فن سانتریفوژ

ساختار فن سانتریفوژ فن سانتریفوژ (فن گریز از مرکز) به وسیله نیروی گریز از مرکز، هوا را به جریان می‌اندازد. در این گونه فن‌ها زاویه ورود و خروج هوا ۹۰ درجه است. فن‌های سانتریفور معمول‌ترین نوع فنهای مورد استفاده در صنایع هستند. در این فن‌ها، 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 بالا می‌رود. فن‌های سانتریفوژ برای جریان‌های حاوی ذرات (رطوبت و گرد و غبار)، برای انتقال مواد و همچنین برای سیستمهای دارای دمای بالا کاربرد دارد. اغلب به آن هوزینگ فن گفته می‌شود. هوزینگ فن جریان هوا را در یک مسیر دلخواه، به سمت خروج از یک دریچه تخلیه کنترل می‌کند.

انواع فن سانتریفیوژ که از پروانه‌های نوع فوروارد یا ایرفویل استفاده می‌کنند، در کاربردهای با اندازه  بزرگ‌ترفن صنعتی یا هواکش صنعتی نوعی توربو ماشین است که به وسیله تیغه های خود به هوا انرژی داده آن را به جریان در می‌آورد. ظرفیت انواع فن صنعتی در سیستم آحاد آمریکایی بر حسب فوت مکعب بر دقیقه (cfm) و در سیستم آحاد بین­ المللی بر حسب متر مکعب بر ساعت (m/h) یا لیتر بر ثانیه (L/s)، اندازه‌گیری می شود. فن چنان انتخاب می‌شود که بتواند مقدار هوای مورد نیاز را با فشار کار لازم به سراسر سیستم توزیع ارسال کند. هر افزایشی در فشار کار فن، از ظرفیت آن می کاهد. افزایش دبی فن موجب کاهش فشار کار آن می‌شود. با افزایش دبی فن، قدرت مورد نیاز آن نیز فزونی می یابد.

فشار کار فن عبارت است از حاصل جمع مقاومت­ های اصطکاکی در سر راه جریان هوا در دریچه ورودی، کویل ها، فیلترها، هواشوی، کانال و غیره. بدیهی است که هر افزایش مقاومت، مثل کثیف شدن فیلترها و کویل ها، با وجود هرگونه مانعی بر سر راه جریان هوا، موجب کاهش جریان می‌شود.هر کاهش عمده فشار کار فن منجر به افزایش بیش از حد جریان هوا شده و ممکن است باعث شود که موتور تحت اضافه بار کار کند. انتخاب درست و نصب مناسب فن صنعتی باعث می شود که هزینه های ناشی از تعمیرات و نگهداری فن صنعتی کاهش یابد. در طرح بعضی از فنها محافظت‌ های لازم در برای اضافه بار منظور می‌شوند، اما در بسیاری دیگر چنین نیست. چنانچه سیستم بدون فیلتر، با درهای باز و بدون دریچه های خروجی کار کند، به موتور بار اضافی تحمیل می‌شود. هرگاه لازم در این نوع فن  انحناء تیغه‌ها به سمت عقب یعنی خلاف جهت چرخش محور است. با نگاهی به منحنی مشخصه این نوع فن درمی‌یابیم که فشار استاتیک با افزایش دهش هوا تا میزان ۲۰٪ ظرفیت فن افزایش یافته و سپس با افزایش دهش، نقصان می یابد. قدرت نیز با افزایش دبی تا میزان ۶۵% ظرفیت فن، فزونی یافته و از آن به بعد روبه نقصان می‌گذارد. بنابراین موتور فن هیچ‌گاه تحت اضافه بار قرار نخواهد گرفت و لذا این نوع فن در بین انواع فن سانتریفوژ از همه کم صداتر است.آید که فن تحت چنین شرایطی کار کند، باید موتور مرتباً وارسی شود که بیش از حد گرم نشده باشد.، اغلب در هر پروانه بیشتر از یک ورودی در یک محفظه فن قرار گرفته است. رایج‌ترین نوع ساختار، عرض دو برابر است (double-width, double inlet [DWDI]) که دارای پروانه  است و کنار هم یک صفحه دارای یک صفحه یا دیسک مشترک هستند.

