بررسی تخصصی فن سانتریفیوژ فوروارد

در مقاله فن سانتریفیوژ به بررسی چیستی ، انواع و نحوه کارکرد هر یک از فن های سانتریفیوژ پرداختیم.  در این مقاله قصد داریم تا به طور کاملا تخصصی و بعنوان اولین مقاله فارسی زبان در این حوزه،  به بررسی فن سانتریفیوژ فوروارد بپردازیم. در این مقاله با نحوه کار کردن پروانه های فوروارد؛ ویژگی های این نوع فن؛ نحوه نصب و سایر ویژگی های آن آشنا می شوید. فرصت را از دست ندهید: با ما همراه شوید...

 اگر از فن های سانتریفیوژ اطلاعاتی ندارید،به شما پیشنهاد می دهیم قبل از مطالعه این مطلب ،حتما مقاله فن سانتریفیوژ و انواع آن را دنبال کنید...

پروانه های موتوری فوروارد

زمانی که نرخ جریان حجمی مورد نیاز را تعیین میکنیم ؛ چه برای تهویه مطبوع و چه برای پروسه سرمایش؛  نیاز به ترکیب این پارامتر و مقاومت در برابر جریانی هستیم که فن در عمل با آن مواجه می شود. نرخ حجمی هوا (بر اساس مترمکعب در ساعت) و فشار (بر اساس پاسکال) ترکیب شده تا نقطه ی کار فن به آنچه می که بایست در عمل تبدیل شود.  ] حجم هوا و فشار استاتیکی که در آن، فن کارایی حداکثر خود را دارد، به عنوان نقطه کار یا نقطه عمل فن شناخته می شود[. این مسئله بسیار حائز اهمیت است که مشخصه ی عمکلردیِ فنِ انتخاب شده ، به نقطه کار و یا حداکثر کارایی نزدیک باشد. استفاده از فن در حالت حداکثر بازدهی ( اصطلاحا به آن قله یا اوج بهره وری نیز می گویند) ضمن ارائه کارایی مورد  نیاز،  هدررفتگی انرژی را به حداقل می رساند و آلودگی صوتی را نیز از محیط حذف می نماید.

فن سانتریفیوژ فوروارد چگونه کار می کند؟

نام فن سانتریفیوژ از گردش مستقیم و این که چگونه هوا  در جریان محوری وارد پروانه می شود و این که چگونه از محیط بیرونی فن به طرف بیرون می چرخد ، گرفته شده است. تفاوت موجود در بین جریان مستقیم فن های  سانتریفیوژ بکوارد و فوروارد در مسیری است که هوا از محیط پروانه خارج می شود. با پروانه ی بکوارد، هوا در مسیر شعاعی خارج می شود ، در حالی که هوای فن های فوروارد به صورت مماس از محیط فن خارج می شود.

فن سانتریفیوژ فوروارد، با شکل استوانه ای اش و تعداد زیادی تیغه ی کوچک در محیط پروانه شناخته می شود. فن در جهت عقربه های ساعت می چرخد.

برعکس پروانه های بکوارد، پروانه های فوروارد به محوطه ای نیاز دارند که شتاب بالای هوا را که در نوک تیغه ی پروانه باقی مانده است به نیروی ایستایی با شدت پایین تبدیل کند. شکل این محوطه ها اغلب جریان هوا را به روزنه ی خروجی هدایت می کند. این نوع از محوطه ی فن معمولا به نام اسکرول  یا پیچک شناخته می شود. البته به volute (به معنای طومار) یا هوزینگ sirocco (به معنای گردباد)  نیز منسوب می شود. با نصب پروانه ی فوروارد در محوطه ی اسکرول ، می توانیم از آن ها به عنوان دمنده های فوروارد نیز استفاده کنیم. این نوع فن ها در صنعت نیز کاربردهای بسیاری دارند.

دو نوع از دمنده ها که پروانه ی فوروارد دارند در شکل زیر نشان داده شده اند...

