Ventilateur axial industriel

Qu’est ce qu’un ventilateur axial ?

Les ventilateurs, à l’instar des soufflantes et des compresseurs, sont des turbomachines destinées à mettre en mouvement des fluides compressibles. Physiquement parlant, ces appareils transfèrent de l’énergie mécanique aux fluides qui les traversent, tels que l’air ou la vapeur d’eau, afin d’en augmenter la pression et la vitesse en fonction du domaine d’application. Comparés aux soufflantes et aux compresseurs, les ventilateurs industriels possèdent un faible taux de compression, usuellement inférieur à 1,2 pour l’air aux conditions ambiantes. De même, les vitesses des fluides les traversant sont faibles et les surpressions produites sont faibles à modérées, variant de 1 500 à 10 000 Pa. Outre les normes et recommandations techniques, sachez qu’en matière de sécurité, la ventilation industrielle relève d’obligations légales et réglementaires pour certains secteurs d’activité.

Types de ventilateurs industriels : hélicoïde ou centrifuge ?

Il existe deux principales classes de ventilateurs industriels qui se distinguent par leur forme géométrique et la trajectoire du fluide qui les traverse. La première classe concerne les ventilateurs axiaux ou hélicoïdes. Pour ce type de ventilateurs, le fluide est aspiré et propulsé le long de l’axe du moyeu, d’où leur nom d’axial. Le ventilateur axial peut fournir des débits volumiques très important, mais sans pour autant parvenir à générer de grandes surpressions. La seconde classe se rapporte aux ventilateurs centrifuges ou radiaux. Dans ce type de turbomachines, le fluide est aspiré parallèlement à l’axe de rotation, mais il en ressort perpendiculairement à ce même axe par centrifugation, d’où l’appellation centrifuge. Le ventilateur centrifuge peut générer des taux de compression très élevés relativement au ventilateur axial, mais sans toutefois parvenir à d’importants débit volumiques de fluide. Dans ce qui suit, vous allez découvrir comment fonctionne un ventilateur axial et quels sont ses différents champs d’applications. Cependant, n’hésitez pas à lire notre article dédié aux ventilateurs centrifuges pour avoir une bonne vision d’ensemble.

Comment fonctionne un ventilateur axial ?

Un ventilateur consomme de l’énergie électrique et la convertit en énergie mécanique grâce au moteur électrique. Ce dernier fait tourner l’arbre des pales au moyen d’un accouplement. Les pales en rotation transfèrent alors cette énergie mécanique au fluide sous forme d’énergie cinétique, mise en évidence par l’augmentation de la vitesse du fluide. Dans le domaine industriel, le ventilateur axial est constitué de plusieurs éléments essentiels, chacun d’eux ayant un rôle bien précis. À l’entrée du ventilateur, la bride d’aspiration permet de répartir le fluide d’une manière uniforme. Ensuite, on trouve le rotor qui dispose de pales, en monobloc ou à calage réglable, en alliage d’aluminium, en acier, et même en acier inox en présence de vapeur d’eau. Le profilage aérodynamique des pales permet d’optimiser le rendement énergétique et le comportement acoustique. Quant à la pivoterie, elle est constituée d’un arbre portant le rotor, claveté à l’une de ses extrémités. Le moteur électrique est relié à l’autre extrémité, soit par une transmission utilisant des courroies et poulies, soit par un accouplement semi-élastique permettant un entraînement direct. L’arbre tourne sur deux paliers, constitués généralement par des roulements à billes. À la sortie du ventilateur, le redresseur suivi du divergent réorientent ensemble le fluide dans la direction axiale. Le ventilateur hélicoïde peut fonctionner en montage horizontal ou vertical. Lorsque la ventilation nécessite de faibles puissances, la construction peut être plus simple et certains éléments peuvent ne pas apparaître pour des ventilateurs de petite taille.

Quelles applications pour un ventilateur axial ?

La ventilation industrielle est d’une importance capitale pour l’industrie minière, pharmaceutique, chimique, pétrochimique, agroalimentaire, textile, ainsi que pour les aciéries, incinérateurs, centrale thermique, etc. Les fonctions essentielles de la ventilation demeurent l’alimentation en air frais et l’extraction de l’air vicié, chargé de contaminants. Le choix du type de ventilateur hélicoïde ou centrifuge dépend des propriétés physiques du fluide telles que sa pression, sa température et du débit volumique nécessaire à une ventilation optimale. Les chaudières industrielles utilisent des ventilateurs hélicoïdes pour forcer l’air comburant à circuler dans le dispositif de combustion. Les surpressions pour ce genre d’application peuvent dépasser 5 000 Pa et les débits nécessaires atteignent parfois les 400 000 m3/h. De même, les ventilateurs axiaux s’adaptent parfaitement à l’aérage des mines pour souffler l’air frais ou reprendre l’air vicié. Plusieurs batteries ou séries de ventilateurs hélicoïdaux en alliage d’aluminium ou en tôle d’acier inox, dont la taille peut atteindre 10 m de diamètre, sont couramment utilisées pour l’aération des métros, tunnels routiers ou ferroviaires, pour la circulation d’air des aéroréfrigérants d’eau, ainsi que comme extracteurs pour l’évacuation des fumées, poussières ou gaz d’échappement.

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