پرش لینک ها

فن آکسیال چیست؟ فن محوری | axial fan

فن محوری یا فن آکسیال (axial) از رایج‌ترین‌های هواکش‌های صنعتی هست. این هواکش‌ها در جابجایی هوا و ایجاد تهویه مناسب برای کارگاه‌ها و شرکت‌های صنعتی کاربرد دارد. همچنین از این فن برای ایجاد احتراق، خنک کردن، تمیز کردن هوا، در صنایعی مثل پتروشیمی‌ها، کارخانه‌های پتروشیمی و غیره استفاده می‌شوند.

معرفی فن آکسیال

به فنی گفته می‌شود که در آن جریان هوا موازی پروانه عمل می‌کند. فن آکسیال یا axial هوا را به کمک پروانه و تیغه‌ها به داخل خود می‌کشد. سپس در همان جهت پروانه‌ها، جریان هوا را تولید می‌کند. این فن‌ها به خاطر مصرف انرژی کم بسیار پرکاربرد هستند. جنس این هواکش‌ها پلاستیکی یا فلز هستند که جنس‌های پلاستیکی برای مصارف خانگی و جنس‌های فلزی برای شرکت‌های صنعتی مناسب می‌باشند. پره این فن‌ها از آلیاژ آلومینیوم ساخته‌شده و در کل این فن ماندگاری و طول عمری بالایی دارد.
فن‌های محوری در دو حالت AC و DC وجود دارند. بسته به نیاز و کاربرد نهایی، ممکن است به روش‌های مختلف مانند مجرا دار یا حلقه‌ای و غیره طراحی شوند؛ بنابراین، طرح‌های استاندارد متفاوتی وجود دارد که می‌تواند بر اساس دستگاه و نوع نیاز شما سفارشی‌سازی شود. مواد و لوازم جانبی مورداستفاده برای فن بر اساس این و سایر عوامل فیزیکی مانند محیطی که در آن قرار می‌گیرد، دما، رطوبت، فشار و غیره تعیین می‌شود.

معروفترین کمپانی دنیا در این زمینه ebmpapst ای بی ام پاپست است.

تاریخچه فن محوری یا آکسیال (axial)

این فن‌ها در دوران قرون‌وسطی برای آسیاب‌های بادی طراحی و ساخته‌شده‌اند. درواقع اولین فن‌های برقی که در دهه 1880 معرفی شدند، همان فن‌های محوری هستند. به خاطر اینکه تولید باد در این فن‌ها به صورت عمودی انجام می‌شد، آن را فن محوری یا فن آکسیال نامیدند.
سپس مجدد در قرن نوزدهم، فن جریان محوری به‌عنوان فن مولد نیرو برای صنایع متالورژی مورداستفاده قرار گرفت؛ اما فشار این نوع فن فقط 100 ~ 300pa بود و بازدهی آن تنها به 15 ~ 25 می‌رسید. این فناوری تا سال 1940 چندان مورد توجه قرار نگرفت. هرچند در خلال جنگ جهانی دوم در سال 1935، آلمان از فن جریان محوری برای تولید هوا و القاء هوا برای دیگ‌های بخار استفاده کرد.
در سال 1948، دانمارکی‌ها در حین کار با فن جریان محوری تیغه این فن را ایجاد کردند. این رویداد سبب توسعه فن‌های محوری با ساختاری جدید شد.

در آن دوره این فن‌ها در سه دسته‌بندی کلی قرار گرفتند که در ارتباط با محصور کردن جریان هوا تعریف شده‌اند.

1. فن مجرا دار

که در این نوع فن هوا از طریق یک مجرا عبور کرده و باعث می‌شد تا پروانه در جهت محوری بچرخد.

2. فن‌های دیافراگمی یا حلقه‌ای

که در این فن هوا از یک فضای نسبتاً بزرگ به فضای دیگر وارد می‌شد.

3. فن‌های چرخشی

که در این‌ها پروانه یا ایمپلر آزادانه در فضای غیر محصور حرکت می‌کردند مانند پنکه‌های سقفی.

