatiskt ut men skiljer 4W mellan högsta och lägsta vinkel, därför orkade jag inte testa detta på 12 och 24 blad.
Övriga 3 linjer är lufthastighet i meter per sekund för 8, 12 och 24 blad.
-2 till 2 refererar till dom raka "inställningsspåren" på stora kugghjulet där 0 motsvarar fläktblad som pekar rakt in i centrum och en ökning/minskning med ett motsvarar ca 45* rotation av varje blad.
Dvs -1 motsvarar att bladen står 45* "bakåt" enligt rotationsriktningen.
Generellt verkar jag tappa flöde vid negativa vinklar och få bäst flöden vid neutrala/svagt positiva vinklar.
24 blad stack ut något där bästa flöde var ganska konstant mellan 0 och 1 dvs 0 och 45 grader, den hade även bäst flöde generellt av dom 3 testerna.
Samtliga tester använder blad som är svagt kurvade bakåt.

Ytterligare ett mini-test.
Skrev ut ett nytt fläkthjul med samma total diameter och vinglängd, förändringen här är att det är 60 blad istället för tidigare 24.
Då hela justermekanismen är borta från denna variant så är fläkthjulet nästan en centimeter tunnare totalt, detta gjorde att jag även kunde testa hur stor skillnad det gör att förskjuta hjulet in/ut på axeln.
Pga att fläkthjulet ser annorlunda ut är det säkert inte direkt jämförbart mot det justerbara men bör ge en fingervisning ändå.
Med fläkthjulet maximalt inskjutet har jag ett avstånd på nästan 10mm mellan "insugskåpan" och fläkthjulets sida, detta gav 10.1m/s i utblåset.
Med fläkthjulet maximalt utskjutet så är avståndet ca 1mm vilket gav 11m/s i utblåset, mao ganska stor skillnad.
Tolkar detta som att det är viktigt att ingen luft får möjlighet att smita ut "runt" hjulet i drift.
Bägge testerna drog 197W, så det senaste hjulet har både högst flöde och högst effektivitet.

Mer dumheter.

80 blad verkar vara någon sorts sweetspot, möjligtvis att någon trend kan anas några få fler blad kan vara något bättre.. Så gick vidare med att testa längd och vinkel, bara två blad till att börja med.
80 blad, neutral vinkel som tidigare men 20mm långa istället för tidigare 10mm, detta sänkte både luftflödet och effekten. Dvs ungefär lika effektiv flöde vs effekt men sämre effektivitet luftflöde vs storlek på fläkt.
Det justerbara fläkthjulet och diverse litteratur visar på att framåtriktade blad ska ge större flöde så testade en variant med 80 blad, 10mm bladlängd som "vanligt" men vinklade fram dom 15 grader.
Detta gav direkt ytterligare skjuts till 11.9 m/s med samma effektbehov som 80 neutrala blad. Funderar lite på vad jag ska prova vidare. Hade varit intressant att prova 30 och 45 grader för att kunna se en trend och därefter testa mjukt böjda blad på den vinkel som verkar mest lovande.
Intuitivt känns det som man vill få luften som kastas "rakt ut" att ändra vinkel på väg ut så den skickas "rakt ut" i utloppet.