 

فن محوری

 

تصویر یک فن لپ تاپ 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.

کار فن‌ها انتقال هوا است. فن‌ها یا هواکش‌های خانگی نیز بیشتر مناسب انتقال و جابجایی هوا در مکان‌های اداری، مسی و تجاری هستند. به‌طور کلی هواکش‌های خانگی برای بهبود کیفیت هوای محیط داخلی ساختمان بکار می‌روند و هوای آلوده را با استفاده از مکش از فضا خارج می‌کنند.

هواکش‌های خانگی از یک الکتروموتور، پروانه و یک قاب خارجی تشکیل‌شده‌اند. در این فن‌ها، جریان هوا به‌صورت موازی محور اصلی فن وارد دستگاه می‌شود. فن‌های خانگی بازدهی نزدیک به ۷۰ تا ۸۰ درصدی دارند و در مقایسه با هواکش‌های صنعتی کوچک‌تر و ساده‌ترند.

هواکش‌های خانگی خود انواع مختلفی دارند. ساده‌ترین نوع هواکش‌های خانگی، مدل فن خانگی پروانه‌ای است که بین ۳ تا ۶ پره فی یا پلاستیکی دارد و به‌صورت مستقیم یا غیرمستقیم به الکتروموتور متصل می‌شود. نوع دیگری از هواکش‌های خانگی، مدل لوله محوری است که تقریباً شبیه هواکش پروانه‌ای کار می‌کند؛ اما پروانه و الکتروموتور آن داخل یک محفظه استوانه‌ای قرار می‌گیرند. این نوع هواکش‌ها گاهی به‌عنوان تهویه صنعتی نیز استفاده می‌شوند. سومین مدل هواکش‌های خانگی، مدل هواکش پره محوری است که پره‌های بیشتری نسبت به بقیه مدل‌ها دارد.

 اغلب به آن هوزینگ فن گفته می‌شود. هوزینگ فن جریان هوا را در یک مسیر دلخواه، به سمت خروج از یک دریچه تخلیه کنترل می‌کند.

انواع فن سانتریفیوژ که از پروانه‌های نوع فوروارد یا ایرفویل استفاده می‌کنند، در کاربردهای با اندازه  بزرگ‌تر، اغلب در هر پروانه بیشتر از یک ورودی در یک محفظه فن قرار گرفته است. رایج‌ترین نوع ساختار، عرض دو برابر است (double-width, double inlet [DWDI]) که دارای پروانه  است و کنار هم یک صفحه دارای یک صفحه یا دیسک مشترک هستند.

فن‌ها بسته به عملکردشان به دو نوع هواکش خانگی و صنعتی تقسیم می‌شوند. هواکش‌های خانگی در مقیاس‌های کوچک و متوسط هستند و بیشتر کاربرد مسی، اداری، و تجاری دارند. هواکش‌های صنعتی اما فن‌های بزرگ هستند که در بخش‌های صنعتی و حمل‌ونقل به کار می‌روند.

هواکش‌ها انواع مختلفی دارند که عبارت‌اند از:

• هواکش‌های خانگی
• هواکش‌های ساختمانی
• هواکش‌های صنعتی
• هواکش آکسیال؛ که معمولاً برای انتقال هوای موجود بین دو مکان به کار می‌رود.
• هواکش سانتریفیوژ بکوارد؛ که این نوع هواکش‌ها دو مدل یک طرفه و دو طرفه دارند و فشار استاتیکی در مکنده و دمنده ایجاد می‌کنند.
• هواکش سانتریفیوژ فوروارد؛ که دو مدل یک طرفه و دوطرفه دارد و فشار استاتیکی در دمنده‌ی سیستم تولید می‌کند.
• هواکش سانتریفیوژ رادیال؛ که کار این هواکش‌ها ایجاد مکش در مکنده است.
• هواکش‌های سانتریفیوژ قوی؛ که این مدل فن‌ها با فشار استاتیکی زیاد و حجم هوای کم به‌عنوان کمپرسور هوا در بخش‌های مختلف صنعت استفاده می‌شوند.
•  

