فن‌ها و هواکشهای صنعتی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین اجزا در صنایع مختلفند که نبود آن‌ها می‌تواند مخاطرات و مشکلات متعددی را درپی داشته باشد. فن‌های صنعتی، وظیفه جابجایی هوا در ابعاد و حجم بزرگ در کارگارها و سوله‌های بزرگ و کوچک صنعتی و برخی اماکن سربسته دیگر که امکان تردد هوا وجود ندارد را برعهده دارند. فن‌ها و هواکشهای صنعتی انواع مختلفی دارند که از انواع در مکانیزم عملکرد، ابعاد، متریال ساخت و … متفاوتند. این تفاوت‌ها فن‌های صنعتی را برای استفاده در فضاهای مختلف مناسب می‌سازد. فن‌های جریان محوری یکی از انواع هواکشهای صنعتی‌اند که اکنون قصد داریم در مورد آن‌ها بیشتر گفتگو کنیم.
هواکش جریان محوری چیست؟
اساس کار فن‌ها و هواکش‌ها در هر ابعاد و اندازه‌ای، تبدیل نیروی الکتریکی به مکانیکی است. به‌این ترتیب که موتور الکتریکی فن، انرژی حرکتی مورد نیاز آن را تامین کرده و پروانه فن با دریافت انرژی لازم شروع به حرکت میکند. این حرکت و فرم طراحی پروانه فن، در دو سمت آن ایجاد اختلاف فشار در هوا کرده و جابجایی آن را به همراه دارند. البته جابجایی صورت گرفته در راستای فشار ایجاد شده جریان پیدا میکند.
وجه تمایز فن جریان محوری نیز در همین قسمت است. یعنی در جهت و راستای جریان هوا و فشار آن. فن‌های جریان محور از پرکاربردترین و کارآمترین انواع فن صنعتی‌اند که هم در محیط‌های تجاری و هم در محیط‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع فن را آکسیکال نیز می‌نامند. این نوع فن‌ها، با وجود مصرف انرژی کم، بازده بالایی دارند و استفاده از آن‌ها مقرون به‌صرفه‌تر ارزیابی می‌شود.
اجزا و ساختار فن‌های جریان محوری
فن‌های جریان‌محوری در انواع و ابعاد مختلفی تولید و عرضه می‌شوند. اما ساختار و اجزای کلی تمامی آن‌ها ثابت و یکسان است. این ساختار کلی را می‌توان به‌شرح زیر توضیح داد:
فن‌های اکسیکال یا جریان محوری دارای یک محفظه‌ی مدور هستند که پروانه داخل آن محصور می‌شود. تیغه‌های پروانه، هوا را درون این محفظه کشیده و سپس در همان محور موازی به سمت بیرون هدایت می‌شود.
اجزای ثابت در تمامی انواع فن‌های جریان محوری عبارتند از:
- موتور
- محور
- تیغه‌ها
- محفظه
در این ساختار، الکتروموتور بزرگ فن، محور آن را به حرکت درآورده، پره‌ها همراه با محور می‌چرخند و جریان هوا شکل می‌گیرد. محفظه در این ساختار به‌منظور افزایش سطح ایمنی فن‌های صنعتی در نظر گرفته می‌شود. برخورد پره‌های فن صنعتی به‌دلیل ابعاد بزرگ آن با هر گونه جسم خارجی خطرات بسیاری را همراه دارد. همچنین برای انسان‌ها خطر جانی خواهد داشت. بنابراین محفظه این نوع فن مانع از ایجاد این برخورد با هر جسم خارجی می‌شود.
نحوه عملکرد هواکشهای جریان محوری
بهترین توضیح برای نحوه عملکرد فن‌های جریان محوری یا فن‌های آکسیکال این است که این فن‌ها مانند یک کمپرسور عمل کرده و با حصر هوا درون محفظه خود، فشار آن را افزایش می‌دهند. سپس، فن درون محفظه جریان هوا را به‌صورتی موازی با محور خود به سمت بیرون هدایت میکند.
در واقع، این فن‌ها را فن‌های جریان محوری می‌نامند چرا که هوا به صورت محوری و مستقیم در آن‌ها جریان پیدا میکند. طراحی این نوع فن به گونه‌ای است که پروانه فن درون محفظه باعث ایجاد اختلاف فشار هوا شده و مکش جریان هوا به سمت فن را به‌همراه دارد. مکشی که در نهایت هوا را با سرعت و شدت بیشتر و در حجم و ابعاد بزرگتر جابجا کرده و فعالیت موثرتری دارد. این عملکرد موثر، در فن‌های صنعتی که وظیفه مهم جابجایی هرچه بیشتر هوا را برعهده دارند بسیار اهمیت دارد.
عوامل موثر بر بازده فن جریان محوری
عوامل مختلفی کارایی و بازده فن‌های آکسیکال را تغییر می‌دهند. عواملی که باعث می‌شوند این فن‌ها کاربردهای مختلفی نیز پیدا کنند. برخی از عوامل موثر بر عملکرد فن‌های جریان محوری عبارتند از:
- تعداد تیغه‌های پروانه فن
- جنس تیغه‌های پروانه
- قدرت الکتروموتور فن
- ابعاد پره‌های پروانه فن
در واقع پروانه فن جریان محوری، تاثیر مستقیم بر میزان، سرعت و در نهایت بازده فن دارد. فرم و ساختار پروانه‌ها، تعداد پره‌ها و متریال‌شان هر کدام به‌صورت مجزا بر این امر تاثیر دارند. تیغه‌ها معمولا باید از جنسی مقاوم مانند آلیاژ‌های آلومینیوم باشند تا دوام لازم را در ابعاد صنعتی داشته باشند.
