فن های آکسیال

1404/02/03 مقالات آموزشی

فن های آکسیال

تا حالا به پنکه خونه‌تون یا هواکش سرویس بهداشتی دقت کردید؟ این دستگاه‌ها یه پروانه دارن که می‌چرخه و باد تولید می‌کنه. یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین انواع این دستگاه‌ها که خیلی هم توی زندگی روزمره و هم توی صنعت به کارمون میان، فن‌های آکسیال یا محوری هستن.

تاریخچه فن‌های آکسیال چی می‌گه؟

شاید براتون جالب باشه بدونید که اولین فنی که بشر ساخت، همین فن آکسیال بوده. حتی میشه گفت تاریخ ساخت این فن‌ها برمی‌گرده به زمان ساخت آسیاب‌های بادی توی قرون وسطی در اروپا. اولین فن الکتریکی هم که معرفی و ثبت شد، یه نوع فن محوری یا آکسیال بود که توی دهه ۸۰ میلادی این اتفاق افتاد. اسم "آکسیال" یا "محوری" هم به این دلیل روی این فن‌ها گذاشته شده که نحوه تولید باد توی اون‌ها به صورت محوریه. یعنی با چرخش تیغه‌ها دور یه محور مرکزی، هوا هم دقیقاً توی همون جهت محور حرکت می‌کنه.

فن آکسیال چیه و چطوری کار می‌کنه؟

به زبان ساده، فن‌های آکسیال پره یا تیغه‌هایی دارن که دور یک محور ثابت می‌چرخن. این فن‌ها معمولاً برای جاهایی استفاده میشن که نیاز به جابه‌جایی حجم بالایی از هوا هست، اما فشار هوای خیلی بالا مهم نیست. منابع می‌گن که تولید جریان هوای شده توسط فن‌های آکسیال شارش یا دبی خیلی بالایی داره، اما فشار جریان هوا خیلی کمه، فشار هوا توی این فن‌ها با نیروی آیرودینامیک بالک‌های پروانه تنظیم میشه. برای اینکه بصورت خلاصه و سریع یه آشنایی نسبی با فشار جریان هوا و جریان هوا پیدا کنی با ذکر یک مثال و نمایش یک جدول مختصر در زیر سعی کردیم این دو کمیت فیزیکی رو بهتر بشناسید!

فرض کن یه بادکنک را باد کردی و دهانه‌اش را گرفتی.

فشار جریان هوا (Pressure):

وقتی دهانه بادکنک بسته هست، هوای داخل اون فشرده شده. این فشار به دیواره‌های داخلی بادکنک وارد میشه. در فیزیک، فشار با حرف P نشان داده میشه و واحد اون پاسکاله (Pa).

جریان هوا (Air Flow / Air Current):

وقتی دهانه بادکنک رو باز می‌کنیم، هوا از اون خارج میشه. به این حرکت هوا از ناحیه پرفشار (داخل بادکنک) به ناحیه کم‌فشار (هوای آزاد) "جریان هوا" میگن.

در فیزیک، برای نرخ جریان حجمی هوا از نماد Q (یا Φ) استفاده میشه و واحد اون معمولاً متر مکعب بر ثانیه (m³/s) است.

همچنین اگر منظور سرعت جریان هوا باشه، از v (سرعت) استفاده میشه که واحدش متر بر ثانیه (m/s) است.

قطعات اصلی فن‌های آکسیال شامل موتور، محور و تیغه‌ها هستن. وظیفه موتور اینه که باعث چرخش محور بشه. محور و تیغه‌ها برای حفظ ایمنی افراد در مقابل تماس با تیغه‌ها، داخل یه محفظه قرار داده میشن. چون توی مدل‌های بزرگ صنعتی، تماس نزدیک با فن می‌تونه خیلی خطرناک باشه. موتور و محور فن‌های آکسیال صنعتی هم معمولاً طول عمر و دوام بالایی دارن تا بازده خوبی داشته باشن.

جالبه بدونید که توی ساخت فن‌های آکسیال، تعداد تیغه‌ها و نوع اون‌ها خیلی مهمه، چون روی بازده و کارایی فن تأثیر زیادی داره. جنس موادی که تیغه‌ها ازش ساخته شدن هم اهمیت بالایی داره. مثلاً تیغه‌های فن آکسیال صنعتی معمولاً از آلیاژ آلومینیوم و مواد مرغوب ساخته میشن تا دوام بالایی داشته باشن و بتونن توی شرایط سخت صنعتی مثل دمای بالا کار کنن. البته توی ساخت تیغه‌ها میشه از پلاستیک یا چوب هم استفاده کرد.

انواع مختلف فن‌های آکسیال:

بطور کلی فن‌های آکسیال برای مصارف خانگی و برای مصارف صنعتی طراحی و تولید میشن:

فن آکسیال پروانه‌ای یا ملخی: این نوع یکی از رایج‌ترین‌ انواع فن آکسیال هست. تیغه‌های بلند و باریک و تاب‌خورده داره که به یه توپی ثابت وصل شدن و جریان محوری ایجاد می‌کنن. پروانه‌ این فن‌ها میتونن از پلاستیک و فلز توی اندازه‌های کوچک و بزرگ ساخته بشن. کاربردشون توی هواکش‌های دیواری و سقفی (اگزاست فن) و مبدل‌های حرارتی برج‌های خنک کننده هست. این نوع از فن‌ها نسبت به بقیه قیمت مناسب‌تری داره.

فن آکسیال لوله‌ای (یا اگزا فن): کانالی طراحی شده به صورت استوانه ایی است که کارایی هواکش را افزایش می دهد و بازدهی بالاتری نسبت به فن پروانه ای دارد و جریان صدای بالاتری را تولید می کند.

