انواع هواکش و فن صنعتی دور بالا
بطور کلی از فن یا هواکش صنعتی برای تخلیه، سیرکوله و رانش هوا در ساختمان ها، کارگاه ها، سوله ها، مرغداری ها، گلخانه ها و… استفاده می شود. عموما دو نوع فن آکسیال (محوری) و فن سانترفیوژ (گریز از مرکز) وجود دارد، در مواردی که نیاز به فشارهای استاتیکی پایین (کمتر از 100 پاسکال) می باشد، استفاده از فن و هواکش های آکسیال یا پنجره ای توصیه می شود. این هواکش صنعتی معمولا از جنس پلاستیک یا فلز تولید می شوند که هواکش های صنعتی پلاستیکی معمولا در ظرفیت های پایین و برای کاربردهای خانگی استفاده می شوند. در صنعت برای افزایش حجم هوای عبوری از فن صنعتی دور بالا استفاده می شود که در ادامه در مورد این مدل فن توضیحات کاملی ارائه می شود.
هواکش های محوری نسبت به هواکش های سانترفیوژ قادر به جابه جا کردن حجم هوای بیشتری می باشند در صورتی که برای فشارهای استاتیکی بالا کاربرد ندارند و باید از فن صنعتی سانترفیوژ استفاده کرد. هواکش های سانترفیوژ در خارج از فضاهایی که نیاز به تهویه دارند، نصب می شوند و معمولا توسط سیستم کانال کشی و دریچه ها، هوا را تزریق یا تخلیه می کنند .
عملکرد فن صنعتی سانترفیوژ نسبت به فن صنعتی آکسیال دارای لرزش و سطح صدای کمتری می باشد، به همین دلیل در تجهیزات تهویه مطبوع از این نوع هواکش ها استفاده می شود. پروانه فن های سانترفیوژ در سه نوع دمنده (فوروارد)، مکنده (بک وارد) و شعاعی وجود دارند. در شکل پایین انواع پروانه های فن های سانترفیوژ یا هواکش صنعتی سانتریفیوژ نشان داده شده است.
الکتروموتورهای هواکش ها معمولا در دورهای 900 و 1500 و 3000 دور در دقیقه و در دو نوع تک فاز و سه فاز وجود دارند، که با پروانه هواکش بصورت تسمه ای یا مستقیم کوپل می شوند. در مکان های حساس با قابلیت اشتعال یا انفجار باید از الکتروموتورهای ضد انفجار استفاده شود به هواکش هایی که از دور 1500 به بالا هستند فن صنعتی دور بالا نیز گفته می شود.
تاریخچه فن صنعتی دور بالا
نخستین بار در سال 1556 مردی به نام جورج پاور در کتاب خود از کلمه فن سانتریفیوژ استفاده کرد. او از آن فن ها برای تهویه هوا معادن استفاده میکرد. در آن دوران استقبالی از اختراع او نشد. تا سال 1815 مورد استقبال مارکس کابانز در انگلستان قرار گرفت و فن سانتریفیوژ را در بریتانیا ساخت و روش استفاده از آن را به عموم یاد داد. در سال 1827، مهندسي به نام Edwin E. Stevens يك فن سانتریفیوژ براي تامين هواي ديگ های بخار ابداع كرد. به طور مشابه، در سال 1832، یک مهندس سوئدی-آمریکایی به نام جان اریکسون یک فن دمنده برای کشتی ها ساخت.
از آن زمان استفاده از فن های سانتریفیوژ رایج تر شد. در همان سال، مهندس روسی الکساندر سابلوکوف از فن های گریز از مرکز در صنایع مختلف استفاده کرد مثل: معدن، تولید شکر، حمل و نقل و غیره. سرانجام، در سال 1862، یک مهندس فرانسوی به نام توفیل گیبال، فن های گریز از مرکز با دندانه های منحنی، بهتر از فن های قبلی و در معادن بلژیک استفاده کرد. بعدها انگلیسی ها هم از فن دور بالا در صنعت خودشان استفاده کردند.
انواع فن
فن یا هوا کش صنعتی به طور کلی به دو دسته زیر تقسیم میشود:
- 1. فن سانتریفیوژ CENTRIFUGAL FAN
- 2. فن محوری AXIAL FAN
تقسیم بندی بالا طبق روش عبور گاز از فن ایجاد گردیده است.
