{فن سانتریفیوژ} آنچه باید درباره ی فن سانتریفیوژ بدانیم

فن سانتریفیوژ که در اصطلاح بدان هواکش گریز از مرکز نیز گفته می‌شود، یکی از انواع پرکاربرد هواکش‌های صنعتی در سیستم تهویۀ مطبوع ساختمان است که هوا را در جهت عمود بر محور گردش پروانه تخلیه می‌کند. به عنوان یک قانون کلی، فن سانتریفیوژ در سیستم‌های کانال کشی شده با فشار بالا کاربرد دارد.

 

هواکش آسیا

 

آنچه باید درباره ی فن سانتریفیوژ بدانیم

 

فن سانتریفیوژ که در اصطلاح بدان هواکش گریز از مرکز نیز گفته می‌شود، یکی از انواع پرکاربرد هواکش‌های صنعتی در سیستم تهویۀ مطبوع ساختمان است که هوا را در جهت عمود بر محور گردش پروانه تخلیه می‌کند. به عنوان یک قانون کلی، فن سانتریفیوژ در سیستم‌های کانال کشی شده با فشار بالا کاربرد دارد.

 

فن سانتریفیوژ حلزونی یک طرفه یکی از انواع پر کاربرد هواکش‌های سانتریفیوژ است که به صورت گسترده در مکان‌های عمومی مهم که به گردش هوای پاک نیاز دارند، مانند بیمارستان‌ها، کارخانه‌های صنعتی، کارگاه‌ها، برج‌های مسکونی، ادارات، مراکز خرید، مساجد و مکان‌های مشابه این‌ها برای تخلیه و به گردش درآوردن هوا استفاده می‌شود. در هواکش حلزونی یک طرفه، هوا از یک سمت مکیده شده و از سمت فلنچ‌ها به بیرون دمیده می‌شود.

در این نوع هواکش، با توجه به شرایط کاربردی می‌توان از دو مدل فن سانتریفیوژ بکوارد و فن فوروارد استفاده کرد. ظرفیت تخلیه هواکش حلزونی یک طرفه می‌تواند تا دویست هزار مترمکعب بر ساعت تغییر کند؛ علاوه بر این، فشار این هواکش‌ها می‌تواند تا ۳۵۰۰ پاسکال باشد که با توجه به نوع سفارش و کاربرد فن میزان مورد نیاز محاسبه و در فرایند تولید لحاظ می‌شود.

برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های فن سانتریفیوژ حلزونی یک طرفه

ورق اس تی-۳۷ از ضخامت ۱ تا ۵ میلی متر

ورق گالوانیزه از ضخامت ۱ تا ۲٫۵ میلی متر

ورق استیل از ضخامت ۲ تا ۵ میلی متر

قابلیت نصب انواع الکتروموتورهای ضد انفجار،ضد جرقه و یا دیگر الکتروموتورها

امکان اتصال موتور در سه حالت مستقیم، غیر مستقیم و کوپلینگ

 

هواکش آسیا

 

فن سانتریفیوژ:در فن سانتریفیوژ دو عامل در عملکرد سیستم نقش اساسی و محوری ایجاد می‌کنند و اصول کار فن سانتریفیوژ بر این دو عامل پایه ریزی شده است:

 

۱- نیروی گریز از مرکز

 

۲- انحراف جریان به وسیلۀ پره‌های فن از حالت شعاعی به سمت دهانه خروجی فن سانتریفیوژ

 

نکته قابل ذکر در طراحی سیستم هوادهی فن سانتریفیوژ این است که  زاویه بین هوای خروجی و هوای ورودی باید ۹۰ باشد.

 

فن سانتریفیوژ با پروانه رادیال

 

فن سانتریفیوژ بر اساس شکل پروانه به شش دسته تقسیم می‌شوند:

 

۱- فن سانتریفیوژ با پروانه ایرفویل (Airfoil)

 

۲-فن سانتریفیوژ با پروانه شعاعی در راس

 

۳-فن سانتریفیوژ با پروانه انحنا به جلو

 

۴-فن سانتریفیوژ با پروانه شعاعی

 

۵- فن سانتریفیوژ با پروانه مایل به عقب

 

۶-فن سانتریفیوژ با پروانه انحنا به عقب

 

انواع فن‌ها 

فن‌ها با توجه به جهت جریان هوا نسبت به محور فن به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند.

 

فن گریز از مرکز

فن گریز از مرکز (سانتریفیوژ) به وسیله نیروی گریز از مرکز، هوا را به جریان می‌اندازد. در این گونه فن‌ها زاویه ورود و خروج هوا ۹۰ درجه است. فن‌های سانتریفیوژ معمول‌ترین نوع فن‌هایی هستند که در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. در فن سانتریفیوژ هوا از بخش پروانه به سمت پره‌ها حرکت کرده و انرژی جنبشی آن زیاد می‌شود. این انرژی جنبشی قبل از ورود به بخش خروجی به انرژی فشاری تبدیل شده و در نتیجه فشار هوا را افزایش می‌دهد. فن‌ سانتریفیوژ برای جریان‌های حاوی ذرات (رطوبت و گرد و غبار)، برای انتقال مواد و همچنین برای سیستم‌های دارای دمای بالا کاربرد دارد.

