آشنایی با انواع فن‌های صنعتی
فن های صنعتی راه حل‌هایی را برای فرآیندهای صنعتی مختلف در طیف وسیعی از صنایع از جمله معدن، تولید برق، گرمایش و تهویه ساختمان (HVAC)، تولید و فرآوری فلزات، تولید سیمان، پتروشیمی و بسیاری دیگر ارائه می‌دهند. فن های صنعتی معمولاً برای تأمین هوا به منظور فرآیندهای احتراق یا خنک‌سازی و استخراج گازهای زائد یا گرمای تلف شده از یک فرآیند استفاده می‌شوند. از سرمایش و گرمای خسته کننده گرفته تا جمع آوری گرد و غبار، جابجایی مواد، تهویه مطبوع و پردازش شیمیایی، فن‌های صنعتی ستون فقرات بسیاری از فرآیندهای صنعتی هستند. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا با انواع فن های صنعتی آشنا شوید.
مطالب مرتبط:
همه‌چیز درباره تعمیر و نگهداری کندانسور
انواع فن‌های صنعتی:
بدون توجه به صنعت یا فرآیند، عملکرد اصلی یک فن یا دمنده صنعتی، تامین و تطبیق جریان هوا یا گاز در عملیات صنعتی است. بطور کلی، اکثر فن‌ها یا دمنده‌های صنعتی را می‌توان به یکی از چهار نوع اصلی طبقه‌بندی کرد که در رابطه با جهت جریان از طریق پروانه نامگذاری می‌شوند:
- فن های جریان محوری
- فن های گریز از مرکز
- فن های جریان مخلوط
- فن های جریان متقاطع
این نوع فن های صنعتی از نظر طراحی و عملکرد با یکدیگر تفاوت دارند و در نهایت بر اساس میزان جریان هوا، فشار و راندمان مورد نیاز برای فرآیند به همراه ملاحظات خاص مربوط به شرایط فرآیند مورد نظر مانند دمای گاز یا عناصر فرسایشی/خورنده موجود در گاز انتخاب می‌شوند.
علاوه بر طبقه‌بندی‌های فوق، استانداردهای بین‌المللی و مقررات ملی بسیاری از کشورها، طبقه‌بندی ویژه دیگری برای فن به نام «جت فن» را به رسمیت می‌شناسند. نامگذاری این دسته از فن‌های صنعتی بیشتر با عملکرد آن مرتبط است تا جهت جریان از طریق پروانه.
حتما بخوانید:
گرمخانه و سردخانه کارخانه لبنیات
فن های جریان محوری در صنعت:
یک فن جریان محوری دارای جریانی از پروانه است که عمدتاً موازی با محور چرخش پروانه است. در کاربردهای صنعتی، پروانه اغلب در یک محفظه دایره‌ای قرار می‌گیرد که از نزدیک پروانه را در بر می‌گیرد. پره‌های گردشی هوا را از یک فرآیند یا سیستم صنعتی به داخل فن می‌کشند و هوا را در همان محور موازی خارج می‌کنند. فن‌های محوری معمولاً ماشین‌هایی کارآمد هستند که به ورودی‌های توان کم نیاز دارند و نرخ جریان نسبتاً بالایی را در فشارهای کم تا متوسط تولید می‌کنند.
موارد استفاده از کاربردهای کوچک در سیستم‌های HVAC گرفته تا فرآیندهای بزرگ مانند تهویه تونلی و پشتیبانی از تبادل حرارت در برج‌های خنک کننده متفاوت است. با توجه به گستردگی وسایل، فن‌های محوری می‌توانند از نظر اندازه و ابعاد از کمتر از 30 سانتیمتر تا بیش از 15 متر قطر متفاوت باشند.
انواع فن‌های محوری:
- فن محوری گام متغیر: فن محوری گام متغیر دارای یک پروانه است که در آن هنگام چرخش پروانه می‌توان زاویه گام پره‌ها را بصورت هماهنگ تغییر داد.
- فن محوری قابل تنظیم: فن محوری گام قابل تنظیم دارای یک پروانه است که در آن پره‌ها بگونه‌ای به توپی پروانه متصل می‌شوند که امکان تعویض آنها را در زمانی که پروانه نمی‌چرخد، می‌دهد. این بطور کلی با برداشتن یک گیره یا پیچ و مهره روی هر تیغه و تنظیم دستی برای تنظیم همه تیغه‌ها در زاویه گام مورد نیاز بدست می‌آید.