انواع فن لپ تاپ

 

 اغلب به آن هوزینگ فن گفته می‌شود. هوزینگ فن جریان هوا را در یک مسیر دلخواه، به سمت خروج از یک دریچه تخلیه کنترل می‌کند.

انواع فن سانتریفیوژ که از پروانه‌های نوع فوروارد یا ایرفویل استفاده می‌کنند، در کاربردهای با اندازه  بزرگ‌ترفن صنعتی یا هواکش صنعتی نوعی توربو ماشین است که به وسیله تیغه های خود به هوا انرژی داده آن را به جریان در می‌آورد. ظرفیت انواع فن صنعتی در سیستم آحاد آمریکایی بر حسب فوت مکعب بر دقیقه (cfm) و در سیستم آحاد بین­ المللی بر حسب متر مکعب بر ساعت (m/h) یا لیتر بر ثانیه (L/s)، اندازه‌گیری می شود. فن چنان انتخاب می‌شود که بتواند مقدار هوای مورد نیاز را با فشار کار لازم به سراسر سیستم توزیع ارسال کند. هر افزایشی در فشار کار فن، از ظرفیت آن می کاهد. افزایش دبی فن موجب کاهش فشار کار آن می‌شود. با افزایش دبی فن، قدرت مورد نیاز آن نیز فزونی می یابد.

فشار کار فن عبارت است از حاصل جمع مقاومت­ های اصطکاکی در سر راه جریان هوا در دریچه ورودی، کویل ها، فیلترها، هواشوی، کانال و غیره. بدیهی است که هر افزایش مقاومت، مثل کثیف شدن فیلترها و کویل ها، با وجود هرگونه مانعی بر سر راه جریان هوا، موجب کاهش جریان می‌شود.هر کاهش عمده فشار کار فن منجر به افزایش بیش از حد جریان هوا شده و ممکن است باعث شود که موتور تحت اضافه بار کار کند. انتخاب درست و نصب مناسب فن صنعتی باعث می شود که هزینه های ناشی از تعمیرات و نگهداری فن صنعتی کاهش یابد. در طرح بعضی از فنها محافظت‌ های لازم در برای اضافه بار منظور می‌شوند، اما در بسیاری دیگر چنین نیست. چنانچه سیستم بدون فیلتر، با درهای باز و بدون دریچه های خروجی کار کند، به موتور بار اضافی تحمیل می‌شود. هرگاه لازم در این نوع فن  انحناء تیغه‌ها به سمت عقب یعنی خلاف جهت چرخش محور است. با نگاهی به منحنی مشخصه این نوع فن درمی‌یابیم که فشار استاتیک با افزایش دهش هوا تا میزان ۲۰٪ ظرفیت فن افزایش یافته و سپس با افزایش دهش، نقصان می یابد. قدرت نیز با افزایش دبی تا میزان ۶۵% ظرفیت فن، فزونی یافته و از آن به بعد روبه نقصان می‌گذارد. بنابراین موتور فن هیچ‌گاه تحت اضافه بار قرار نخواهد گرفت و لذا این نوع فن در بین انواع فن سانتریفوژ از همه کم صداتر است.آید که فن تحت چنین شرایطی کار کند، باید موتور مرتباً وارسی شود که بیش از حد گرم نشده باشد.، اغلب در هر پروانه بیشتر از یک ورودی در یک محفظه فن قرار گرفته است. رایج‌ترین نوع ساختار، عرض دو برابر است (double-width, double inهواکش‌های صنعتی برای تهویه هوای محیط‌های کارگاهی و کارخانه‌ای و همینطور تونل‌های شهری و بین‌شهری، کاربرد دارند. این فن‌ها هوای آلوده به دود و گاز را با هوای تازه جایگزین می‌کنند. هواکش‌های صنعتی جزو تجهیزات بسیار مهم و ضروری تهویه هوا محسوب می‌شوند که حجم بالایی از هوا، دود و هوای آلوده را در زمان کمی جابجا می‌کنند.

