Miten lasketaan tuulettimen lapoon kohdistuva keskipakoisvoima?

Keskipakoisvoima F = m × R × ω², jossa m on lavan massa kilogrammoina, R on etäisyys pyörimisakselista lavan painopisteeseen metreinä ja ω = 2π·n/60 on kulmanopeus rad/s. Tulos on newtoneina.

Mikä on voiman ja painon suhde ja miksi sillä on merkitystä?

Voima-painosuhde on keskipakoisvoima jaettuna terän painolla (m×g). Se kertoo, kuinka monta kertaa terään kohdistuu painovoima. Suhde 1000 tarkoittaa, että terä "tuntee" 1000 kertaa oman painonsa. Tämä on ratkaisevan tärkeää terän tyven jännityksen, kiinnittimien suunnittelun ja väsymislujuuden arvioinnin kannalta.

Mikä on teollisuustuulettimien turvallinen kärkinopeus?

Tyypilliset kärjen maksiminopeudet: hiiliteräksiset juoksupyörät 80–120 m/s, ruostumaton teräs 60–90 m/s, alumiini 100–150 m/s, FRP/lasikuitu 60–80 m/s. Suuremmat kärjen nopeudet lisäävät keskipakoisjännitystä ja melua. Kriittisissä sovelluksissa kärjen nopeus voi rajoittua 60 m/s:iin.

Miksi ID-tuulettimissa on suurempi keskipakovoima kuin FD-tuulettimissa?

ID-puhaltimet (Induced Draft) käsittelevät tyypillisesti kuumaa, likaista kaasua, ja niissä on suuremmat, painavammat lavat suuremmalla säteellä kuin FD-puhaltimet (Forced Draft). Yhdessä samanlaisten tai suurempien nopeuksien kanssa tämä johtaa huomattavasti suurempiin keskipakovoimiin ID-puhaltimien lapoihin.

Miten keskipakovoima liittyy tuulettimen tasapainotukseen?

Epätasapainosta (epätasainen massajakauma) johtuva keskipakoisvoima aiheuttaa tärinää. Jopa pieni massaero lapojen välillä luo akselille nettoepätasapainovoiman. Oikea tasapainotus varmistaa, että kaikkien lapojen keskipakoisvoimat kumoavat toisensa, jolloin laakereihin kohdistuva nettovoima on mahdollisimman pieni.

Ilmainen suunnittelutyökalu

Tuulettimen terän keskipakoisvoiman laskin

Laske ID- ja FD-puhaltimien lapoihin vaikuttava keskipakoisvoima. Laske lapikohtainen voima, kokonaisvoima, voima-painosuhde ja kärjen nopeus.

ID / FD-fanit Voima terää kohden Kärjen nopeus

Tulokset

Voima terää kohden

—

Voima terää kohden (kN)

—

Voima-painosuhde

—

Kokonaisvoima (kaikki terät)

—

Kärjen nopeus

—

Keskipakoisvoima tuulettimen lapoon

m — terän massa (kg)
R — etäisyys akselista terän painopisteeseen (m) — syötä millimetreinä, muunnetaan sisäisesti
ω = 2π·n/60 — kulmanopeus (rad/s)

Voima-painosuhde

Kärjen nopeus

Kärkinopeus lasketaan lavan painopisteen säteen avulla. Todellisen juoksupyörän kärkinopeuden laskemiseksi käytä ulompaa kärkisädettä.

Käytännön esimerkki

Esimerkki — ID-tuulettimen lapa

Annettu: Terän massa = 15 kg, painopisteen säde = 800 mm, nopeus = 1485 RPM

ω = 2π × 1485 / 60 = 155,5 rad/s

F = 15 × 0,8 × 155,5² = 290 340 N = 290,3 kN

Voima/Paino = 290 340 / (15 × 9,81) = 1 972 ×

Kärkinopeus painopisteessä = 0,8 × 155,5 = 124,4 m/s

⚠️ Huomautus: Nämä voimat lasketaan terää kohden ja vaikuttavat terän tyveen. Laakereihin kohdistuva nettovoima riippuu tasapainon laadusta – ihanteellisessa tapauksessa kaikki terän voimat kumoavat voimansa. Terien väliset massaerot luovat tasapainotuksen aikana mitatun epätasapainovoiman.

Tuulettimen lavan keskipakoisvoiman laskuri | ID/FD-tuuletin

Julkaisija Nikolai Shelkovenko päällä 15. helmikuuta 2026 15. helmikuuta 2026

Tulokset

Keskipakoisvoima tuulettimen lapoon

Voima-painosuhde

Kärjen nopeus

Käytännön esimerkki