- فن محوری گام ثابت: فن محوری گام ثابت دارای یک پروانه است که در آن پره‌ها با زاویه گامی که قابل تغییر نیست به توپی پروانه متصل می‌شوند. فن محوری یک فن محوری با پره‌های راهنما در ورودی، تخلیه یا هر دو است که با هدایت و صاف کردن جریان، کارایی را حتی بیشتر نیز می‌کند. این فن دارای قابلیت فشار بالاتر و ظرفیت جریان متوسط هستند. کارآمدترین کاربردهای فن محوری شامل حذف گرما، دود و دود، خشک کردن فرآیند، خنک سازی راحت و فرآیند، و تهویه‌کلی HVAC است.
- فن لوله‌ای: فن محوری لوله‌ای یک فن محوری بدون پره‌های راهنما است که برای بهبود راندمان جریان هوا طراحی شده‌است. آنها اغلب در کاربردهای صنعتی ساده از جمله کوره‌های خشک‌کن و سیستم‌های اگزوز دود استفاده می‌شوند.
- فن پروانه‌ای: فن پروانه‌ای یک فن جریان محوری با یک پروانه از نوع پروانه‌ای ساده است که در یک صفحه یا رینگ روزنه‌ای نصب می‌شود. فن‌های پروانه‌ای می‌توانند حجم زیادی از هوا را در فشار کم یا و دماهای متوسط تحمل کنند. آنها تغییر زیادی در جریان هوا با تغییرات کوچک در فشار استاتیک تجربه می‌کنند و اغلب در داخل خانه بعنوان فن‌های خروجی تهویه یا در فضای باز در برج‌های خنک کننده یا کندانسورهای هوا خنک استفاده می‌شوند. کارایی آنها بطور کلی پایین است.
فن گریز از مرکز در صنعت:
فن گریز از مرکز، که گاهی بعنوان فن شعاعی نیز شناخته می‌شود. به فن‌هایی گفته می‌شود که جریان غالب عمدتاً محوری است. جایی که به پروانه وارد می‌شود و سپس به دلیل اعمال نیروی گریز از مرکز بر جرم هوا، در خروجی پروانه به جهت شعاعی تغییر می‌کند. اغلب در جریان‌های هوای بسیار آلوده، کاربردهای جابجایی مواد و در سیستم‌هایی که نیاز به جریان هوا یا گاز در دماهای بالا دارند از این فن استفاده می‌شود. بنابراین فن‌های سانتریفیوژ بطور گسترده در چندین کارخانه فرآیند مانند فولاد، مواد شیمیایی، قدرت حرارتی، سیمان و… استفاده می‌شوند.
در اکثر فن‌های سانتریفیوژ، پروانه در داخل محفظه یا محفظه حلزونی محصور شده است تا جریان فن را قادر سازد تا به یک سیستم مجرای هدایت یا متصل شود. فن سانتریفیوژ لوله‌ای یکی از فن‌هایی است که در آن پروانه گریز از مرکز در داخل یک محفظه استوانه‌ای قرار می‌گیرد که جریان شعاعی خروجی از پروانه را گرفته و آن را در جهت محوری به خارج از محفظه هدایت می‌کند.
فن سانتریفیوژ پلاگ فن بدون محفظه یا محفظه‌ای در اطراف پروانه است. هوا یا گاز در جهت محوری وارد پروانه می‌شود، 90 درجه می‌چرخد و در اثر نیروی گریز از مرکز شتاب می‌گیرد که روی پره‌های فن جریان می‌یابد و بصورت شعاعی از محفظه فن خارج می‌شود.