هواکش‌های صنعتی به دو نوع هواکش صنعتی محوری و هواکش صنعتی گریز از مرکز (سانتریفیوژ) تقسیم می‌شوند. هواکش‌های صنعتی محوری، ۴ مدل سقفی، دیواری، کانالی و پوششی دارند. فن‌های آکسیال، آکسیال سقفی و جت فن هم جزو هواکش‌های صنعتی محوری هستند. هواکش‌های خم به عقب و خم به جلو، یک طرفه و دو طرفه، هواکش سانتریفیوژ، باکس فیلتر، و غبارگیرهای صنعتی جزو هواکش‌های صنعتی گریز از محور محسوب می‌شوند.

هواکش‌های صنعتی هم مثل هواکش‌های خانگی مجهز به یک الکتروموتور، پروانه، و قاب هستند. موتور هواکش‌های صنعتی قدرت بیشتری دارند. چرا که باید حجم هوای بیشتری را جابجا کنند. در بین فن‌های صنعتی، فن‌های سانتریفیوژ از قدرت بالایی برخوردارند و بیشتر برای شرایط سخت مناسب هستند. هواکش‌های صنعتی سانتریفیوژ جزو رایج‌ترین هواکش‌های صنعتی به شمار می‌آیند.

فن‌های صنعتی برای احتراق، تهویه، هوادهی، جابجایی ذرات، تخلیه، تعمیر فن ماینر، خشک کردن، و کنترل آلودگی، در صنایع مختلفی نظیر صنعت تولید فات، سیمان، معدن، پتروشیمی، صنایع غذایی و همینطور برای خنک سازی محیط استفاده می‌شوند. رایج‌ترین کاربرد فن‌ها عبارت‌اند از:

کنترل شرایط هوایی
خنک سازی محیط، ماشین آلات و خودروها
تهویه هوای داخل
خروج آلاینده‌ها، دود، و گرد و غبار
هواکش‌های صنعتی باعث تهویه فضا و آرامش و آسایش محیطی مصرف‌کننده می‌شوند. از فن به ماشین دواری اطلاق می گردد که مجهز  به یک یا چندین ردیف پروانه پره دار بوده و با دریافت انرژی مکانیکی, یک جریان پیوسته از هوا یا گازهای دیگر را ایجاد می نماید. لازم به ذکر است که در این نوع ماشین های دوار کار مخصوص ( کار انجام یافته به ازای واحد جرم ) معمولاً از 25 کیلوژول بر کیلوگرم نمی کند.

یادآوری 1 معمولاً اصطلاح فن در مواقعی به کار می رود که هیچ نوع تجهیزات اضافی از قبیل کانالهای ورودی یا خروجی به فن نصب نگردد، مگر آنکه صریحاً ذکر شده باشد.

یادآوری 2 فن ها معمولاً براساس چگونگی نصب ، وظیفه کاری ، مسیر گذر سیال و نیز شرایط بهره برداری تعریف میشوند.

یادآوری 3 اگر میزان کار انجام یافته بر واحد جرم از مقدار 25 کیلوژول بر کیلوگرم کند در آن صورت ماشین دوار , توربو کمپرسور نامیده می شود. بدین معنی که برای چگالی س عبوری از فن برابر  با 2/1 کیلوگرم بر مترمکعب , فشار فن  نباید از 25 × 2/1 کیلوژول  بر کیلوگرم ( یعنی 30 کیلوپاسکال ) بیشتر شود و نسبت فشار تا زمانیکه فشارجوتقریباً 100 کیلوپاسکال است از 30/1 نکند.کانال مار را دنبال کنید.