 

فن محوری

در فن محوری (فن آکسیال)، جریان هوا موازی محور فن است. سه نوع عمده فن‌های محوری عبارتند از: فن‌های پروانه‌ای، فن‌های لوله محوری و فن‌های پره محوری (جت فن). فن‌های محوری دارای قاب که داخل پنجره و دیوار نصب می‌شوند، فن‌های به کار رفته در رایانه‌ها، پنکه‌های سقفی و رومیزی و فن‌های محوری کانالی استفاده شده در صنعت جز این دسته از فن‌ها قرار می‌گیرند.

 

آکسیال فن چگونه عمل میکند؟

پره­ ی آکسیال فن مطابق همان اصلی کار میکند که بال هواپیما موجب بالا رفتن آن می­شود. بال هواپیما شکل ماهی­ واره دارد؛ همانطور که به جلو حرکت میکند، هوا در بالا و پایین بال به حرکت درمی­آید. هوای بالای بال زودتر از هوای زیر بال حرکت میکند، که منجر به ایجاد اختلاف سرعت جریان هوا در بالا و پایین بال می­شود.

 

جریان هوا با سرعت بالا که در بالای بال است، نیروی دینامیک بالاتری دارد که منجر به فشار استاتیک کمتری می­شود. زیر بال، هوا آهسته تر حرکت میکند، به این معناست که نیروی دینامیک کمتر و فشار استاتیک بیشتری دارد.

اختلاف فشار بالا در زیر بال و فشار پایین در بالای بال، موجب صعود میشود. در مورد فن آکسیال، از یک تیغه پروانه­ ای شبیه ماهی­ واره استفاده می­شود که به جای صعود، تیغه­ های این دمنده حول یک محور ثابت گردش می­کنند و این موجب ایجاد جریان هوا می­شود که از قانون سوم نیوتون پیروی می­کند؛ با این توضیح که برای هر عملی، عکس العملی وجود دارد به یک اندازه ولی در جهت مخالف.

 

هوای بالای ماهی ­واره بواسطه کاهش فشار استاتیک به سمت فن کشیده می­شود و به داخل فرستاده می­شود و این موجب ایجاد ناحیه­ ای با فشار مثبت می­گردد. برای هدایت جریان هوا و رسیدن به بهترین عملکرد، از سینی استقرار (مانتینگ پلیت) استفاده می­شود که دهانه­ ی ورودی آن به شکل شیپور برعکس است. به کمک آن، جریان ملایم و آرامی را به سمت ضلع مکش آکسیال فن ایجاد می­کند.

فن سانتریفیوژ صنعتی به وسیله گارد استقرار، در مرکز سینی استقرار نگه داشته می­شود که یک روزنه کوچک بین فن و دهانه شیپوری ایجاد می­کند. روش های دیگری برای استقرار فن آکسیال وجود دارد؛ از جمله قرار دادن آن در یک منفذ دیافراگم معمولی یا در یک شعاع کوچک. با این وجود، این روش ­های استقرار به عملکرد لطمه وارد می­کند. با استفاده از یک پلیت استقرار دهانه شیپوری فول، این اطمینان حاصل میشود که کارایی این دمنده در بالاترین حد است.

مشخصه آکسیال فن چیست؟

ناحیه عملکرد بهینه در مشخصه فن آکسیال در تصویر زیر، dip stall نامیده می­شود. آکسیال فن زمانی در حالت بهینه کار میکند که جریانی با حجم نسبتا بالا در مقابل فشار نسبتا پایین دمنده مورد نیاز باشد. نمودار زیر ناحیه عملکرد بهینه را نشان میدهد.

جریان حجمی در امتداد محور X رسم می­شود و فشار سیستم در امتداد محور Y. جالب است بدانید زمانی که فشاری در سیستم وجود ندارد (فن آزادانه در حال چرخش است)، آکسیال فن بیشترین جریان حجمی را تولید می­کند. زمانی که در سمت مکش یا خروجی این هواکش صنعتی، مقاومت به جریان اعمال می­شود، سرعت جریان حجمی کاهش می­یابد. بالاترین کارایی را در نقطه­ ای به نام زانوی منحنی مشخصه فن داریم.

 

در این نقطه، نسبت توان خروجی فن آکسیال (جریان حجمی ضدبدر فشار) و توان الکتریکی ورودی، در بالاترین حد است و فشار صوت ایجاد شده توسط این دمنده در کمترین مقدار خود است. بالای رنج عملکرد بهینه، جریان در تمام قسمت های بالا و پایین کناره ­های تیغه­ های پروانه­، متلاطم می­شود و پروانه وارد وضعیت واماندگی می­گردد.