بلوئر های تک ورودی یا تک شاخه ای در سمت چپ، هوا را از یک طرف محوطه در طول شاخه  یا اینلت های منحنی به داخل می کشند و آن را به طرف خروجی مربعی هدایت می کنند.

طی این که قسمتی از تیغه های پروانه ی فن های سانتریفیوز بکوارد ، هوا را به سمت مرکز می کشند ، باعث یک تغییر مسیر در جریان هوا بین اینلت و خروج 90 درجه می شود.

ویژگی های فن

ناحیه ی عملکرد بهینه برای فن سانتریفیوژ فوروارد زمانی است که فن در فشار بالا کار می کند. فن سانتریفیوژ فوروارد زمانی که فشار بالا در برابر حجم پایین هوا قرار می گیرد ، بهترین عملکرد خود را نشان می دهد. نمودار زیر نواحی عملکرد بهینه را نشان می دهد... .

حجم جریان در طول محورX  رسم شده است و فشار سیستم در محور Y  مشخص شده است. وقتی که در سیستم هیچ فشاری وجود نداشته باشد، فن سانتریفیوژ فوروارد، بیشترین حجم فشار را تولید می کند. با مقاومت در برابر جریان وارد شده به سوپاپ یا خروج آن از کناره فن ، نرخ حجم جریان افت می کند.

زمانی که دمنده فوروارد در فشار پایین و بالاترین حجم جریان کار می کند باید احتیاط های لازم انجام شود.در این حالت پروانه ها در حالت مقاومت ایرودینامیکی قرار می گیرند که با رفتار فن آکسیال در نقطه ی زینی منحنی مشابهت دارد. (نقطه ی زینی نقطه‌ای در دامنه یک تابع است که یک نقطه سکون بوده ولی اکسترمم موضعی نیست). در این حالت مصرف نیرو و تولید صدا بر اثر آشفتگی های موجود به حداکثر خود می رسد.

بهره وری حداکثری در نقطه ای که به آن زانوی منحنی می گویند انجام می شوند. در این نقطه نسبت نیروی خروجی فن با حجم فشار 3m/S در محور X باعث افزایش فشار ایستایی می شود و ورود نیروی الکتریکی در بالاترین حد خود بوده و صدای فشار تولید شده به وسیله ی فن در کمترین حالت خود می باشد. جریان در رنج عملکرد بهینه بالا و پایین در طول فن صدای بیش تری تولید کرده و بازدهی سیستم فن کاهش پیدا می کند.

مزیت استفاده از پروانه های موتوری تک شاخه ای یا تک ورودی این است که ویژگی فن شیب دار را دارد. این ویژگی به طور مشخص در سیستم هایی کاربرد دارد که به سطوح پایداری از فیلتر نیاز دارند. زمانی که هوا از فیلترعبور می کند، فیلتر مانع ورود آلودگی ها می شود. هر چقدر درجه فیلتر پایین تر باشد ، آلودگی های کمتری جذب می شود. زمانی که روزنه های فیلتر با ورود آلودگی ها و آشغال ها پر می شود، فشار بیش تری برای انتقال هوا با همان حجم یکسان نیاز است. استفاده از پروانه های شیب دار در این مورد به این معناست که هر چه قدر روزنه های فیلتر بیشتر پر شود ، حجم جریان پایدار باقی می ماند، در حالی که فشار فیلتر در حال افزایش است.

مزیت استفاده از پروانه های فوروارد دو ورودی این است که با سایز نسبتا کوچکتری از دمنده می توان جریان هوا با حجم بالاتری را فراهم آورد. تنها مصالحه ای که می بایست با فن های دو ورودی داشت این است برای  فشار پایین محیط مناسب هستند بدین معنا که تنها می توانند با سیستم های با فشار پایین کار کنند.

برای خرید آنلاین انواع فن سانتریفیوژ می توانید در همین لحظه اقدام کنید...