مشخصات فن سانتریفیوژ:
جریان هوا از یک سیستم مجرای اغلب با اجزای مختلف اضافی مانند دمپرها، خم‌ها و اجزای فرآیند عبور می‌کند که به نوبه خود مقاومت بالایی در برابر جریان به شکل افت فشار ایجاد می‌کند. قابلیت تولید دبی کم تا متوسط در فشارهای متوسط تا بالا، فن‌های سانتریفیوژ را برای کاربردهایی با تلفات فشار بیشتر سیستم مانند سیستم‌های سرمایش و گرمایش، کنترل گرد و غبار، حمل و نقل مواد، بویلر و فرآیندهای تولید مواد شیمیایی ایده‌آل می‌کند. فن‌های سانتریفیوژ ماشین‌های ناهمواری هستند که برای مقاومت در برابر شرایط عملیاتی دشوار از جمله دماهای بالا، مواد ساینده، دودهای اسیدی، گازهای خورنده و… طراحی شده اند.
انواع فن گریز از مرکز:
بطور کلی، فن‌های گریز از مرکز بر اساس شکل تیغه‌های پروانه به چهار عنوان اصلی تقسیم می‌شوند:
- تیغه خمیده به جلو
- تیغه خمیده به عقب
- تیغه ایروفویل
- تیغه شعاعی
فن‌های گریز از مرکز خمیده رو به جلو:
اینها بالاترین نرخ جریان حجمی را در بین تمام فن‌های سانتریفیوژ ایجاد می‌کنند، اما از راندمان پایین و نیاز به تعداد زیادی پره رنج می‌برند. معمولاً هم در تهویه هوای پاک و هم در کاربردهای اگزوز استفاده می‌شود. زیرا حساس‌ترین آنها به تجمع ذرات هستند و بنابراین فقط می‌توانند برای انتقال هوا یا گاز با مقادیر کم ذرات جامد در گاز استفاده شوند.
فن‌های گریز از مرکز خمیده رو به عقب:
اینها کارآمدترین طراحی تیغه فن سانتریفیوژ هستند. و می‌توانند به راحتی با راندمان فن‌های جریان محوری در هنگام کار در فشار و نرخ جریان متوسط مطابقت داشته باشند یا از آن فراتر رود. طراحی تیغه آنها را قادر می‌سازد تا با سرعت‌های چرخشی بالا کار کنند. و از این رو فشارهای بالایی ایجاد کنند، در حالی که ساختاری مقاوم در برابر دماهای بالا یا ذرات گرد و غبار ساینده موجود در گاز را حفظ می‌کنند.
تیغه‌های آئروفویل:
طراحی شده برای تولید جریان‌های با حجم بالا در فشار کم و همپوشانی با خروجی محصولات هواکش جریان محوری. این یک تصور غلط رایج است که از آنجایی که تیغه دارای مشخصات ایروفویل است. از نظر آیرودینامیکی دارای کارآمدترین طراحی خواهد بود. این مورد نیست و شکل آئروفویل تیغه اساساً با استحکام مکانیکی مرتبط است و سطح مقطع عمیق‌تری را ارائه می‌کند. که در برابر خمش مقاوم‌تر است تا اهداف آیرودینامیکی خالص.
تیغه شعاعی:
این تیغه که همچنین بعنوان تیغه‌های پارویی شناخته می‌شوند. دارای پروانه‌های ساختمانی نسبتاً باز با تیغه‌های کمتر نسبت به طرح‌های دیگر هستند. آنها این خاصیت را دارند که می‌توانند دبی کم تا متوسط را با فشار نسبتا کم تولید کنند.
مهمترین ویژگی این تیغه این است که توانایی رسیدگی به مقادیر قابل توجهی از ذرات گرد و غبار بسیار ساینده در جریان گاز را دارد. این بدلیل توانایی داشتن ساختار بسیار مقاوم با ویژگی خود تمیز شوندگی است که از تجمع مواد جامد بر روی پروانه جلوگیری می‌کند که می‌تواند منجر به از بین رفتن تعادل آن شود. متأسفانه همان ویژگی‌هایی که امکان استفاده با گازهای بسیار کثیف را فراهم می‌کند منجر به طراحی با کارایی پایین تری نسبت به سایر تیغه‌های فن گریز از مرکز می‌شود.
آنها در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند که در آن سطوح بالایی از گرد و غبار ساینده وجود دارد که نیاز به یک محلول فن دارد که در شرایط عملیاتی شدید مقاومت می‌کند و در جایی که سطوح پایین کارایی را می‌توان براحتی با توانایی محصولات در ارائه سطوح بالای در دسترس بودن و عملکرد محصول توجیه کرد.