اجزای فن محوری

اساسی‌ترین قسمت فن جریان محوری موتور است. به‌غیراز آن دارای بلبرینگ، پره و پروانه است. فن دارای محفظه یا مخزنی است که از آن در برابر آسیب خارجی مانند، ضربه، ارتعاش و غیره محافظت می‌کند. جنس محفظه فلزی است و از فولاد، آلومینیوم یا آلیاژها ساخته‌شده است. پروانه‌ها معمولاً از آلومینیوم آلیاژی بارنگ سیاه، ترموپلاستیک یا فولاد ساخته می‌شوند و طوری طراحی‌شده‌اند که در برابر خوردگی مقاوم هستند. پروانه‌های ترموپلاستیک عموماً برای کاربردهای تجاری مناسب نیستند و بیشتر برای کاربردهای مسکونی استفاده می‌شوند.
پروانه‌های فن آکسیال دارای تیغه هستند. 2 تا 20 تیغه روی پروانه‌ها وجود دارد. فن به یک موتور محرک متصل است که معمولاً در محفظه‌ای موازی با جهت جریان هوا قرار می‌گیرد. تیغه‌ها معمولاً از آلومینیوم ساخته می‌شوند. این فن‌ها طوری طراحی‌شده‌اند که در برابر درجه حرارت شدید، شعله، ضربه، مواد خورنده و غیره مقاوم باشند. برخی از لوازم جانبی رایج این فن شامل نقاط اتصال مناسب، صدا خفه کن، گریل محافظ، فلنج، کنترل‌کننده لرزش، پایه برای موقعیت موردنیاز و پره ورودی متغیر است.

فن جریان محوری فن آکسیال چگونه کار می‌کند؟

فن‌های محوری شبیه به بال هواپیما عمل می‌کنند که دارای شکل ایرفویل هستند. با توجه به شکل ایرفویل بال، هوای بالا و پایین آن تقسیم‌شده و سرعت هوا در این متفاوت پخش می‌شود. این به این دلیل است که هوا در قسمت بالا در مقایسه با هوای بخش پایینی جریان بیشتری دارد.
هوای بخش بالایی دارای سرعت هوای بالایی است که نیروی دینامیکی بالا و فشار استاتیک کم را تولید می‌کند. در مقابل، هوا در قسمت زیر دارای سرعت هوای کم است و فشار استاتیک بالایی تولید می‌کند.
این اختلاف فشارها باعث ایجاد جریان بالابرندگی می‌شود. سپس تیغه‌های پروانه‌ها مانند بال عمل می‌کنند و هوا را به جلو فشار می‌دهند و درنتیجه باعث بلند شدن می‌شوند. درنتیجه این بلند شدن، هوا به جلو و عقب رانده می‌شود. حتی پس از خروج هوا از فن، سرعت هوا تا یک درجه افزایش می‌یابد. جریان هوا در خروجی بسیار عالی‌تر از نقطه ورود است.

انواع فن‌های محوری

فن‌های محوری از نظر شکل دستگاه و نوع پروانه به کار رفته در سه گروه قرار می‌گیرند.

• فن آکسیال مدل پروانه‌ای یا فن ملخی (Axail Propeller Fan)
• مدل پره‌ای یا جریان محوری (Vane Axial Fan)
• مدل لوله‌ای یا اگزاست فن کانالی (Tube Axial Fan)

فن محوری پروانه ای یا فن ملخی (Axail Propeller Fan)

فن آکسیال پروانه‌ای یا ملخی، از یک پروانه 3 تا 6 پره‌ای و یک قاب یا حلقه و موتور تشکیل‌شده است؛ که این فن‌ها حجم زیادی از جریان هوا با فشار کم را تولید می‌کنند. فن‌های محوری یا Axail راندمان پایینی دارند. این نوع فن‌های در سایز کوچک‌تر به‌صورت کوپل به موتور وصل می‌شوند و در سایزهای بزرگ‌تر به شکل فول تسمه به موتور متصل می‌گردند. فن‌های پروانه یا ملخی دارای تیغه‌های سفت و کوتاه هستند.