فن آکسیال پره‌ای: این نوع نمونه پیشرفته فن‌های کانالی محسوب میشه. تیغه‌هایی توی بدنه داره که برای هدایت هوا، بهبود فشار استاتیک و افزایش راندمان تعبیه شدن. این فن نسبت به بقیه فن‌ها صدای زیادی داره و برای تونل‌ها، معادن و کانال‌ها جهت خارج کردن دود (اگزاست) استفاده میشه.

فن‌های آکسیال کجاها استفاده میشن؟ (کاربرد در صنایع مختلف)

فن‌های آکسیال به خاطر کاربردهای زیادشون، توی انواع ساختمان‌های تجاری و صنعتی خیلی پرکاربردن. محیط‌های مختلف تجاری و صنعتی به نوعی به این فن‌ها مجهز هستن و برای اهداف تولیدی و صنعتی مختلف ازشون استفاده می‌کنن. به خصوص توی جاهایی که نیاز به تهویه یا خنک‌سازی هوا دارن.

مثلاً توی این دستگاه‌ها و مکان‌ها از فن آکسیال استفاده میشه:

کندانسورها و رادیاتورها

سیستم‌های الکترونیکی

کولرها

هواپیماها و هلیکوپترها (در پروانه‌ها)

کشتی‌ها (در پروانه‌ها)

تونل‌ها

برج‌های خنک کننده

معادن

هواکش‌های دیواری و سقفی

چرا فن‌های آکسیال این روزها توی کولرها زیاد استفاده میشن؟

همونطور که گفته شد، کولرها یکی از لوازمی هستن که از فن آکسیال استفاده می‌کنن در اینجا به چند دلیل اصلی برای این استفاده اشاره می‌کنیم:

توزیع بهتر هوای خنک: فن‌های آکسیال با ایجاد جریان هوا، نقش مهمی توی توزیع هوای خنکی که کولر تولید می‌کنه دارن. این جریان هوا باعث سرعت بخشیدن به روند توزیع هوای خنک توی محیط میشه. توی کولرهای صنعتی هم استفاده از این فن‌ها باعث میشه که هوای خنک به صورت یکسان به قسمت‌های مختلف ساختمان برسه و دما به صورت یکنواخت خنک بشه.

مصرف انرژی پایین: فن‌های آکسیال این توانایی رو دارن که با مصرف انرژی کم، حجم زیادی از جریان هوا رو تولید کنن. این کم‌مصرف بودن توی کولرها به کاهش هزینه‌های مصرف انرژی کمک می‌کنه.

سادگی و هزینه نگهداری کم: فن‌های آکسیال در مقایسه با بعضی فن‌های دیگه مثل فن‌های سانتریفیوژی، ساختار ساده‌تری دارن و شیوه‌ی مراقبت و نگهداریشون آسونه. هزینه نگهداری و به کارگیریشون هم پایین‌تره. اگه فن آکسیال کولرتون مشکلی پیدا کنه، معمولاً می‌تونید با هزینه کمی نسبت به تعمیر یا تعویض قطعاتش اقدام کنید.

مزیت‌های مهم استفاده از فن‌های آکسیال چیه؟

فن‌های آکسیال به خاطر مزایای زیادی که دارن، انتخاب محبوبی محسوب میشن. مهم‌ترین مزیت‌هاشون عبارتند از:

وزن و اشغال فضای کم: نسبت به ابعادشون، وزن کمی دارن و فضای کمی رو اشغال می‌کنن. کوچکتر، سبکتر و ارزان‌ترن.

هزینه کم: هم خریدشون ارزونه و هم نگهداری و تعمیرشون هزینه‌اش پایینه

اگزاست هوا: توانایی خارج کردن هوای آلوده از محیط (مثل گرد و غبار، دود، گاز) و فراهم کردن هوای تمیز رو دارن و برای تهویه جاهایی که ذرات ناخالصی هوا کوچیکن (مثل گرد و غبار و دود) مناسبن. همچنین نقش مهمی در توی توزیع هوای خنک دارن.

مصرف انرژی کم: برای کار کردن و حرکت دادن حجم زیادی از هوا، به انرژی کمی نیاز دارن این موضوع به خصوص توی ساختمان‌های تجاری و صنعتی که مصرف انرژی بالاست، به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنه.

جابه‌جایی حجم بیشتر هوا: توانایی حرکت دادن حجم بیشتری از هوا رو دارن.

قابلیت تنظیم سرعت دارن.

در موزد فن‌های آکسیال نکته جالب اینه که با تغییر سرعت، تغییر چشمگیری توی حجم هوای تولید شده ایجاد نمیشه.

در آخر، اگه قصد خرید فن آکسیال یا دستگاههایی که ازاین فنها استفاده میکنند (از قبیل کولرها) رو دارید (به خصوص برای کارهای صنعتی)، مهمه که به ویژگی‌هایی مثل بازده فن، حجم و سرعت هوای تولید شده، اندازه، میزان صدا، ولتاژ، قیمت خرید و شرایط گارانتی توجه کنید. انتخاب فن مناسب با نیاز شما باعث میشه که هم بهترین استفاده رو ازش ببرید و هم طول عمر و بازده بالاتری داشته باشه. یادتون باشه که مثل هر سیستم صنعتی دیگه، فن‌های آکسیال هم نیاز به مراقبت و نگهداری مناسب دارن. دنبال کردن دستورالعمل‌های نگهداری به افزایش طول عمر و بازده فن کمک می‌کنه.

امیدوارم این مطلب به زبان ساده، شناخت بهتری از فن‌های آکسیال و کاربردها و مزایاشون بهتون داده باشه!