رابطه بین نرخ جریان حجمی و افت فشار در میان فن (فشار استاتیک) توسط منحنی مشخصه فن (fan characteristic curve) توصیف می شود و معمولا توسط سازنده فن ارائه می شود.
شکل زیر منحنی مشخصه برای یک فن آکسیال معمولی را نشان می دهد. نرخ جریان حجمی یا همان دبی حجمی(Q)، در مقابل فشار استاتیک (pfs) روی منحنی نمایش داده شده است.
برای تعیین منحنی مشخصه ی خطی یک فن ، کافی است نرخ جریان حجمی در فشار صفر، Q0 و فشار استاتیک در نرخ جریان صفر، P0 مشخص شود. معادله ی منحنی مشخصه ی خطی به شرح زیر می باشد:
در اکثر موارد، منحنی مشخصه ی خطی برای تقریب زدن محدوده ی عملیاتی فن کافی نیست، بنابراین بهتر است که منحنی واقعی فن در صورت امکان رسم شود.
فشار استاتیک فن توسط معادله ی زیر محاسبه می شود:
در این معادله P intake فشار متوسط مدخل فن و P discharge فشار متوسط سمت خروجی فن است. برای فن ها هر دو پارامتر P intake و P discharge توسط ANSYS Icepak محاسبه می شود.
هواکش ها جریان هوا را به وجود می آورند و به همین دلیل است که در سیستم هایی که به خنک کنندگی و گردش هوا نیاز است مورد استفاده قرار می گیرند. خروجی مورد نظر از طریق نرخ جریان و فشار هوای استاتیک مورد نیاز مشخص می شود.
در صورتی که جریان هوای یک فن توسط اجزاء از پیش ساخته شده، اتصالات و سایر تجهیزات محدود شود، فشار هوا کاهش پیدا می کند در نتیجه هواکش تلاش میکند تا این مشکل را با افزایش فشار استاتیک جبران کند. به طور کلی افزایش فشار استاتیک باعث می شود تا فن نسبت به حالتی که در معرض جریان مستقیم هوا قرار داد ، بیشتر کار کند.
منحنی مشخصه ی فن (characteristic curve) ، اطلاعات دقیقی درباره نرخ جریان در فشارهای استاتیک را ارائه می دهد.
عملکرد عملیات جریان هوا برای خنک کنندگی معمولا کمی پیچیده به نظر می رسد ولی این اینطور نیست. با استفاده از یک فن، نرخ جریان افزایش می یابد زیرا افت فشار (مقاومت) در تجهیزات افزایش می باید.
ساختار طبیعی دستگاه (مانند جنس و سایز پره ها) منجر به متفاوت بودن ویژگی های آن در شرایط کاهش فشار نسبت به نرخ (شارش) جریان می شود. به این منحنی مشخصه ی دستگاه گفته می شود. این منحنی در واقع نشان دهنده ی ارتباط فشار، توان و راندمان با دبی حجمی فن می باشد.
فن های آکسیال یا همان هواکش های محوری برای انتقال مقادیر زیاد هوا با فشار متقابل کم طراحی شده اند. در صورتی که افت فشار در دستگاه افزایش یابد؛ جریان هوا به سرعت کاهش می یابد ( یا به عبارتی بهتر، سقوط می کند).
نقطه ی زینی (نقطه‌ای در دامنه یک تابع است که یک نقطه سکون بوده ولی اکسترمم موضعی نیست) در منحنی مشخصه ی این نوع فن متداول است. اگر جریان هوا محدود شود؛ جریان هوای اطراف تیغه های ایمپلر به سمت هاب منحرف می شوند. این امر منجر به کاهش فشار و افزایش قابل توجه آلودگی صوتی می شود.
فن های رادیال(فن های سانتریفیوژ) با توجه به طراحی شان ، قابلیت انتقال انرژی بیشتر به ملکول های هوا را دارند. با فن های رادیال جریان هوا همواره از ناحیه ی بیرونی ایمپلر خارج می شود و به لطف شتابِ بیشترِمحیطی می توانند به سطوح بالاتری از فشار دست یابند.
منحنی سرعت دارای مینیمم مطلق است اما می تواند در مقادیر بالاتر یا پایین تر جریان هوا نیز وجود داشته باشد. بهره وری به دست آمده در سطوح یکسان مشابه با فن آکسیال است.
این نوع فن ها ترکیب فن های آکسیل و رادیال هستند. این نوع فن ها با توجه با ساختار و طرح شان می توانند ویژگی های بیشتری نسبت به فن های آکسیال و رادیال داشته باشند. برخی از مدل های این نوع فن می توانند سرعت موتور را در کل محدوده ی عملیاتی تقریبا ثابت نگه دارند. در این نوع فن ها هیچ نقطه ی زینی دیده نمی شود و عموما نسبت به فن های رادیال، مسطح تر هستند.
منحنی های مشخصه ی فن، نمودارهای معنی داری هستند که به کاربر اطلاعات لازم در مورد عملکرد فن تحت شرایط عملیاتی مختلف را ارائه می دهند. به همین علت سازندگان فن این نمودارها را در کاتالوگ های خود لحاظ می کنند.
منابع :
sharcnet.ca
thomasnet.com
مقالات مرتبط:
هواکش های صنعتی را بهتر بشناسید
بررسی تخصصی فن سانتریفیوژ فوروارد
فن آکسیال در مقایسه با فن سانترفیوژ | هر آنچه می بایست از هواکش های دمنده بدانید
هواکش دمنده
فن سانتریفیوژ
آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