فن آکسیال پره ای یا جریان محوری (Vane Axial Fan)

فن‌های پره‌ای نسبت به دیگر فن‌ها دارای بازدهی بیشتر هستند. این فن‌ها برخلاف فن پروانه‌ای، جریان هوای متوسط با فشار بالا را تولید می‌کند. این فن‌ها مناسب محیط‌های صنعتی که آلودگی بیشتری دارند بسیار پرکاربرد هست. همان‌طور که می‌دانید محیط‌های صنعتی به خاطر ماشین‌آلات و بوی مواد شیمیایی که دارند، آلودگی بیشتری را تولید می‌کنند. به همین علت از فن آکسیال پره‌ای برای تهویه هوا استفاده می‌شود. تیغه‌هایی که در بدنه این فن قرارگرفته‌اند برای هدایت هوا هست تا فشار استاتیک را بهبود دهند.

فن آکسیال لوله ای یا اگزوز فن کانالی (Tube Axial Fan)

این فن‌ها شبیه فن آکسیل پروانه‌ای هست، با این تفاوت که الکتروموتور و پره‌های آن‌که 4 الی 8 پره است، در یک محفظه‌ای استوانه‌ای شکل قرارگرفته‌اند. تفاوت فن‌های لوله‌ای با فن پروانه‌ای در بازدهی بیشتر و صدای بالاتر این فن است.

مزایای فن محوری یا فن آکسیال

1. قیمت مقرون به‌صرفه
2. وزن کمتر
3. احتیاج به فضای کمتر
4. ظرفیت بالای جابجایی هوا
5. نصب آسان

معایب فن محوری یا فن آکسیال

1. عدم کاربرد در مکان‌هایی که فشار استاتیکی بالایی دارند
2. ضعف در مقابل تغییرات جریان هوا
3. سطح صدای بالا در هواکش‌های تونلی و پره‌ای
4. احتیاج به الکتروموتور دور بالا

عوامل مهم در انتخاب فن محوری

در هنگام انتخاب فن آکسیال لازم است به موارد زیر دقت شود:
1. مکنده یا دمنده بودن فن
2. میزان فشار استاتیکی
3. ابعاد فضای موردنظر
4. کاربرد (تهویه، سرمایش، تخلیه دود و…)
5. حساسیت در برابر سطح صدا
6. دور فن
7. ابعاد فن
8. دمای هوا
9. تعداد نفرات و ماشین‌آلات

کاربرد انواع فن محوری یا آکسیال

در این قسمت به توضیح کلی انواع فن آکسیال می‌پردازیم که در تقسیم‌بندی کلی به صنعتی، خانگی و نیمه‌صنعتی تقسیم می‌شوند.

فن آسیال صنعتی

این مدل فن‌ها که بیشتر برای کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدی که بیشتر در معرض آلودگی هوا هستند، کاربرد دارد تا بتوانند در حجم هوای بیشتری در مدت‌زمان کوتاه تهویه کنند. فن‌های محوری صنعتی برای داشتن قدرت بیشتر از برق سه فاز استفاده می‌کنند.

فن محوری خانگی

از فن‌های محوری خانگی در سرویس‌های بهداشتی، حمام یا ساختمانی که فضای بسته دارد، در اندازه‌های مختلف طراحی و تولیدشده‌اند، استفاده می‌شود.

فن محوری نیمه صنعتی

این مدل‌های فن‌ها نه به‌اندازه مدل‌های خانگی کوچک و همین‌طور به‌اندازه مدل‌های صنعتی نیز بزرگ و پرقدرت نیستند. مثل فن‌هایی که در فروشگاه‌ها یا سیستم خنک‌کننده وسایل برقی و خودروها استفاده‌شده‌اند.

همچنین فن‌های محوری ازنظر نوع نصب به دو مدل سقفی، دیواری نصب می‌شوند.
فن‌های سقفی عمل تهویه هوا را به شکل عمودی انجام می‌دهد که بستگی به طول سقف و حجم فضا نیز بستگی دارد.
فن‌های دیواری که از نامش پیداست بر روی دیوار یا پنجره‌ها، نصب می‌شوند که عمل تهویه هوا به شکل افقی صورت می‌گیرد.

