Présentation de l'assistant de calcul et conception de ventilateurs aerauliques inclus dans Heliciel
logiciel conception ventilateurs aeraulique

voir aussi:

calculating axial fan ventilation fans

The calculation and design of an axial fan for a blower or ventilation sytem aeraulic is to dimension the diameter of the fan, the number of blades, the speed of rotation, the hub diameter and the twisting of the blades as a function of delta total pressure of the fan to be provided to compensate for pressure losses of the ventilation system ..

Try here to explain in four designs what goes into a fan that generates a pressure delta at a given flow

The total delta pressure of an axial fan (Dpt in pascals) is the difference between
the total pressure at the suction flange (PtAsp) and the total pressure at the discharge flange (PtRef).
This pressure difference corresponds to the axial thrust force P (Newtons) generated by the propeller divided by the surface of the S ring (m²) swept by the rotating blades:

The thrust P is produced by the variation of quantity of movement(F=m*a)
between upstream and downstream of the blades. The fluid (considered incompressible)
is accelerated from V0 at upstream, to V2 downstream, via a speed V1
at the blades level.This acceleration energy intake (axial induced velocity)
is produced by the blade lift, rotated by the motor.

The flow (Q) being constant to minimize the turbulent losses, the hub will be sized and leads to better adjusting S0 S1 and S2 to the speed variations (continuity Equation) The enlargement S3 decreases the speed (V3 = V0) and transfer the dynamic pressure into static pressure (Bernoulli).

V0 = V3 implique que deltaP total = DeltaP statique(pascals) = PtRef-PtAsp = Poussée (Newton) * Section S1(m²)

 

Heliciel comprend un "Wizard ventilation". Cet outil facilite grandement la conception des ventilateurs helicoides à flux axial, suivant un cahier des charges de type aeraulique. Il suffit de saisir le debit du systeme et d'ajuster les parametres de pression desirée pour créer le ventilateurs sur mesure et d'editer les courbes de fonctionnement ( rendement, delta pression totale), en fonction du debit.

logiciel conception ventilateurs aeraulique

Ce "Wizard ventilateurs" a été concu spécialement à la demande de bureaux d'etudes aérauliques et des concepteurs de ventilations, comme un moyen de maitriser en autonomie la conception totale de leur systemes de ventilations.

Une démarche de conception par étude de faisabilité des triangles des vitesses en fonction des pressions et debits demandés, permet de pré-dimensionner les pales avant de créer la modelisation 3D finale:

L'épure théorique automatiquement actualisée par heliciel nous montre les angles d'entrées et de sorties du fluide, aux niveaux des diférents rayons de la pale. Ces angles sont determinées par les triangles des vitesses aux entrées (Points1) et sortie (points2) des profils.

shema epure dessin ventilateur axial

D'apres Bernoulli et la relation de Euler, l' augmentation de pression demandée est réalisée par la variation de vitesse relative entre l'entrée et la sortie. Ces relations restent théoriques, car elle supposent que le fluide est parfaitement guidé par des pales, en nombre infini, ayant une épaisseur infiniment petite. Nous utilisons ici cette approche simplifiée uniquement pour valider la faisabilité des parametres.Pour modeliser les helices, Heliciel utilise une autre methode integrant les performances des profils : la methode des eléments de pales et quantité de mouvement couplée à la theorie tourbillonnaire, pour definir le vrillage optimisé et les performances finales du projet en accord avec les profils selectionnés.

 

L'ambition de cet assistant de creation de ventilateurs a helices axiales, est d'ameliorer le rendement énergétique des installations aerauliques et de baisser les cout d'exploitation en procurant aux techniciens, dessinateurs et projeteurs un outil facile à maitriser et correspondant aux standards des cahiers des charges rencontrés l'aeraulique.

Le role du ventilateur dans un systeme de ventilation aéraulique:

Le ventilateur procure le "Dpt" (Delta de pression totale, statique+dynamique) ègale à la Pression Totale consommée par l'ecoulement au debit donné. Voici 4 exemples (images Mecaflux Pro3D) au meme debit et meme diametre de ventilateur:

Exemple 1: Le systeme rejette le fluide à grande vitesse la pression dynamique perdue est importante:

ventilation circuit aeraulique ouvert sans recuperation de pression dynamique

Exemple 2: Le systeme rejette le fluide à faible vitesse la pression dynamique perdue est faible:

implantation de ventilateur dans un conduit aeraulique

Exemple 3: Boucle de retour grande vitesse (faibles sections) la pression dynamique perdue est nulle mais les pertes de charges sont importantes:

implentation dans un systeme a boucle fermée

Exemple 4: Boucle retour basse vitesse (sections importantes) la pression dynamique perdue est nulle et les pertes de charges sont faibles :

ventilateur en boucle fermee

 

Quelques recommandations d'implantations pour éviter les pertes de performances:

forme entree ventilateur

implantation entree et sortie systeme ventilation

espace entre pales et conduit