پروانه موتوری منحنی رو به جلو
وقتی نرخ جریان حجمی مورد نیاز خود را تعریف کردیم، چه برای تأمین هوای تازه باشد و چه برای خنک‌سازی فرآیند، باید این را با مقاومت در برابر جریانی که فن در کاربرد با آن مواجه می‌شود، ترکیب کنیم. نرخ جریان حجمی (بر حسب متر مکعب در ساعت) و فشار (بر حسب پاسکال - Pa)، با هم ترکیب می‌شوند تا نقطه کاری که فن باید در آن کار کند، مشخص شود. مهم است که فن را انتخاب کنیم که مشخصه عملکرد آن با نقطه کاری مورد نیاز در نقطه اوج راندمان یا نزدیک به آن مطابقت داشته باشد. استفاده از فن در اوج راندمان، مصرف برق و صدای منتشر شده از فن را به حداقل می‌رساند و در عین حال عملکرد مورد نیاز را ارائه می‌دهد.
فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو چگونه کار می‌کند؟
نام «فن سانتریفیوژ» از جهت جریان و نحوه ورود هوا به پروانه در جهت محوری و سپس رانده شدن به سمت بیرون از محیط بیرونی فن گرفته شده است. تفاوت در جهت جریان بین فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو و عقب، جهتی است که هوا از محیط پروانه خارج می‌شود. با پروانه منحنی رو به عقب، هوا در جهت شعاعی خارج می‌شود در حالی که با پروانه منحنی رو به جلو، هوا به صورت مماس از محیط فن خارج می‌شود.
یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو با شکل استوانه‌ای و تعداد زیادی پره کوچک در اطراف پروانه مشخص می‌شود. در مثال نشان داده شده در زیر، فن در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد.
برخلاف پروانه خمیده به عقب، پروانه خمیده به جلو به محفظه‌ای نیاز دارد که هوای پرسرعت خروجی از نوک پره‌های پروانه را به نیروی استاتیکی با سرعت کمتر تبدیل کند. شکل محفظه نیز جریان هوا را به سمت خروجی هدایت می‌کند. این نوع محفظه فن معمولاً به عنوان حلزونی شناخته می‌شود؛ با این حال، می‌توان آن را محفظه حلزونی یا محفظه سیروکو نیز نامید. با نصب پروانه خمیده به جلو در محفظه حلزونی، معمولاً به آن دمنده خمیده به جلو می‌گوییم.
دو نوع دمنده وجود دارد که از پروانه موتوری منحنی رو به جلو استفاده می‌کنند، همانطور که در زیر نشان داده شده است…
دمنده تک ورودی در سمت چپ، هوا را از یک طرف محفظه از طریق ورودی گرد به داخل می‌کشد و آن را به خروجی مربعی (که در اینجا با یک فلنج نصب دیده می‌شود) هدایت می‌کند. دمنده دو ورودی دارای محفظه اسکرول پهن‌تری است که هوا را از دو طرف اسکرول به داخل می‌کشد و آن را به خروجی مربعی پهن‌تر تحویل می‌دهد.
همانند فن سانتریفیوژ بکوارد، سمت مکش پره پروانه، هوا را از مرکز فن به داخل می‌کشد که منجر به تغییر جهت جریان هوا بین ورودی و خروجی به میزان ۹۰ درجه می‌شود.
مشخصه فن
ناحیه عملیاتی بهینه برای یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو زمانی است که در فشار بالاتر کار کند. یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو زمانی بهترین عملکرد را دارد که فشارهای بالا در مقابل جریان‌های با حجم کمتر مورد نیاز باشد. نمودار زیر ناحیه عملیاتی بهینه را نشان می‌دهد…
جریان حجمی در امتداد محور X و فشار سیستم در محور Y رسم شده است. هنگامی که هیچ فشاری در سیستم وجود ندارد (فن آزادانه می‌دمد)، یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو بیشترین جریان حجمی را تولید می‌کند. با اعمال مقاومت در برابر جریان به سمت مکش یا خروجی فن، نرخ جریان حجمی کاهش می‌یابد.
هنگام انتخاب یک دمنده منحنی رو به جلو برای کار در فشارهای پایین و بالاترین حجم جریان، باید احتیاط کرد. در این مرحله، پروانه در یک واماندگی آیرودینامیکی مانند یک فن محوری که در نقطه زینی منحنی خود کار می‌کند، عمل می‌کند. در این مرحله به دلیل تلاطم، سر و صدا و مصرف برق در اوج خود خواهند بود.
حداکثر راندمان در نقطه‌ای به نام زانوی منحنی مشخصه قرار دارد. در این نقطه، نسبت توان خروجی فن (حجم جریان (متر مکعب بر ثانیه) × فشار استاتیک توسعه یافته (پاسکال) و توان الکتریکی ورودی (وات) در بیشترین مقدار خود قرار دارد و فشار صدای تولید شده توسط فن در کمترین میزان خود خواهد بود. در محدوده عملکرد بهینه، جریان عبوری از فن پر سر و صداتر شده و راندمان سیستم فن کاهش می‌یابد.
