Charakteristisch für den Querstromventilator ist, dass das Fluid das Lüfterrad zweimal durchströmt: zunächst radial einströmend, dann radial ausströmend. Ein- und Auslass liegen dabei in derselben Ebene. Das Abgas verteilt sich gleichmäßig über die gesamte Ventilatorbreite. Dank seiner einfachen Konstruktion, der geringen Größe und des hohen dynamischen Druckbeiwerts ermöglicht er große Förderweiten und findet breite Anwendung in Laserinstrumenten, Klimaanlagen, Luftschleieranlagen, Trocknern, Haartrocknern, Haushaltsgeräten, Mähdreschern und weiteren Bereichen.
Die interne Struktur des Querstromventilators ist sehr komplex. Obwohl das Laufrad in Umfangsrichtung symmetrisch ist, ist die Luftströmung asymmetrisch und ihr Geschwindigkeitsfeld instabil. Auf der Innenseite einer Seite des Laufradumfangs befindet sich ein Wirbel, der die gesamte Luftströmung steuert – der sogenannte exzentrische Wirbel des Querstromventilators. Das Zentrum dieses Wirbels liegt irgendwo auf der Innenseite des Laufradumfangs und bewegt sich unter verschiedenen Drosselbedingungen in Umfangsrichtung. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann es aufgrund der verstärkten exzentrischen Wirbelstromsteuerung des Querstromventilators im Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu einer Störung der Gaszufuhr und -abfuhr kommen. Im Testsystem tritt dann ein anormaler Zustand auf, das sogenannte Pumpstoßphänomen.
Bei kleiner Entlüftungsfläche ist der Widerstand der Widerstandsschicht hoch, der Durchfluss in der Rohrleitung gering, die Anforderungen an den Querstromventilator niedrig, der Einfluss exzentrischer Wirbelströme gering und der Durchfluss unauffällig. Bei hoher Drehzahl und großer Entlüftungsfläche hingegen verstärkt sich die Steuerkraft exzentrischer Wirbelströme, das Gas im Querstromventilator kann nicht mehr normal abgeführt oder angesaugt werden, das Testsystem zeigt Anomalien an und der Querstromventilator weist ein Pulsationsphänomen mit einer entsprechenden Phase auf. Konkret:
(1) Der Lärmpegel steigt.
Wenn der Querstromventilator normal arbeitet, ist der Geräuschpegel relativ niedrig. Tritt jedoch das Pumpereignis auf, ist im Inneren des Querstromventilators ein dumpfes Summen zu hören, und von Zeit zu Zeit wird ein scharfes, dröhnendes Geräusch ausgestoßen, das relativ laut ist;
(2) Die Vibration verstärkt sich.
Wenn der Querstromlüfter ruckartig läuft, vibriert der Antriebsriemen des Kraftwagens deutlich, und die gesamte Testvorrichtung vibriert deutlich;
(3) Leseschwierigkeiten.
Wenn der Querstromventilator ruckartig läuft, ändern sich die Werte des Mikromanometers und des Drehzahlmessers rapide und stark – ein periodisches Verhalten. In diesem Fall ist die Ablesung für die Prüfer schwierig. Normalerweise entspricht der angezeigte Wert dem normalen Betriebswert des Querstromventilators, und das Ruckeln ist nahezu verschwunden. Innerhalb eines Zyklus ist es jedoch kurzzeitig und sehr instabil; der angezeigte Wert markiert den Moment, in dem das Ruckeln besonders stark ausgeprägt ist.
Veröffentlichungsdatum: 20. Juli 2022