شناخت انواع فن و مبانی آن
لازمه یک سیستم کار آمد تهویه هوای سرد ، گرم و تخلیه هوا انتخاب و کاربری مناسب فن است . نوع فن های که عموما مورد استفاده هستند شامل نوع سانتریفیوژ و نوع محوری اکسیال است.
(centrifugal fan) هواکش سانتریفیوژ در این فن ها، هوا از بخش پروانه به سمت پره ها حرکت کرده و انرژی جنبشی آن زیاد میشود. این انرژی جنبشی قبل از ورود به بخش discharge به انرژی فشاری تبدیل شده و در نتیجه فشار هوا بالا میرود. هوا به صورت شعاعی ای( گریز از مرکز )در اطراف پروانه پرتاب می شود برای جهت دادن به حرکت و فشار ایجاد شده نیاز به یک محفظه حلزونی شکل است.
axial fan فنهای اکسیال( محوری)، همانطور که از نامشان پیداست، جریان هوا را در طول محور خود به حرکت درمیآورند. هوا پس از عبور از پره ها، در اثر نیروی لیفت حاصل از ایرودینامیک، پرفشار شده و تغییر مسیر میدهد و پس از عبور از مسیر خروجی مجددا تغییر جهت داده و در نهایت در مسیر سرعت ورودی به فن، از آن خارج میشود.
این فن ها توانایی تولید فشارهای بالا را با بازده زیاد داشته و با بیشتر شرایط فرایندها کاربردی سازگاری دارند که این یکی از مزیتهای مهم نوع از فن ها میباشد. فنهای سانتریفوژ بر اساس نوع پره به چند دسته زیر تقسیم میشوند:
پره های ایرفویل (AF )
پره های Airfoil (AF) یا دارای سطوح و لبه های صاف و صیقلی هستندکه این باعث می شود تا آشتفتگی turbulence به میزان زیادی کاهش یافته این شرایط کاهش عمده ای در میزان صدا ایجاد شده و افزایش بازده سبب می شود.
منحنی راندمان فشار استاتیک، دبی یا جریان گاز
انحنا رو به عقب ( BC )backward curved
در این نوع فن ها گردش پروانه در جهتی است که پشت به انهنای داخلی تیغه ها یا پره ها است . فن های BC دارای راندمان کمتری نسبت به فن های ایرفویل هستند و میتوانند گازهای که دارای ذرات هستند را نیز انتقال دهند. چنانچه غلظت مواد همراه سیال یا گاز بالا باشد پره های شعاعی یا مستقیم در نوک مناسبتر می باشند.
صاف رو به عقب ( BI ) Backward Inclined
مقایسه عملکرد FC و فن های BI، برای سرعت دوران (S) مشخص سرعت هوا (V) در مقایسه دوران پروانه BI به صورت قابل ملاحظه ای از یک پروانه FC بیشتر است . بنابراین، هنگامی که یک فن BI انتخاب شده است با هدف رسیدن به همان
د بی یا جریان هوا، باید آن را در حدود دو برابر سرعت یک فن FC برای عملکرد مشابه انتخاب نمود. با وجود این، نیاز برق ورودی فن BI کمتر است ، اغلب آن را به یک انتخاب کارآمد تر بدل می کند.این افزایش سرعت دوران مستلزم آن است که با یک شفت بزرگ تر و تحمل و استحکام بیشتر ساخته شود، بالانس بودن پروانه نیز از اهمیت زیادی برخوردار می شود . این ساختار باعث می شود تا این نوع فن دارای توان جابجایی بالا های هوا یا گاز را همزمان با فشار استاتیک قابل توجه داشته باشد .
منحنی راندمان دبی و فشار فن BI
اولین چیزی که باید در مورد فن گریز از مرکز در نظر گرفته شود این نکته است انحنای تیغه های پروانه در جهت چرخش پروانه است. به همین علت به آن انحنا رو به جلو Forward Curved (FC) گفته می شود . فن های FC در سرعت های نسبتا کم را اندازی و برای تولید حجم هوا ی بزرگ و درمقابل فشارهای استاتیکی نسبتا پایین استفاده می شود. واضح است که ذاتا ساختار پروانه فن منحنی رو به جلو به این پروانه اجازه نمی دهد تا به سرعت آن در حدی افزود تا تولید فشار استاتیک بالا نماید .
شکل منحنی تیغه FC باعث یک حرکت رو به جلو به هوا توسط سطح نوک تیغه به همراه سرعت چرخش پروانه (S)، باعث پرتاب هوا در سرعت نسبتا بالا (V) خواهد شد. فشار استاتیک تولید شده توسط فن تابعی از حرکت رو به جلو از هوا در نوک تیغه یا همان پره است. فن FC در جریان هوا و فشار استاتیک محدود، در سرعت های دورانی پایین تر از انواع دیگر از کار می کند .
منحنی راندمان فشار استاتیک دبی فن FC
فن های پروانه ای یا هواکش آکسیال (propeller)
فن های پروانه ای، یکی ساده ترین انواع فن های محوری هستند که برای ایجاد جریانهای هوا ،فلویا دبی بالا و فشار کم کاربرد داشته و عموما در سیستمهای تهویه مورد استفاده قرار میگیرند. از آنجاکه فشار تولیدی این فنها کم بوده نیاز به کانالها و مجراهای بزرگ نداشته و به دلیل ساختار ساده پروانه که معمولا دارای دو یا چند تیغه یا پره از جنس سبک است، هزینه این فن ها پایین بوده و همچنین قادرند جریان را در جهت معکوس نیز تولید کنند این فن ها را میتوان هم بطور مستقیم و هم بوسیله تسمه به موتور متصل نمود. از معایب آنها، ایجاد سر و صدای نسبتا زیاد و بازده انرژی پایین میباشد.یکی از نمونه های فن های محوری، هواکش سردخانه ای می باشد.
فن محوری لوله ای یا هواکش لوله ای (Tubeaxial)
فن های محوری-لوله ای، نوعی از فنهای محوری هستند که پره های فن در محفظه استوانه ای قرار دارد. در اینفنها، با بهبود پارامترهای جریان ورودی، فشار و بازده بالاتری حاصل میگردد. این فنها برای تولید فشارهای متوسط و جریانهای ،دبی بالا کاربرد دارند.
فن محوری پره ای (Vaneaxial Fans)
فن های محوری-پره ای، نوع پیچیدهتری از فنهای محوری هستند که پرهها داخل لوله استوانهای بگونهای قرار دارند که با تغییر الگوی جریان، و انرژی جنبشی جریان ورودی را به فشار تبدیل میکنند. این فنها نسبت به سایر فنهای محوری دارای بازده بیشتری بوده و برای تولید فشارهای متوسط تا بالا مورد استفاده قرار میگیرند. چنانچه پرههای آنها از نوع airfoil باشد بازده آنها به بیش از 85% خواهد رسید.
منبع: ویدفکتور