کاربرد فن‌های سانتریفیوژ:
فن‌های سانتریفیوژ ذاتا کارآمد، قابل اعتماد و قادر به کار در طیف وسیعی از شرایط هستند. آنها برخلاف فن‌های محوری دارای دبی کم تا متوسط در فشارهای متوسط تا زیاد هستند، با این حال، منطقه ای وجود دارد که وظایف عملیاتی بالقوه همپوشانی دارند. ساخت و ساز ساده و قطعات متحرک کم به این معنی است که به سطوح بسیار پایین تعمیر و نگهداری نیاز دارند. همچنین بالاترین قابلیت دسترسی را در بین انواع فن‌های صنعتی فراهم می‌کنند.
فن‌های سانتریفیوژ نصب شده در فرآیندهای صنعتی وجود دارند که به مدت 12 سال بدون توقف برای تعمیر و نگهداری کار می‌کنند و هستند فن‌هایی که بیش از 100 سال نصب شده اند و همچنان مورد استفاده روزمره قرار می‌گیرند.
فن‌های جریان مختلط در صنعت:
فن جریان مختلط اصولاً ترکیبی از جریان‌های اصلی فن سانتریفیوژ و محوری در یک پروانه است. جریان اصلی عمدتاً موازی با محور چرخش است و در جهت محوری وارد پروانه می‌شود. اما با شکل تیغه تغییر می‌کند تا جریان شعاعی را به جزء برداری جهت جریان القا کند. پروانه ممکن است در یک محفظه استوانه‌ای یا در یک محفظه حلزونی قرار گیرد. در مورد فن‌های استخراج سقفی، محفظه حلزونی می‌تواند ساختمان یا اتاقی باشد که فن در آن نصب شده است.
فن‌های جریان متقاطع در صنعت:
فن متقاطع فنی است. در آن پروانه فن هوا را از يک طرف پروانه به طرف ديگر به روشی مشابه چرخ دستی جمع می‌كند يا جابجا می‌كند. این فن‌های صنعتی عموماً ماشین‌هایی با راندمان بسیار پایین هستند. و برای جابجایی جریان‌های با حجم نسبتاً کم در افزایش فشار بسیار کم بر روی فن مناسب هستند. معمولاً این نوع فن‌هایی است که در بخاری‌های کوچک قابل حمل فن دار یا واحدهای تهویه مطبوع قدیمی تر دیده می‌شود. مقررات محصولات مرتبط با انرژی (ERP) منجر به حذف اکثر فن‌های جریان متقاطع از بازار اروپا شده است. زیرا آنها نمی‌توانند قوانین را با توجه به حداقل سطوح کارایی فن رعایت کنند.
حتما بخوانید:
تجهیزات دست دوم برای خطوط تولید
نکات طلایی انتخاب سیستم گرمایشی کارخانه
راه اندازی و اجرای سیستم آیس بانک کارخانجات
فن‌های جت در صنعت:
جت فن یک نسخه ویژه از یک فن جریان محوری یا مخلوط است. که در آن از سرعت جریان جت خروجی از فن برای القای جریان متناظر در هوای اطراف استفاده می‌شود. اگرچه فن جت از نظر آکادمیک به خودی خود یک نوع فن اساسی در نظر گرفته نمی‌شود. استانداردهای بین المللی و مقررات قانونی، فن‌های جت را در یک طبقه بندی خاص خود قرار می‌دهند. معمولاً از فن‌های جت برای اهداف تهویه در تونل‌ها و پارکینگ‌ها برای جابجایی دود اگزوز از محل عمومی استفاده می‌شود.
جمع بندی:
فن های محوری دارای سرعت جریان هوا بالا و فشار کم هستند. دبی جریان موازی با محور فن است و از این فن‌ها اغلب برای سرمایش و تهویه استفاده می‌شود. آنها معیارهای محدود کننده گازهایی با دمای بالا هستند یا حاوی ذرات گرد و غبار به داخل هستند. تعداد زیادی جایگشت در اندازه و جزئیات طراحی فن‌های محوری وجود دارد. که طیف وسیعی از کاربردها را در مدیریت هوای محیط یا گازهای نسبتاً تمیز و خنک ممکن می‌سازد.
توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه فن (هواکش) صنعتی فعالیتی ندارد.