انواع مختلفی از فن و هواکش در بازار موجود است. انواع اصلی آن عبارت است از فن سانتریفیوژ یا هواکش گریز از مرکز و فن آکسیال یا هواکش محوری.

انواع مختلف فن های سانتریفیوژ اعم از فن سانتریفیوژ فوروارد و فن سانتریفیوژ بکوارد در مقالات قبل به طور کاملا تخصصی و برای اولین بار در مقالات فارسی زبان بررسی شدند. اکنون در این پست قصد داریم تا به بررسی دقیق و کامل فن آکسیال یا همان هواکش محوری بپردازیم. با ما همراه باشید تا با نحوه عملکرد هواکش محوری (آکسیال)؛ ویژگی های آن، معیارهای نصب و راه اندازی، موقعیت مکانی فن و دلایل انتخاب آن بپردازیم...

در ادامه چند نمونه از هواکش های آکسیال را مشاهده می کنید:


هواکش 30سانت ایلکا 7پره فلزی باقاب (تک فاز 1400دور) VIK-30L4S	هواکش صنعتی35سانت ایلکا (1400دورتک فاز)VIE-35L4S	هواکش 20سانت آکسیال طرح آلمان (2600دور تک فاز) VIF-20V2S

چرا هواکش محوری (فن آکسیال) را انتخاب می کنیم؟

هنگامی که نرخ جریان حجمی مورد نیاز را تعریف میکنیم، خواه این امر برای تهیه هوای تازه ، خواه برای فرایند خنک کننده باشد، باید این نرخ جریان حجمی را با مقاومت در برابر جریانی که هواکش در برنامه با آن روبرو می شود، ترکیب کنیم. سرعت جریان حجمی ( در متر مکعب بر ساعت) و فشار ( در پاسکال-pa) برای تبدیل شدن به نقطه کار در جایی که هواکش باید عمل کند، با هم ترکیب شده اند.

نکته مهم اینست که هواکشی را انتخاب کنیم که مشخصه عملکرد(کارایی) آن را در نقطه ی کاری مورد نیاز یا نزدیک به نقطه عطف کارایی قرار داشته باشد. مصرف انرژی، سر و صدایی که از طرف هواکش در حین عملکرد ایجاد میشود، با استفاده از فن (هواکش) در نقطه عطف کارایی خود، به حداقل می رسد.

فن آکسیال به چه صورت کار می کند؟

یک تیغه ی فن محوری همانند یک بال هواپیما هنگام بالا رفتن، کار می کند. بال یک هواپیما به شکل آئرودینامیک است :همانطور که به جلو حرکت می کند، هوا را در بالا و پایین آن به حرکت در می آید.هوا در بالای بال ها پیش تر از هوای زیر بال حرکت می کند که منجر به اختلاف سرعت هوا در بالا و پایین بال می شود. جریان هوا ی بالاتر دارای نیروی دینامیک بیشتری است که منجر به پایین آمدن فشار ایستاتیک می شود. در زیر بال، هوا در حال حرکت است و بنابرای نیروی دینامیکی پایین و فشار ایستاتیک بالاتر است. این اختلاف فشار هست که باعث بالا رفتن هواپیما میشود.

فن آکسیال

در هواکش ، ما از یک تیغه ی پروانه ای شبیه ماهی واره (هوابر-ایرفویل) استفاده می کنیم. اما به جای تولید بالابرنده، تیغه های فن را در محور، ثابت نگه می داریم واین تیغه، جریان هوا را ایجاد می کند. در اینجا قانون سوم حرکت نیوتن دنبال می شود که برای هر عمل یک عکس العمل وجود دارد. هوای بالای ایرفویل به واسطه ی کاهش فشار ایستاتیک به درون فن کشیده میشود و یک منطقه فشار مثبت ایجاد می کند.

برای هدایت جریان هوا و بدست آوردن کارایی مطلوب، ما از یک صفحه نصب به شکل دهانه ی شیپوری استفاده می کنیم تا یک جریان هموار را در طرف مکش فن ایجاد کنیم. فن در مرکز صفحه با یک پایه نگهدارنده ، نگه داشته می شود تا یک فاصله بین نوک کوچک فن و صفحه نصب شده ، برای عملکرد مطلوب فن ایحاد کند.( کاهش قطر موثر با استفاده از روش نصب جایگزین)

فن آکسیال

شاید برای شما جالب باشد: تفاوت هواکش و دمنده

ویژگی های هواکش

منطقه عملیاتی بهینه در مشخصه ی فن محوری، در زیر آن قرار دارد که شیب استال stall نامیده می شود. یک فن محوری زمانیکه جریان نسبتا زیاد در برابر فشار سیستم نسبتا کم مورد نیاز باشد، بهتر عمل می کند. نمودار زیر منطقه کار بهینه را نشان می دهد...

