Design av bladprofil for en stor ventilator

Abstract

Institutt for Energi- og Prosessteknikk ved NTNU gikk, for en tid tilbake, til innkjøp av en fullskala ventilator av typen som Vegdirektoratet i Norge benytter til ventilering i tunneler. Motivasjonen bak innkjøpet var et ønske om å drive utviklingsarbeid rundt impellerdesign, da Vegdirektoratet ved flere anledninger opplevde at innkjøpte ventilatorer ikke overholdt produsentens egne spesifikasjoner. Denne oppgaven er et ledd i dette arbeidet, og har som målsetning å utvikle bladgeometri spesielt for denne typen applikasjon, for en fembladet impeller som kan tilpasses på det originale navet, og med bedret ytelse sett i forhold til den originale impelleren. Geometridesignet tar utgangspunkt i et løfteprofil utviklet på instituttet noen år tilbake med spesielt godt løft-per-motstandsforhold, men såkalt skarpe steilingsegenskaper. Bestemmelse av fordeling av kordelengde og geometrisk vridning langs bladets radius, er gjort ved hjelp av bladelementmetoden programmert i matrisebehandlingsprogrammet . Geometrien er meshet i MatLab og etterprøvet i CFD-programmet Fluent for konstant rotasjonshastighet og varierende volumstrøm, og resultatene er sammenliknet med testdata fra den originale impelleren. Sammenligningsprosessen er vanskeliggjort av at mengden av tilgjengelig testdata fra den originale impelleren, eller liknende impellere, er svært begrenset. Sammenligningen som er gjort, indikerer imidlertid at det nye impellerdesignet har høyere virkningsgrad og høyere spesifikk skyvkraft over hele arbeidsområde enn den originale. I bladelementprogrammet ble ett blad delt inn i 20 elementer. Geometrien er lagret som 21 .dat-filer med profilkoordinater i alle tre romlige retninger for de 21 profilveggene som skiller disse 20 elementene.