Ottimizzazione del rendimento della girante di un ventilatore centrifugo mediante l'applicazione di tecniche di sperimentazione avanzate

In 2009 the European Commission published a Directive whose purpose is to regulate the minimum energy efficiency of the energy related placed within the European Community. From January 2013 also machinery for the handling and treatment of air will have to provide minimum performances. Centrifugal fans and in particular plug-fans belong to the latter category as they are rotating machines usually characterized by low values of absorbed power, especially when compared to those typical of other turbomachines. The theoretical knowledge about the optimal design of centrifugal fans is poor and always requires experimental confirmation of the results. This has always pushed manufacturers to focus on achieving of flow and pressure targets instead of putting more efforts in improving energy efficiency. This work deals with the improvement of the efficiency of a plug fan through the application of advanced experimental techniques known as Design Of Experiment, in order to reach the standards imposed by European Directives.

Nel 2009 è stata pubblicata da parte della Commissione Europea una Direttiva avente lo scopo di regolamentare i valori minimi di efficienza energetica che tutte le macchine a consumo di energia dovranno rispettare per poter essere commercializzate all’interno della Comunità Europea. Tra i prodotti a cui questa Direttiva si rivolge sono contemplate anche le macchine per la movimentazione e il trattamento dell’aria che trovano applicazioni nell’industria; l’entrata in vigore dei requisiti minimi descritti dalla Direttiva è prevista a partire da gennaio 2013. Di quest’ultima categoria fanno parte i ventilatori centrifughi ed in particolare i plug-fan, macchine rotanti solitamente caratterizzate da bassi valori di potenze assorbite, specie se paragonati a quelli tipici di altre turbomacchine. La teoria presente in letteratura relativa allo sviluppo di un design ottimale per i ventilatori centrifughi è limitata e rimanda sempre la progettazione a conferme e verifiche sperimentali. Ciò ha da sempre spinto i costruttori impegnati nel settore a concentrarsi sul raggiungimento delle pressioni e portate di progetto piuttosto che sul rendimento e sul risparmio energetico. Il presente lavoro di tesi ha invece come scopo il miglioramento del valore di rendimento di un plug fan mediante l’applicazione delle tecniche di sperimentazioni avanzate proprie del Design Of Experiment, al fine di garantire il superamento dei limiti imposti dalle Direttive Europee.