سوار کردن یا نصب آپشن ها

همان گونه که اشاره کردیم ،پروانه های موتوری فوروارد باعث تولید شدت بالای هوا در نوک تیغه ها می شوند که نیاز به هدایت و آرام ساختن برای تبدیل فشار محرک به فشار ایستایی دارند. برای آسان تر شدن این کار، در اطراف پروانه یک اسکرول یا پیچک قرار دادیم . نسبت فاصله ی مرکز پروانه تا خروجی فن شکلی را به وجود می آورد. پیشنهاد فن های بکوارد به دلیل اصطکاک کم موجود بین حلقه ورودی و دهانه پروانه می باشد. نصب این مراحل در نمودار زیر نشان داده شده است.

قطر حلقه ی ورودی به فاصله ی کوچ بین پروانه و حلقه اجازه می دهد تا از گردش دوباره ی هوا جلوگیری کند.

نصب آپشن ها – بدون نقص

بسیاز مهم است که از بی نقص بودن سوپاپ و کناره ی فن اطمینان حاصل کنیم.

اگر قسمتی از سوپاپ یا اطراف فن ایراد داشته باشد، افزایش سرعت ورود را در پی خواهد داشت که باعث تلاطم و آشفتگی می شود. این آشفتگی با عبور هوا در طول پروانه افزایش می یابد که باعث انتقال انرژی از تیغه فن به هوا می شود. با این وجود هم صدای بیشتری تولید می شود و هم بهره وری فن کاهش پیدا می کند.

پیشنهاد های عمومی برای وضعیت های این چنین ورودی و خروجی ها وجود دارد:

کناره اینلت

هیچ ممنوعیت یا تغییری در مسیر جریان 1/3rd  در فاصله ی قطر فن تا ورودی فن وجود ندارد.

خلاصه – چرا باید فن سانتریفیوژ فوروارد را انتخاب کنیم؟

زمانی که به فنی نیاز دارید که بین فشار بالای سیستم و حجم کم جریان هوا قرار بگیرد باید از فن سانتریفیوژ فوروارد استفاده کنید. اگر نیاز شما به این ابزار برای حجم جریان بالا در فضای محدود بسته دارید ، باید فن سانترفیوژ دوشاخه ای یا دو ورودی فوروارد را انتخاب کنید.

فن باید در محدوده ی بهینه ی خود انتخاب شود که به عنوان ویژگی زانوی منحنی شناخته می شود. نقطه ی اوج بازدهی به محدوده ی فشار بالا  در منحنی فن نزدیک تر است، جایی که عملکرد فن در پایین ترین حالت خود می باشد. عملکرد خروجی محدوده ی بهینه سازی باید از تأثیرات آشفتگی و گاز و هوای پروانه در این نقاط دوری کند. در فشار های پایین و حجم جریان بالا این جریانات به عملکرد دمای موتور داده می شود که پتانسیل داغ شدن موتور را دارد.

هوا در قسمت ورودی پروانه باید به آرامی و یکنواخت ترین حالت ممکن نگه داشته شود. باید به ورودی های پروانه برای بالا بردن بازدهی در نقص حداقلی 1/3rd  قطر پروانه  اجازه داده شود. استفاده از یک حلقه ورودی (نازل ورودی )که یکپارچه شدن ورودی پروانه به حذف اختلالات جریان هوا کمک خواهد کرد ، قبل از این که هوا بدون فن کشیده شود. در نتیجه آشفتگی کمتر شده ،صدا کاهش پیدا می کند ، مصرف انرژی در پایین ترین حد خود مانده و بهره وری افزایش پیدا می کند.

ویژگی عملکرد شیب دار ، قابلیت بالای دمنده های تک شاخه ای و قابلیت جریان بالای دمنده های دو شاخه ای به این معناست که فن فوروارد یک آپشن پر کاربرد می باشد که بر طیف وسیعی از تأسیسات ها نظارت می کند.

لینک مقاله لاتین:

rs-online.com

مقالات مرتبط

فن سانتریفیوژ

هواکش دمنده