انواع فن‌های جریان محوری
گفتیم که فن‌های جریان محوری انواع مختلفی دارند که این انواع، بر کارآیی و کاربردشان موثر است. هنگام انتخاب فن در صنایع مختلف باید به نوع آن و توانایی و قدرت و بازده اش توجه داشت تا بتواند نیازهای کارگاه، سوله، انبار یا … را تامین کند. انواع فن جریان محوری شامل موارد زیر می‌شوند:
فن جریان محوری توبی
این نوع فن، محفظه‌ای تیوب شکل دارد و پروانه درون این تیوب جای می‌گیرد. فرم تیوب محفظه این نوع فن، افزایش راندمان جریان هوا را به‌دنبال دارد. این نوع فن برای فرآیندهای ساده صنعتی مانند خشک کردن کوره‌ها و پاک کردن سیستم‌هایی که باعث تولید دوده می‌شوند، استفاده می‌کنند.
فن آکسیال پروانه‌ای
محفظه این نوع فن درون یک صفحه که به شکل حلقه درآمده است قرار دارد. فن‌های پروانه‌ای جریان محوری، جریان هوای زیادی ایجاد می‌کنند اما فشار جریان ایجاد شده در آن‌ها کم است. همین موضوع راندمان آن‌ها را کمتر از انواع تیوبی میکند. فن‌های پروانه‌ای جریان محوری برای تامین تهویه‌ی هوا و رفع مشکل آلودگی در ساختمان‌هایی با فضای بسته و برج‌های خنک کننده یا کندانسور‌های هوای خنک‌مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فن آکسیال پره‌ای
این نوع فن آکسیکال را باید پرکاربردترین و پربازده‌ترین نوع فن جریان محوری دانست. این نوع فن دارای پره‌های استاتیک روی تیغه‌های خود هستند که فشار هوای زیادی تولید می‌کنند. البته حجم هوای تولیدی توسط این فن‌ها متوسط است. از این نوع فن جهت تامین سرمایش و تهویه‌ی ساختمان‌های تجاری و صنعتی (دور کردن آلودگی‌ها و گازهای سمی) بهره می‌برند.
البته یک تقسیم‌بندی دیگر نیز در فن‌های جریان محوری وجود دارد که مربوط به ثابت بودن پره‌های پروانه‌های آن‌ها یا متغیر بودن‌شان می‌شود. به‌این ترتیب که:
فن‌های جریان محوری با درجه ثابت
در این نوع فن، تیغه‌های پروانه ثابتند و قابلیت حرکت روی محور پروانه را ندارند. از آن‌ها در مکان‌هایی که جریان هوایی با حجم و فشار ثابت نیاز استفاده می‌شود.
فن‌های جریان محوری با درجه متغیر
در این نوع فن، تیغه‌های پروانه قابلیت حرکت و تغییر زاویه دارند. این تغییر زاویه، بر فشار و حجم هوای تولیدی توسط فن تاثیر می‌گذارد و آن را زیاد یا کم میکند. این تغییر زاویه ممکن است در حالت ثابت پروانه قابل اجرا باشد یا در حالی که پروانه حرکت میکند. این نوع فن‌ها بازده بسیار بالایی دارند.
همانطور که اشاره شد، انواع مختلف فن‌های جریان محوری بر کارایی آن‌ها افزوده و باعث می‌شود که بتوان از این نوع فن در صنایع مختلف استفاده کرد.
مقاله پیشنهادی برای مطالعه بیشتر: نقش کلیدی تهویه ها و هواکش های صنعتی در عملکرد کارخانه
سخن پایانی
بهطور کلی، فن‌های جریان محوری در بین انواع هواکشهای صنعتی، مزایا و قابلیت‌های زیادی دارند. صرفه‌جویی در مصرف انرژی، قابلت به جریان در آوردن هوا در محیط‌های محدود در حجم بالا و با فشار خوب، نصب آسان و نگهداری و تعمیرات ساده، هزینه نگهداری مناسب و قابلیت‌های دیگری نظیر امکان درجه بندی میزان فشار و حجم هوایی که جابجا می‌شود، از جمله مزایای این نوع فن صنعتی محسوب می‌گردد.
سوالات متداول
هواکشهای جریان محوری تنها در ابعاد صنعتی تولید و عرضه می‌شوند؟
- بله. این فن ها انواع مختلفی دارند اما معمولا در ابعاد بزرگ و برای مصارف صنعتی استفاده می شوند.
در هواکشهای جریان محوری، فشار تولید هوا بیشتر است یا حجم آن؟
- این فاکتورها با توجه به نوع هواکش جریان محوری تغییر میکند. گاهی فشار بیشتر است و گاهی حجم. اما بهطور کلی راندمان این نوع هواکش بیش از باقی هواکشهای صنعتی است.
چرا هواکشهای جریان محوری را در محفظه قرار می‌دهند؟
- معمولا هواکش های جریان محوری در محفظه ای قرار دارند. این محفظه ها به‌منظور حفظ ایمنی بیشتر طراحی و ایجاد شده اند.
آیا هواکش جریان محوری بدون محفظه نیز وجود دارد؟
- از آنجایی که این محفظه ها به دلیل ایجاد امنیت طراحی شده اند و کارایی خیلی خوبی دارند می توان گفت که تقریبا هیچ هواکش جریان محور بدون محفظه ای وجود ندارد.