تذکر1 در این متن جهت اختصار از کلمه هوا به جای عبارت ” هوای معمولی یا گازهای دیگر ” استفاده می شود.

تذکر2 هوای استاندارد به هوایی با چگالی  2/1 کیلوگرم بر مترمکعب اطلاق می گردد.

 

 

• انواع نصب فن صنعتی براساس نحوه بکارگیری و اتصال کانالها
• فن ها معمولاً به یکی ازروش های زیر نصب و یا کانال کشی می شوند.
•  مزایای استفاده از هواکش‌های صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• هواکش‌های صنعتی اکسیژن موردنیاز محیط را تأمین می‌کنند.
• دمای محیط را کنترل می‌کنند.
• بوی نامطبوع محیط را از بین برده یا به حداقل می‌رسانند.
• همچنین این هواکش‌ها، گازهای مضری مثل آمونیاک و دی‌اکسید کربن و همین‌طور بخار آب را از محیط خارج می‌کنند.let [DWDI]) که دارای پروانه  است و کنار هم یک صفحه دارای یک صفحه یا دیسک مشترک هستند.

 

انواع فن صنعتی براساس عملکرد فن ها
1 فن متصل به کانال

به فنی که جهت رانش هوا به درون کانال به کار می رود ، اطلاق می گردد.

یادآوری 4 این فن ها ممکن است در نصب نوع( ب )، ( پ ) یا ( ت ) به کار روند.

2 فن نصب شده در قسمت حائل ها ( دیواره ها )

به فنی که بر روی روزنه حائل ها ( دیواره ها ) به منظور جابجایی هوای آزاد از یک ناحیه به ناحیه دیگر به کار  می رود، اطلاق می گردد.

یادآوری 5 این فن ها در نصب نوع ( الف ) به کار می روند.

3 جت فن

به فن بدون کانالهای ورودی و خروجی که برای تولید جریان هوا با سرعت بالا به کار می رود، اطلاق می گردد.

یادآوری 6 ایجاد جت هوا می تواند به منظور افزایش اندازه حرکت جریان هوای داخل کانال, تونل یا دیگر فضاها یا افزایش میزان انتقال حرارت در یک ناحیه مشخص باشد.

انواع فن صنعتی براساس مسیر حرکت سیال در پروانه
1 فن گریز از مرکز

به فنی که در آن فن هوا اساساً در جهت محوری وارد پروانه شده و از آن فن در جهت عمود بر محور مذکور خارج می شود ، اطلاق می گردد.

یادآوری 1 فن نوع گریز از مرکز به فن هایی با جریان شعاعی اطلاق می گردد.

یادآوری 2 فن ها ممکن است دارای یک یا دو ورودی جداگانه بوده و نیز دارای یک صفحه پوششی و یا یک صفحه میانی باشند.

یادآوری 3 پروانه فن با توجه به جهت تیغه های پروانه فن نسبت به جهت دوران فن می تواند به صورت خمیده عقب سو 1 ،  شعاعی 2 و یا خمیده جلو سو 3 باشد.

یادآوری 4 برای یک فن از نوع گریز از مرکز نسبت قطر ورودی پروانه فن به قطر خروجی پروانه فن نشانگر میزان فشار فن می باشد یعنی نسبت مذکور نشان می دهد که فشار تولید شده در یک آهنگ معینی از جریان هوا , پایین ، متوسط و یا بالا می باشد.