در فن سانتریفیوژ ابتدا هوا از طریق چشمی به پره های هواکش صنعتی رسانده شده و پس از ایجاد نیروی گریز از مرکز در هوا از لبه پره های فن به بیرون پرتاب می گردد.
هوا پس ازورود به فن سانتریفیوژ ابتدا به مرکز پره ها برخورد و سپس در حین انتقال به انتهای پره های هواکش صنعتی انرژی جنبشی پیدا می کند. در این حال با استفاده از رابطه بین انرژی جنبشی و فشار، موجب افزایش فشار در خروجی فن می گردد. فن سانتریفیوژ صنعتی به دلیل تولید فشار بالا بهترین گزینه برای انتقال هوای دارای آلاینده های سنگین می باشد و عموما در مکان هایی که دمای بالاتری دارند استفاده شده و عملکرد مناسبی دارد.
در فن محوری یا اکسیال فرآیند مکش و دهش هوا از طریق شفت فن انجام می پذیرد و علت نام گذاری این نوع هواکش صنعتی هم به همین دلیل می باشد.
فن محوری پس از اینکه هوا را مکش نمود، به وسیله پره هایی که مانند بال هواپیما طراحی گردیده اند هوا را فشرده و به بیرون انتقال می دهند. در برخی کاربرد ها می توان از فن محوری به جای فن سانتریفیوژ استفاده نمود ولی در اغلب موارد از فن محوری در کاربردهایی استفاده میگردد که هوای تمیز، دبی بالا و فشار پایین مد نظر باشد.
فن اکسیال نسبت به فن سانتریفیوژ از حجم کمتری برخوردار است و وزن کمتری دارد ولی به علت نیازمند بودن این فن ها به سرعت های بالا سر و صدای بالاتری نسبت به فن های سانتریفیوژ دارند.
فن سانتریفیوژ:
در فن سانتریفیوژ ابتدا هوا از طریق چشمی به پره های هواکش صنعتی رسانده شده و پس از ایجاد نیروی گریز از مرکز در هوا از لبه پره های فن به بیرون پرتاب می گردد .هوا پس ازورود به فن سانتریفیوژ ابتدا به مرکز پره ها برخورد و سپس در حین انتقال به انتهای پره های هواکش صنعتی انرژی جنبشی پیدا می کند. در این حال با استفاده از رابطه بین انرژی جنبشی و فشار، موجب افزایش فشار در خروجی فن می گردد. فن سانتریفیوژ صنعتی به دلیل تولید فشار بالا بهترین گزینه برای انتقال هوای دارای آلاینده های سنگین می باشد و عموما در مکان هایی که دمای بالاتری دارند استفاده شده و عملکرد مناسبی دارد.
در فن محوری یا اکسیال فرآیند مکش و دهش هوا از طریق شفت فن انجام می پذیرد و علت نام گذاری این نوع هواکش صنعتی هم به همین دلیل می باشد. فن محوری پس از اینکه هوا را مکش نمود، به وسیله پره هایی که مانند بال هواپیما طراحی گردیده اند هوا را فشرده و به بیرون انتقال می دهند. در برخی کاربرد ها می توان از فن محوری به جای فن سانتریفیوژ استفاده نمود ولی در اغلب موارد از فن محوری در کاربردهایی استفاده میگردد که هوای تمیز، دبی بالا و فشار پایین مد نظر باشد.فن اکسیال نسبت به فن سانتریفیوژ از حجم کمتری برخوردار است و وزن کمتری دارد ولی به علت نیازمند بودن این فن ها به سرعت های بالا سر و صدای بالاتری نسبت به فن های سانتریفیوژ دارند.
فن گریز از مرکز یا سانتریفیوژ CENTRIFUGAL FAN
فن سانتریفیوژ صنعتی به شکلی طراحی می گردد که بتواند در شرایط سخت تولید فشار بالا و بیشترین بازده را داشته باشد.
مدل های مختلف فن سانتریفیوژ:
فن سانتریفیوژ بکوارد با پره های ایرفویل BACKWARD AIRFOIL
ویژگی ها:
- جهت زاویه پره ها بر خلاف جهت چرخش فن می باشد.
- به علت استفاده از پره های نازک راندمان بالاتری دارد ولی در توقف های فن ناپایداری بیشتری ایجاد میکند.