ویژگی های فن axial

فن‌ آکسیال به دلیل داشتن ویژگی‌ها و نکات مثبتی که دارند باعث شده در تهویه هوای محیط‌های صنعتی و خانگی کاربرد بیشتری داشته باشند. این ویژگی‌ها به شرح زیر می‌باشند:

کم هزینه بودن نگهداری و تعمیر فن محوری یا آکسیال

فن‌های محوری دارای طرح‌های ساده‌تری نسبت به سایر انواع فن‌های صنعتی هستند. این فن‌ها دارای طرح‌های ساده و باز هستند؛ بنابراین، هرگونه مشکل عملیاتی که به وجود می‌آید به‌راحتی قابل‌شناسایی و اصلاح است. این‌یکی از دلایلی است که باعث می‌شود از این فن‌ها در برنامه‌های خنک‌کننده صنعتی و وسایل اگزوز دار استفاده شود.

کم‌مصرف بودن فن محوری

در شرکت‌های صنعتی چون دستگاه‌های خنک‌کننده و تهویه انرژی زیادی مصرف می‌کند و همین قضیه باعث افزایش هزینه‌ها برای شرکت‌ها می‌شود. پس در این صورت برای کاهش هزینه‌ها و تهویه هوای زیاد با مصرف انرژی کم می‌توان از فن‌های محوری استفاده کرد. فن‌های محوری می‌توانند حجم زیادی از هوا را با سرعت منظم تولید کنند و همچنین به دلیل داشتن تیغه‌های ایرفویل، گردش یکنواخت هوا را تضمین می‌کنند.

تنظیم درجه سرعت

با فن آکسیال می‌توان بسته به نیاز خود و محیط، درجه سرعت فن را تنظیم کرد که این تنظیم درجه سرعت تأثیری روی تغییر میزان حجم هوای تولیدشده ندارد. در مقابل، کاهش سرعت می‌تواند تأثیر مستقیمی بر جریان هوای فن‌های گریز از مرکز داشته باشد.

تنوع مدل‌های فن محوری

فن آکسیال برخلاف دیگر فن‌ها دارای تنوع زیاد ازنظر جنس، میزان قدرت، اندازه هستند که هنگام خرید، کار انتخاب را برای مشتری آسان می‌کند.ساختار بادوام آن‌ها یکی از دلایل اصلی استفاده از این فن‌ها در کشتی‌ها، هواپیماها، بالگردها و هیدرو فویل‌ها است.

افزایش طول عمر قطعات مکانیکی

این فن‌ها نسبت به نمونه‌های قبلی خود دارای طراحی فشرده و سبک‌وزن هستند که به افزایش طول عمر اجزای مختلف مکانیکی در آن کمک می‌کند. به‌طورکلی، فن‌های محوری به دلیل استحکام مکانیکی بالا و طراحی بهینه، طول عمر بیشتری نسبت به سایر فن‌های صنعتی دارند.

تولید صدای بسیار اندک

فن‌های axial صنعتی نسبت به فن‌های معمولی صدای مکانیکی کمی تولید می‌کنند. این امر آن را به گزینه‌ای ایده آل برای محیط‌هایی باشد که به صدا حساس هستند و آرامش لازم دارند مانند بیمارستان‌ها، هتل‌ها و رستوران‌ها.

چگونه سیستم جریان هوا را در فن آکسیال طراحی کنیم؟

کار ضروری این است که کاری کنیم تا فن آکسیال گرمای تولیدشده از سیستم تجهیزات کار را از بین ببرد. ما باید در مرحله طراحی سیستم خنک‌کننده به محیط برنامه، شرایط کار، دما، رطوبت، خوردگی، ویژگی‌های کنترل فن، سروصدا، فشار جریان هوا و غیره اشاره‌ کنیم.

محاسبه جریان فن محوری

Q = 2.99W/Tc
W: گرما در WATTS پخش می‌شود
Tc: دمای مجاز به سانتی‌گراد

چگونه فشار فن را انتخاب کنیم؟

تجهیزاتی که مطابق استاندارد AMCA210 طراحی‌شده‌اند، می‌توانند حجم جریان هوا، فشار استاتیک و سیستم کشش را به‌طور دقیق اندازه‌گیری کنند.
محاسبه Q = 60C/4 D2 = M2G/R PN (M3/دقیقه)
C: ضریب نازل هوا
D: قطر نازل
R: چگالی هوا = 1.293
T: دما
P: فشار هوا (میلی‌متر H20)
PN: فشار افتراقی حجم هوا (میلی‌متر H20)
PS فشار استاتیک هوا (میلی‌متر H20)
G: شتاب گرانش (9.8 متر بر ثانیه)
حداکثر جریان هوا (0 فشار) و حداکثر فشار استاتیک (0 جریان) را آزمایش کنید، سرعت فن را تنظیم کنید، فشار هوا و جریان هوا را آزمایش کنید و منحنی P-Q را ترسیم کنید.