فن آکسیال

جریان حجمی در امتداد محور X ترسیم شده است. زمانیکه فشار در سیستم وجود نداشته باشد ( هوا در فن به صورت آزاد حرکت می کند)، یک فن محوری بیشترین جریان حجمی را تولید می کند. به واسطه ی مقاومت در برابر جریان در مکش یا خروجی فن، میزان جریان حجمی کاهش می یابد. حداکثر کارایی در یک نقطه به نام زانوی مشخصه ی منحنی فن است،

فن آکسیال

در این نقطه نست برق خروجی هواکش به ( رشد حجم جریان فشار ×) به برق الکتریکی ورودی در بیشترین حالت ممکن است و فشار صدایی که توسط فن تولید می شود در بی صداترین حالت است. بالاتر از محدوده عملیاتی بهینه، جریان در سراسر قسمت های بالایی و پایینی تیغه های پروانه ای، به حرکت در می آید و پروانه وارد آیرودینامیک استال میشود.در این مرحله، فن شروع به لرزش و سر و صدای زیادی می کند. این عملکرد بطور بالقوه ای می تواند موتور را به حرکت در آورد ولی فن را بیش از حد گرم میکند، این حرارت بر روی تیغه ی پروانه، بازدهی موتور را مختل می کند.

معیارهای نصب و راه اندازی

هنگام نصب فن محوری، باید عوامل مربوط به چگونگی راه اندازی برنامه را در نظر بگیریم. بطور کلی، هنگامی که یک فن محوری را انتخاب می کنیم، می توانیم مقدار زیادی فضا را در هر دو طرف مکش و خروجی فن قرار دهیم تا یک جریان هوا را به سمت مکش و خروجی فن ایجاد کنیم . متاسفانه ممکن است این امر دست یافتنی نباشد اما به هر حال باید به یک نتیجه برسیم. به عنوان یک قاعده کلی، فاصله (X) در طرف مکش و خروجی فن قبل از اینکه مانع ایجاد شود، باید حداقل ۳/۱ قطر فن باشد. به عنوان مثال، برای یک فن محوری با قطر ۴۵۰ میلی متر،و فاصله بین فن ومانع( سیم پیچ، فیلتر، دیوار و غیره...) باید حداقل ۱۵۰ میلی متر باشد.

فن آکسیال

موقعیت مکانی فن در سیستم

موقعیت یک فن محوری در برنامه بر شرایط عملکرد ش تاثیر می گذارد. مثال زیر خنک سازی یک محفظه الکترونیکی است که بارهای حرارتی تولید میکند...

فن آکسیال

همانطور که در بالا ذکر شد، اجزای یک فن محوری طوری طراحی شده اند تا یک جریان روان و هموار هوا را روی تیغه ی پروانه ای ایجاد کنند. یک جریان انعطاف پذیر، بازدهی نیرو را در هوا افزایش میدهد و هوا را از مکش به سمت خروجی پروانه ی هواپیما حرکت میدهد. اگر دستگاه های هموار کننده ی جریان هوا استفاده نشود، در سمت خروجی پره پروانه ای، جریان بصورت تصادفی و آشفته ایجاد می شود. قرار دادن فن در ورودی و دمیدن به محفظه ، یکی از گزینه های در نظر گرفته شده است. ما می توانیم از خروجی های شدید فن برای پخش هوا در اطراف محفظه استفاده کنیم. مطمئنا تمام سطوح اجزای داخل محفظه، با مقداری از هوای خنک روبرو خواهند شد. در صورت اختلالات ، مسیر تصادفی هوا فشار بیشتری را در سیستم ایجاد می کند، زیرا هوا باعث می شود که مسیر به سمت خروجی هموار شود. فشار بیشتر در سیستم ،سر و صدای بیشتری در فن ایجاد می کند در نتیجه به نیروی بیشتری برای انتقال جریان هوای مورد نیاز، احتیاج دارد.. هوا مسیری که مقاومت کمتری را دارد، دنبال می کند بدین معنا که برخی از اجزاء سرمای کمتری را تجربه می کنند. فشار درون سیستم به خاطر عملکرد بی صدا و مصرف انرژی کمتر کاهش می یابد. فن عملکرد حرارتی بالاتری را خواهد داشت زیرا دمای هوا با عبور از موتور افزایش می یابد که این افزایش دما ناشی از گرمای ایجاد شده از اجزای درون محفظه است.

در صورتی که تفاوت فن سانتریفیوژ و فن آکسیال را نمیدانید به شما پیشنهاد می کنیم این مقاله را دنبال کنید.

خلاصه_ چرا فن آکسیال (هواکش محوری) را انتخاب می کنیم؟

وقتی که جریان حجمی نسبتا بالا در سیستم، با فشار پایین مورد نیاز است فن محوری باید مورد توجه قرار گیرد.فن باید در محدوده بهینه خود یا در حداکثر نقطه کارایی انتخاب شود .نقطه عطف کارایی منطقه ای است که بعنوان زانوی منحنی مشخصه ی فن شناخته شده است که در بی صداترین حالت خود عمل می کند. از عملکرد آنچه که بعنوان شیب استال شناخته شده است در فشاری بالاتر از این نقطه، باید اجتناب شود. اختلالات و عملکرد آیرودینامیکی تیغه ی پروانه ی شیب استال، ایجاد سر و صدا می کند و باعث می شود که موتور بار اضافی داشته باشد.

هوا در سمت ورودی تیغه پروانه ای باید صاف و هموار نگه داشته شود تا کارایی تیغه پروانه را به حداکثر برساند. قبل از اینکه هوا به درون فن یا هواکش کشیده شود ،با استفاده از دهانه ی شیپوری پایه صفحه فلزی و از بین بردن اختلالات جریان، ، سر و صدا کاهش می یابد و مصرف انرژی به حداقل می رسد.

منبع مقاله لاتین : rs-online.com