مقایسه انواع فن ها و مدل پره های آنها و تاثیر آن بر روی کارایی فنها

فن ها به دو دسته اصلی دسته بندی میگردند:

• فنهای سانتریفیوژی یا Centrifugal

• فنهای محوری یا Axial

این دسته بندی بر اساس مسیری که گاز در فن طی میکند ایجاد شده است.

  فنهای سانتریفیوژی در ابتدا از یک ایمپلر چرخان (مجموعه پره ها) برای انتقال شعاعی گاز به واسطه اثر گریز از مرکز به سمت بیرون و سپس به صورت مورب از لبه  پره ها به خارج بهره میبرند.

• گاز ورودی موازی توپی ایمپلر حرکت میکند و به صورت شعاعی به سمت پیرامون ایمپلر و لبه تیغه ها تغییر جهت میدهد.
• در حینی که گاز از توپی ایمپلر به لبه تیغه ها حرکت میکند، انرژی جنبشی کسب میکند. این انرژی جنبشی بعدتر وقتی که گاز قبل از ورود به مسیر زاویه دار خروجی، کند میشود به یک افزایش در فشار ثابت تبدیل میشود.
• فنهای سانتریفیوژی توان تولید فشارهای نسبتا بالا را دارند. این فن ها اغلب در جریانهای گاز کثیف(Dirty به معنای رطوبت بالا و حاوی ذرات)، در کاربردهای انتقال مواد و در سیستمهایی که در دماهای بالاتر مورد استفاده قرار میگیرند.

 فن های محوری، همانطور که از نامشان مشخص است، جریان گاز را در جهت محور یا شفت فن به حرکت در می آورند. 

• گاز (معمولا هوا) با اثر ایرودینامیکی که توسط پره های فن (بسیار شبیه بال هواپیما یا ملخ کشتی و هواپیما) ایجاد میشود تحت فشار قرار میگیرد.
• اگرچه این نوع فن گاهی اوقات میتواند به عنوان جایگزین فن های سانتریفیوژی مورد استفاده قرار گیرد، ولی در بیشتر مواقع در کاربریهای درگیر با هوای تمیز، فشار پایین، و حجم بالا به کار گرفته میشود.
• فنهای محوری یا اکسیال در مقایسه با فن های سانتریفیوژی با ظرفیت مشابه، جرم چرخان کمتر داشته و کم حجم تر میباشند.
• علاوه بر این، فنهای محوری، معمولا به سرعت چرخش بالاتر نیازمندند و در مقایسه با فن های سانتریفیوژی تا حدی پر صدا تر هستند.

1-    فن های سانتریفیوژی یا گریز از مرکز

فن های سانتریفیوژی قدرتمندند و قادرند با کارایی بالا فشارهای بالا تولید کنند و میتوانند به نحوی تولید شوند که برای شرایط کارکرد سخت مناسب باشند. فنهای ساانتریفیوژی معمولترین نوع فن هایی هستند که در صنایع به کار برده میشوند. فنهای سانتریفیوژی از انواع مختلفی از شکل پره استفاده میکنند. از جمله:

• پره های منحنی با شیب به عقب Backward inclined curved
• پره های دوکی شکل ایر فویل ایرودینامیکی (شبیه بال هواپیما) با شیب به عقب Backward inclined airfoil
• پره های تخت با شیب به عقب Backward inclined flat
• پره های منحنی با شیب به جلو Forward inclined
• پره های شعاعی یا رادیال Radial Blade
• پره های نوک شعاعی Radial Tip

• همه

Backward Inclined Centrifugal Fan Blades

فن های گریز از مزکز با پره های در خلاف جهت چرخش فن یا بکوارد با انواع پره تخت، منحنی و ایرفویل

Forward Curved Centrifugal Fan Blades

فن های با پروانه از نوع منحنی به جلو یا فوروارد

Radial Blade and Radial Tip Fan Blades

فنهای با پره شعاعی و رادیال تیپ

جدول ذیل خواص و کاربردهای فنهای سانتریفیوژی با انواع مختلف پروانه را به صورت خلاصه نشان میدهد: 

فنهای سانتریفیوژی با پره های شعاعی، قادرند در شرایط کاری بسیار متفاوتی به کار گرفته شوند که در صنعت یک مزیت بارز محسوب میشود.

2- فنهای محوری یا اکسیال

فنهای با جریان محوری مزایایی نسبت به گونه های دیگر دارند، از جمله:

• اندازه جمع و جور
• سبک
• کم هزینه
• تجهیزات راه انداز مستقیم نزدیک به سرعت همزمان موتور القایی کار میکنند.
• تجهیزات راه انداز تسمه، آزادی عمل در انتخاب سرعت فن را ممکن میکنند.

معایب فنهای جریان محوری:

• فنهای اکسیال خواص نامطلوبی دارند که میتواند در شرایطی که جریان هوا باید خیلی تغییر کند مشکل ایجاد کند. این فنها ناحیه توقفی (Stall region) در محدوده پایین جریان گاز دارند که آنها را برای سیستمهایی که تحت شرایط  جریان متغیر گاز کار میکنند نامطلوب میکند.
• ابزارهای جلوگیری از توقفی موجودند که میتوانند نصب گردند تا الگوی جریان هوا را در اطراف پره ها تغییر داده و مشکل توقف را به نحوه مرتفع کنند.
• با انتخاب نوعی از فن که عملکرد پایداری در بالاتر از کل محدوده جریان گاز و فشار مورد نیاز دارد میتوان از مشکل توقف اجتناب کرد.
• برای دستیابی به ظرفیت جریان گاز معادل آنچه فنهای سانتریفیوژی در اختیار قرار میدهند، فن های اکسیال باید با سرعت بالاتری بچرخند. به این دلیل فنهای محوری عموما از فنهای سانتریفیوژی مشابه پر صدا تر هستند.
• دسترسی به موتور به دلیل محل پره ها و ساپورتهای آنها محدود است.

 کاربردهای معمول فنهای محوری عبارتند از:

• خارج کردن هوای آلوده و یا تامین هوای تازه
• کاربری های تک جهته و یا با جریان هوای معکوس
• کاربری در خروج هوای آلوده که اندازه ذرات موجود در هوا کوچک است نظیر جریانهای غباردار، دود و بخار

 سه نوع فن اکسیال موجود است که خواص و کاربردهای معمول آنها در جدول ذیل با جزئیات بیشتر ذکر شده است.