چگونه می‌توان نقطه کار فن آکسیال را تعیین کرد؟

هنگامی‌که سیستم جریان هوا طوری طراحی شود که نیاز فن را برآورده کند، در مرحله بعدی منحنی مشخصه فن و منحنی مشخصه سیستم جریان هوا انتخاب می‌شوند.

چگونه فن axial انتخاب کنیم؟

طراحان باید منحنی مشخصه درگ، منحنی مقاومت و منحنی مشخصه فن گراف متقاطع، حجم جریان هوا و فشار هوای متقاطع را با نیازهای حجم جریان هوا و فشار هوای سیستم خنک کننده فن مطابقت دهند. منحنی عملکرد محوری فن آکسیال به شرح زیر است:

ردیف آیتم sleeveball
1موادمتالورژی پودر بر پایه مسفولاد ضدزنگ
2اصطکاک تماس سطحیتماس نقطه‌ای
3خاصیت درزگیریبدون خاصیت درزگیریبا پوشش گردوغبار، عملکرد درزگیر بهتر است
4روش نصبمناسب برای نصب عمودی مناسب برای همه نوع کار
5روغن کاری بیشتر کمتر
6محدوده سرعت سرعت کم سرعت بالا
7درجه حرارت تا 70درجه سانتی گراد -30 ° C -75 ° C
8دامنه 20000-30000 ساعت30000-50000 ساعت
9طول عمر بالا و ناپایدار پایین و پایدار
10سروصدا کم بالا

نقطه متقاطع منحنی عملکرد فن و منحنی مقاومت سیستم جریان هوا بهترین نقطه کار سیستم جریان هوا هستند. این عامل تعیین‌کننده هنگام انتخاب فن موردنظر شما است.

چگونه می‌توان میزان نویز را آزمایش کرد؟

هنگامی‌که فن جریان محوری کار می‌کند، یک صدا سنج در فاصله 1 متری از ورودی جریان هوا با زاویه 90 درجه تنظیم می‌شود. فن تست‌شده در اتاقی بدون اکو با جریان هوای آزاد و صدای پس‌زمینه زیر 15 دسی‌بل اجرا می‌شود.

چگونه می‌توان سیستم بلبرینگ فن را انتخاب کرد؟

بلبرینگ فن جریان محوری بخش مهمی برای ارزیابی عملکرد فن آکسیال است که عموماً برای بلبرینگ sleeve و بلبرینگ ball استفاده می‌شود.
با توجه به الزامات فوق، کاربر فن مناسب با بلبرینگ‌های مختلف را انتخاب می‌کند. علاوه بر عوامل فنی فوق، کاربران همچنین باید درباره موتور فن محوری که یک جزء بسیار مهم است نیز اطلاعات کافی داشته باشند.

عوامل موثر تجاری در خرید فن آکسیال

قیمت: قیمت فن محوری جریان مستقیم بر بودجه خرید پروژه تأثیر می‌گذارد.
تولیدکننده: انتخاب سازنده اصلی فن‌های محوری بسیار مهم است.

دلایل انتخاب فن آکسیال نسبت به سایر فن ها

فن آکسیال axial برای مواردی که افت فشار و بالا بودن دبی تخلیه وجود داشته باشد استفاده می‌شوند. این فن‌ها وزن سبکی دارند و فضای اندکی را اشغال می‌کنند و نسبت به سایر فن‌ها ارزان‌تر نیز می‌باشند. فن‌های محوری کاربردهای متنوع‌تری دارند و انتخاب خیلی از صنایع، شرکت‌ها، کسب‌وکارهای کوچک و … است.


مطمئن باشید با مطالعه مقالات زیر اطلاعات شما تکمیل‌تر خواهد شد: 

1- همه چیز در مورد کمپانی معتبر ای بی ام پاپست ebm papst

2- از سیر تا پیاز کمپانی زیلابگ 

یک دیدگاه بگذارید