Experimental study of an reversible axial flow fan : With respect to design of hub/blade base and minimum/maximum blade angle

I detta examensarbete studeras en ny konstruktion av en reversibel axialfläkt. Genom experimentella tester utvärderas olika utföranden av fläkthjul. De faktorer som varierar är utformning på nav och skovelbas samt skovelvinkel. Alla tester genomförs i AB Akron-maskiners testrigg som är upprättad efter ISO 5801. Navets utformning visar sig inte ha märkbar påverkan på prestandan. Förändringar i prestandan upptäcks när olika kombinationer av nav och skovelbas testas. Största skillnaden i verkningsgrad mellan bästa och sämsta nav/skovelbas kombination är ca 20 %. Det är av stort intresse att få tillgång till denna information eftersom en enklare utformning av nav möjliggör en större flexibilitet vid tillverkning. En övre gräns för största skovelvinkel beror delvis på uppkomsten av stallning men framför allt på begränsningar hos fläktens motor. Den minsta skovelvinkeln beror även den på motorstorlek. Prestandan förbättras om den radiella luftströmmen genom skovlarnas ihålighet blockeras. En blockering ger en ökning av verkningsgraden med 5–12 % och en minskning av ljudeffektnivån med 2-3 dB. För bästa prestanda ska utformningen på navet vara sfäriskt och skovelbasen krökt och formad efter navet. Detta är samma typ av nav som tillverkas idag. Största och minsta användbara skovelvinkel är 50° respektive 25° mot rotationsriktningen. In this thesis a new construction of a reversible axial flow fan is being studied. By performing experiments on different variants of a fan wheel an evaluation is done. Factors to be varied are the design of the hub and the blade base as well as blade angle. All tests is performed in a test rig established by AB Akron-maskiner. The test rig is constructed according to ISO 5801. Experiments show that the hub design itself does not have a significant impact on the performance. Changes in performance are detected when various combinations of hubs and blade base are tested. The greatest difference in efficiency between the best and worst hub/blade base combination is about 20%. It is of great interest to have access to this information because a simpler design of the hub allows greater flexibility in the manufacturing. An upper limit for the maximum blade angle is partly due to the appearance of stall but mainly the limitations of the fan motor. The minimum blade angle has also the result founding in engine size. The performance is improved if the radial airflow through the blades cavity is blocked. A blockage causes an increase in efficiency by 5-12% and a reduction in sound power level of 2-3 dB. For optimal performance, the design of the hub should be spherical and the blade base curved and shaped to the hub. This is the same type of hub that is produced today. Maximum and minimum useful blade angle is 50° and 25° to the rotation direction