Hoe wordt de centrifugale kracht op een ventilatorblad berekend?

De centrifugale kracht F = m × R × ω², waarbij m de massa van het blad in kg is, R de afstand van de rotatieas tot het zwaartepunt van het blad in meters, en ω = 2π·n/60 de hoeksnelheid in rad/s. Het resultaat wordt uitgedrukt in Newton.

Wat is de kracht-gewichtsverhouding en waarom is die belangrijk?

De kracht-gewichtsverhouding is de centrifugale kracht gedeeld door het gewicht van het blad (m×g). Het geeft aan hoeveel keer de zwaartekracht op het blad inwerkt. Een verhouding van 1000 betekent dat het blad 1000 keer zijn eigen gewicht 'voelt'. Dit is cruciaal voor de beoordeling van de spanning in de bladvoet, het ontwerp van de bevestigingsmiddelen en de levensduur bij vermoeiing.

Wat is een veilige tipsnelheid voor industriële ventilatoren?

Typische maximale tipsnelheden: waaiers van koolstofstaal 80–120 m/s, roestvrij staal 60–90 m/s, aluminium 100–150 m/s, FRP/glasvezel 60–80 m/s. Hogere tipsnelheden verhogen de centrifugale spanning en het geluid. In kritische toepassingen kan de tipsnelheid beperkt worden tot 60 m/s.

Waarom ondervinden ID-ventilatoren een grotere centrifugale kracht dan FD-ventilatoren?

ID-ventilatoren (Induced Draft) verwerken doorgaans heet, vervuild gas en hebben grotere, zwaardere bladen met een grotere straal dan FD-ventilatoren (Forced Draft). In combinatie met vergelijkbare of hogere snelheden resulteert dit in aanzienlijk grotere centrifugale krachten op de bladen van ID-ventilatoren.

Hoe verhoudt centrifugale kracht zich tot het balanceren van ventilatoren?

Centrifugale kracht als gevolg van onbalans (ongelijke massaverdeling) veroorzaakt trillingen. Zelfs een klein massaverschil tussen de bladen creëert een netto onbalanskracht op de as. Een goede balancering zorgt ervoor dat de centrifugale krachten van alle bladen elkaar opheffen, waardoor er een minimale netto kracht op de lagers overblijft.

Gratis technisch hulpmiddel

Calculator voor centrifugale kracht van ventilatorbladen

Bereken de centrifugale kracht op de ventilatorbladen voor ID- en FD-ventilatoren. Bepaal de kracht per blad, de totale kracht, de kracht-gewichtsverhouding en de tipsnelheid.

ID-/FD-ventilatoren Kracht per blad Tipsnelheid

Resultaten

Kracht per blad

—

Kracht per blad (kN)

—

Kracht-gewichtsverhouding

—

Totale kracht (alle bladen)

—

Tipsnelheid

—

Centrifugale kracht op een ventilatorblad

m — massa van het blad (kg)
R — afstand van as tot zwaartepunt van het blad (m) — invoeren in mm, intern omgerekend
ω = 2π·n/60 — hoeksnelheid (rad/s)

Kracht-gewichtsverhouding

Tipsnelheid

De tipsnelheid wordt berekend aan de hand van de straal van het zwaartepunt van het blad. Voor de werkelijke tipsnelheid van de waaier moet de buitenste tipstraal worden gebruikt.

Praktisch voorbeeld

Voorbeeld — ID-ventilatorblad

Gegeven: Bladmassa = 15 kg, zwaartepuntstraal = 800 mm, snelheid = 1485 RPM

ω = 2π × 1485 / 60 = 155,5 rad/s

F = 15 × 0,8 × 155,5² = 290.340 N = 290,3 kN

Kracht/Gewicht = 290.340 / (15 × 9,81) = 1.972×

Tipsnelheid bij het zwaartepunt = 0,8 × 155,5 = 124,4 m/s

⚠️ Let op: Deze krachten werken per blad in op de bladvoet. De nettokracht op de lagers is afhankelijk van de balanskwaliteit – idealiter heffen alle bladkrachten elkaar op. Massaverschillen tussen de bladen veroorzaken de onbalanskracht die tijdens het balanceren wordt gemeten.