- به دلیل زاویه محدودی که در برخورد با گاز دارد ذره های موجود در هوا به سرعت روی پره ها انباشته می شود.
- در زمانی که دبی هوا بالا باشد راندمان فن سانتریفیوژ ایرفویل کاهش پیدا می کند.
کاربردها:
- از این هواکش صنعتی عموما به عنوان فن دمنده استفاده می شود.
- در سیستم هایی که رفتار گاز در جریان های بالا مجهول می باشد کاربرد دارد.
فن سانتریفیوژ بکوارد با پره های تخت BACKWARD INCLINED
ویژگی ها:
- جهت زاویه بر خلاف جهت چرخش فن می باشد.
- در انتخاب این نوع فن باید قدرت بیشتری در نظر گرفته شود.
- انباشته شدن زرات و مواد بر روی پره ها یکی از معایب این مدل هواکش صنعتی می باشد.
- افت راندمان در دبی های بالا
کاربرد ها:
- مناسب برای فن های دمنده در محیط هایی که هوای تمیز جا به جا می گردد.
- این فن صنعتی در کاربرد هایی که نیاز به حمل ذرات می باشد گزینه مناسبی نمی باشد.
- به علت عدم وجود اضافه بار بر روی موتور از نظر کارایی امن می باشد.
- کاربرد در سیستم هایی با رفتار گاز غیر قابل پیش بینی.
فن سانتریفیوژ بکوارد با پره های منحنی BACKWARD INCLINED CURVED
ویژگی ها:
- جهت پروانه برعکس جهت چرخش فن است.
- راندمان بیشتر در مقایسه با فن های تخت.
- انباشته شدن مواد بر روی پره های فن به دلیل زاویه تماس کم با هوا.
- افت راندمان در دبی بالا.
کاربردها:
- مناسب برای فن دمنده.
- اطمینان بالا به دلیل عدم وجود اضافه بار بر روی فن.
- مصرف برای سیستم هایی که در دبی بالا رفتار گاز نامعلوم است.
فن سانتریفیوژ رادیال RADIAL BLADE
ویژگی ها:
- برای شرایط با دبی هوای کم تا متوسط و فشار کاری بالا استفاده می گردد.
- در انتقال ذرات اضافی موجود در هوا مانند ذرات چوب یا پلیسه های فلزی توانایی ویژه ای دارد.
- پره های روی فن رادیال عموما از جنس های مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شود.
- در شرایطی که لرزش و سطح صدا مهم می باشد به دلیل خلاصی در بین پره های فن شعاعی گزینه مطمعنی می باشد.
کاربردها:
- در کارکرد های صنعتی در شرایط سخت و پر تنش.
- فن شعاعی یا رادیال جزو فن های صنعتی با درصد اطمینان بالا می باشد.
فن سانتریفیوژ فوروارد با پره های منحنی FORWARD CURVED
ویژگی ها:
- زاویه انحنای پره ها هم جهت با جهت چرخش فن می باشد.
- راندمان پایین تر به نسبت دیگر فن ها که بین ۵۵ تا ۶۵ درصد می باشد.
- از نظر حجمی کوچک تر و سبک تر است.
- دور موتور فن سانتریفیوژ فوروارد کمتر می باشد و به طراحی خیلی محکمی احتیاج ندارند.
- فن سانتریفیوژ فوروارد کم صدا تر از سایر فن ها می باشد.
- به دلیل این ساختار طراحی عموما برای انتقال هوای تمیز استفاده می شود.
- از نظر تنظیم حجم هوا دقت این مدل فن پایین است.
- زمانی که فشار در فن سانتریفیوژ فوروارد کم باشد راندمان توان افزایش می یابد.
کاربردها:
- مناسب برای کاربردهای دبی و فشار پایین
- گزینه مناسب برای سیستم تهویه مطبوع منازل ( گرمایش و سرمایش)
- در انتخاب راه اندازی این مدل هواکش صنعتی دقت کافی اعمال گردد
فن سانتریفیوژ با پره های نوک رادیال ( شعاعی) RADIAL TIP
ویژگی ها:
- فن رادیال تیپ از نظر کارایی بین فن های زاویه دار و فن های شعاعی قرار می گیرد.
- در کاربرد هایی که گاز به همراه ذرات کوچک با غلظت بالا از فن عبور کند این مدل فن صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربردها:
- جریان های دارای مواد ریز و رطوبت