یادآوری 5 شکل زیر سطح مقطع پروانه هایی را که دارای قطر ورودی یکسان می باشند ، نشان می دهد. فن هایی که نسبت قطر پروانه ورودی فن به قطر پروانه خروجی فن ها بزرگتر از63/0 باشد فن نوع فشار پایین و فن هایی که نسبت قطر پروانه ورودی فن به خروجی فن ها از 4/0 کمتر است فن نوع فشار بالا و فن هایی که نسبت قطر پروانه ورودی فن به خروجی فن ها بین 4/0 الی 63/0می باشد فن نوع فشار متوسط  می باشند.

 

یادآوری 6 قطر پروانه فن و شعاع محفظه فن با افزایش محدوده فشاری که فن برای آن طراحی می شود، افزایش می یابد.

یادآوری 7 این طبقه بندی همچنین متاثر از توانایی راه اندازی در سرعت محیطی لازم فن ها می باشد.

2 فن با جریان محوری

به فنی که در آن جریان هوا در طول محفظه استوانه ای فن که اساساً با محور فن هم راستا است وارد پروانه فن شده و سپس از فن خارج می شود ، اطلاق می گردد.

یادآوری 1 یک فن با جریان محوری با توجه به نسبت قطر محفظه استوانه ای 1 فن به قطر بیرونی پروانه فن می تواند از نوع فشار پایین ، متوسط و یا بالا باشد. نسبت مذکور نشان می دهد که فشار تولید شده در یک آهنگ معینی از جریان هوا پائین, متوسط و یا بالا می باشد.

یادآوری 2 شکل زیر نمونه ای از سطح مقطع فن هایی که دارای قطر بیرونی مساوی می باشند نشان می دهد. لازم به ذکر است فن های محوری که نسبت قطر محفظه استوانه ای فن به قطر بیرونی پروانه فن در این فن ها کمتر از 4/0 باشد از نوع فشار پایین ، فن های محوری که نسبت فوق الذکر در آن فن ها بزرگتر از 71/0 باشد از نوع فشار بالا و فن های محوری که نسبت فوق در آن فن ها در محدوده 4/0 الی 71/0 می باشد از نوع فشار متوسط می باشند.

یادآوری 3 این طبقه بندی نیز متاثر از توانایی راه اندازی در سرعت محیطی لازم فن ها می باشد.

3 فن محوری با چرخش مخالف

به فنی با جریان محوری که دارای دو پروانه سری بوده ولی جهت چرخش آن ها مخالف هم می باشد، اطلاق می گردد.

4 فن با جریان محوری برگشت پذیر

به فنی با جریان محوری که با هدف چرخش در جهت های دلخواه و مشخص با یک راندمان ویژه طراحی شده است، اطلاق می گردد.

5 فن محوری از نوع پره ای

به فنی با جریان محوری که دارای پروانه ای با تعداد تیغه های کم و با ضخامت یکسان بوده و به منظور استفاده در روزنه ها طراحی می شود، اطلاق می گردد.

6 فن با جریان محوری مستقر بر روی صفحه تخت

به فنی با جریان محوری که پروانه آن دارای تیغه هایی به شکل ایرفویل 1 بوده و بر روی یک توپی با طول محور نسبتاً کوتاه گردش می کند، اطلاق می گردد.

7 فن محوری با پره های هدایت کننده

به فنی با جریان محوری که دارای پره های هدایت کننده بوده و در قبل، بعد و یا هر دو طرف پروانه اصلی فن نصب می شوند، اطلاق می گردد.

8 فن محوری لوله ای

به فن با جریان محوری که فاقد پره های هدایت کننده بوده و درداخل کانالها مورداستفاده قرار می گیرد، اطلاق می گردد.

9 فن با جریان مختلط

به فنی که مسیر سیال عبوری از پروانه  فن ما بین جریانهای محوری و گریز از مرکز قرار دارد، اطلاق می گردد.

10 فن با جریان عرضی

به فنی که در آن مسیرگذر سیال عبوری از پروانه فن در جهتی عمود بر محور فن بوده و سیال از ناحیه پیرامونی وارد پروانه فن یا از فن خارج شود، اطلاق می گردد.