Emisja akustyczna stanowi istotne kryterium oceny pracy systemów HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning). Redukcja hałasu generowanego przez łopatki wirników nawiewu bywa skomplikowanym wyzwaniem konstrukcyjnym, szczególnie w przypadku pracy w warunkach zakłóceń przepływu powietrza. Inżynierowie pracujący nad modyfikacjami geometrii krawędzi natarcia łopat wirników, podobnie jak i innych powierzchni aerodynamicznych w innych branżach, często sięgają po rozwiązania inspirowane przyrodą. Potencjał przykładowego rozwiązania tego typu opisywaliśmy w artykule:
W przypadku konieczności eksperymentalnej weryfikacji przyjętych koncepcji modyfikacji krawędzi natarcia łopatek wirników dla systemów HVAC, zachodzi potrzeba porównania różnych geometrii i walidacji poszczególnych iteracji. Nawet przy zastosowaniu druku 3D do szybkiego prototypowania, może to wiązać się ze stosunkowo wysokimi kosztami. Inżynierowie z Uniwersytetu w Aalen i FAU (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) zaprezentowali koncepcję wirnika z wymiennymi krawędziami natarcia do badań nad nad redukcją emisji akustycznej łopat.
Komponenty wirnika do testów zostały wykonane w technologii LPBF (laser powder bed fusion), zapewniającej połączenie dużej swobody geometrycznej z precyzją wykonania. Modułowa konstrukcja obejmuje wycięcie w jednej trzeciej cięciwy łopatki, służące do montażu wymiennych krawędzi natarcia do testów. Budowę i technologię druku dopracowano pod kątem stabilnego mocowania wkładek i minimalnych rozmiarów szczeliny w obrębie połączenia.
Badania opływu przeprowadzono zgodnie z normą DIN 5801, porównując pracę wirnika z wymiennymi krawędziami łopatek do wirnika o monolitycznej konstrukcji. Testy dowiodły znikomego wpływu systemu montażu wymiennych krawędzi na aerodynamiczne i akustyczne parametry pracy wirników, co otwiera drogę do wykorzystania proponowanego rozwiązania w procesach badawczo-rozwojowych nad geometrią krawędzi natarcia łopatek wirników w branży HVAC.
Schultheiß, G., Grützner, D., Czwielong, F. et al.: Laser powder bed fusion enabled modular fan blade design for efficient acoustic optimization, Prog Addit Manuf, 2026 (CC BY 4.0)