مزیت استفاده از پروانه موتوری تک ورودی منحنی رو به جلو این است که دارای مشخصه فن شیب‌دار است. این امر به ویژه در سیستم‌هایی که به سطوح ثابتی از فیلتراسیون نیاز دارند، مفید است. با عبور هوا از فیلتر ذرات، فیلتر گرد و غبار و گرده موجود در هوا را جذب می‌کند، هرچه درجه فیلتراسیون ریزتر باشد، ذرات جذب شده توسط فیلتر کوچکتر هستند. با گذشت زمان، فیلتر به طور فزاینده‌ای با خاک و زباله مسدود می‌شود که این امر باعث می‌شود فشار بیشتری برای ارائه همان حجم هوا مورد نیاز باشد. استفاده از پروانه‌ای با منحنی مشخصه شیب‌دار در این مورد به این معنی است که با افزایش گرفتگی فیلتر، جریان حجمی ثابت می‌ماند در حالی که فشار در سراسر فیلتر افزایش می‌یابد.
مزیت استفاده از پروانه منحنی رو به جلو با دو ورودی این است که از یک دمنده با اندازه نسبتاً کوچک می‌تواند جریان با حجم بالایی را ارائه دهد. مزیت استفاده از دمنده با دو ورودی این است که توسعه فشار کمتری دارد به این معنی که فقط می‌تواند با سیستم‌های فشار پایین‌تر کار کند.
گزینه‌های نصب
همانطور که قبلاً ذکر شد، پروانه موتوری منحنی رو به جلو، هوای با سرعت بالا را در نوک تیغه تولید می‌کند که برای تبدیل فشار دینامیکی به فشار استاتیک، باید هدایت و کند شود. برای تسهیل این امر، یک مارپیچ در اطراف پروانه می‌سازیم. شکل پروانه با نسبت فواصل از مرکز پروانه تا خروجی فن ایجاد می‌شود. همانند فن منحنی رو به عقب، توصیه می‌شود که همپوشانی کمی بین حلقه ورودی و دهانه پروانه وجود داشته باشد. هر دو ملاحظات نصب در نمودار زیر نشان داده شده است…
قطر حلقه ورودی باید فقط فاصله کمی بین پروانه و حلقه ایجاد کند تا از گردش مجدد هوا جلوگیری شود.
ملاحظات نصب - فواصل
مهم است که از فضای کافی در قسمت مکش و کنار فن اطمینان حاصل شود…
فضای خالی ناکافی در سمت مکش فن، سرعت ورودی را افزایش می‌دهد که منجر به تلاطم می‌شود. این تلاطم با عبور هوا از پروانه افزایش می‌یابد که باعث می‌شود انتقال انرژی از پره فن به هوا کارآمدتر نباشد، باعث ایجاد سر و صدای بیشتر و کاهش راندمان فن شود.
توصیه‌های کلی برای شرایط ورودی و خروجی عبارتند از:
سمت ورودی
- بدون انسداد یا تغییر در جهت جریان در فاصله ۱/۳ قطر فن از ورودی فن
خلاصه - چرا یک فن سانتریفیوژ فوروارد منحنی انتخاب کنیم؟
وقتی نقطه کار مورد نیاز در ناحیه‌ای با فشارهای سیستم بالاتر در مقابل جریان حجمی کمتر قرار می‌گیرد، باید یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو با ورودی تکی در نظر گرفته شود. اگر نیاز به جریان حجمی بالا در یک فضای محدود باشد، باید یک فن سانتریفیوژ منحنی رو به جلو با ورودی دوگانه در نظر گرفته شود.
فن باید در محدوده بهینه خود که به عنوان زانوی منحنی مشخصه آن شناخته می‌شود، انتخاب شود. نقطه اوج راندمان در نزدیکی حد فشار بالاتر در منحنی مشخصه فن قرار دارد که در آن نیز در بی‌صداترین حالت خود کار می‌کند. از کار کردن خارج از محدوده بهینه (در نهایت جریان حجمی بالا) باید اجتناب شود زیرا تلاطم و راندمان آیرودینامیکی تیغه پروانه در این نقاط باعث ایجاد سر و صدا می‌شود و پروانه نیز در حالت واماندگی آیرودینامیکی کار خواهد کرد. در فشارهای پایین و جریان‌های حجمی بالا باید دمای کارکرد موتور تحت بار را در نظر گرفت زیرا احتمال گرم شدن بیش از حد موتور وجود دارد.
هوای ورودی پروانه باید تا حد امکان صاف و لایه لایه باشد. برای به حداکثر رساندن راندمان، حداقل باید 1/3 قطر پروانه در ورودی فن فضای خالی در نظر گرفته شود. استفاده از یک حلقه ورودی (نازل ورودی) که ورودی پروانه را همپوشانی می‌کند، به از بین بردن اختلالات جریان قبل از مکش هوا از طریق فن، کاهش نویز ناشی از تلاطم، به حداقل رساندن مصرف برق در نقطه کار و به حداکثر رساندن راندمان کمک می‌کند.
مشخصه عملکرد شیب‌دار، قابلیت فشار بالاتر دمنده‌های تک ورودی و قابلیت جریان بالای دمنده‌های دو ورودی به این معنی است که فن منحنی رو به جلو گزینه‌ای مفید برای بررسی در طیف وسیعی از تاسیسات است.
زمان ارسال: ۱۶ آگوست ۲۰۲۳