Ventilateur hélicoïde
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 hélicoïdes 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 qui se distinguent par leur forme géométrique et la trajectoire du fluide qui les traverse. La première classe concerne les axiaux ou hélicoïdes. Pour ce type de produit, le fluide est aspiré et propulsé le long de l’axe du moyeu, d’où leur nom d’axial. Il peut fournir des débits volumiques très important, mais sans pour autant parvenir à générer de grandes surpressions. La seconde classe se rapporte aux 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. Il peut générer des taux de compression très élevés relativement à l’axial, mais sans toutefois parvenir à d’importants débit volumiques de fluide. Dans ce qui suit, vous allez découvrir le fonctionnement d’un ventilateur hélicoide et quels sont ses différents champs d’applications.
Comment fonctionne les ventilateurs axiaux ?
Il 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 hélices en rotation transfèrent alors cette énergie mécanique sous forme d’énergie cinétique, mise en évidence par l’augmentation de la vitesse du fluide. Dans le domaine industriel, il est constitué de plusieurs éléments essentiels, chacun d’eux ayant un rôle bien précis. À l’entrée, 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 hélices 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, le redresseur suivi du divergent réorientent ensemble le fluide dans la direction axiale. Il 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 modèles de petite taille.
Quelles applications pour ces produits ?
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 entre 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 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 d’air nécessaires atteignent parfois les 400 000 m3/h. De même, les axiaux s’adaptent parfaitement à l’aérage des mines pour souffler l’air frais ou reprendre celui vicié. Plusieurs batteries ou séries d’hélicoïdaux en alliage d’aluminium ou en tôle d’acier galvanisé, dont la dimension 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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