Un ventilateur centrifuge est un dispositif mécanique qui déplace l'air ou le gaz en convertissant l'énergie cinétique de rotation d'une roue en pression et en débit. Il s'agit du type de ventilateur industriel le plus largement utilisé, que l'on retrouve partout, des fours résidentiels aux tours de refroidissement des centrales électriques -, et comprendre son principe de fonctionnement de base est essentiel pour toute personne impliquée dans l'approvisionnement en équipements industriels.
Le mécanisme de base est d’une simplicité élégante. Un moteur fait tourner une turbine - un disque rotatif avec des pales incurvées - à grande vitesse à l'intérieur d'un boîtier en forme de spirale - appelé volute. L'air entre par une entrée centrale (l'œil de la turbine), est attrapé par les pales en rotation et est projeté vers l'extérieur par la force centrifuge. À mesure que l’air se déplace radialement à travers les passages des pales, il accélère. Lorsqu'il sort de la pointe de la turbine et pénètre dans la volute, le boîtier en spirale se dilate progressivement, convertissant l'air à grande vitesse en pression statique. L'air est ensuite évacué par une bride de sortie rectangulaire ou ronde dans les conduits en aval ou la tuyauterie de traitement.
Ce -cycle d'accélération-et-de diffusion en un seul étage est ce qui distingue les soufflantes centrifuges des autres types. Les ventilateurs axiaux poussent l’air directement parallèlement à l’arbre. Les ventilateurs volumétriques emprisonnent et pressent l’air mécaniquement. Les ventilateurs régénératifs font recirculer l’air à travers plusieurs passages de turbine. L'accélération radiale unique-du ventilateur centrifuge en fait le champion des applications à haut-volume et pression modérée-.
Les surpresseurs centrifuges sont disponibles en trois configurations principales de turbine, chacune optimisée pour différentes tâches. Les turbines **courbées vers l'avant-** ont de nombreuses pales peu profondes courbées dans le sens de rotation -. Elles produisent le plus grand débit d'air pour un diamètre et une vitesse de turbine donnés, mais avec le rendement (60 à 70 %) et la capacité de pression les plus faibles. Ce sont les ventilateurs à « cage d’écureuil » que l’on trouve dans les fournaises résidentielles et les appareils de traitement de l’air. **Les turbines incurvées vers l'arrière-** ont des pales moins nombreuses et plus profondes qui s'éloignent de la rotation - elles atteignent le rendement le plus élevé (80 à 88 %) et peuvent atteindre des pressions plus élevées, ce qui en fait le choix standard pour l'air de traitement industriel et les grands systèmes CVC. Les turbines **radiales-à pales** ont des pales droites s'étendant directement vers l'extérieur du moyeu - elles traitent l'air chargé de poussière-ou fibreux sans se boucher, au prix d'une efficacité moindre (55 à 65 %) et d'un bruit plus élevé.
La spécification de performance clé de tout ventilateur centrifuge est sa **courbe de ventilateur** - un graphique traçant la pression en fonction du débit à une vitesse constante. Contrairement aux surpresseurs volumétriques dont le débit reste presque constant, les surpresseurs centrifuges suivent une courbe en pente descendante : à mesure que la résistance du système augmente, le débit diminue. Cette sensibilité à la pression signifie que les ventilateurs centrifuges fonctionnent mieux dans les systèmes dotés de conduits de ventilation à résistance stable et prévisible -, de circuits d'air de refroidissement et de conduites d'alimentation en air de combustion où la contre-pression -ne varie pas de manière significative.
Dans la hiérarchie des équipements industriels de déplacement d'air-, le ventilateur centrifuge occupe la position-de volume élevé. Ce n'est pas la machine pour l'aération profonde-des réservoirs (choisissez régénératif), le transport de ciment (choisissez Roots) ou les applications turbo à haute-vitesse supérieure à 15 kW (choisissez les turbosoufflantes à air-sur roulements à feuilles). Mais pour déplacer de grandes quantités d’air contre une résistance modérée à un prix abordable, il n’a pas d’égal.