آشنایی با اگزاست فن و اجزایی آن

اگزاست فن تهویه
اگزوز فن وسیله ای مکانیکی است که هوا یا سایر گازها را با زاویه ای نسبت به مایع ورودی حرکت می دهد. اگزوز فن ها اغلب دارای محفظه مجرای هستند که هوای خروجی را در جهت خاصی یا روی صفحه خنک کننده هدایت می کند. به این نوع پنکه، بادبزن، پروانه یا پنکه قفسی سنجابی نیز گفته می شود (چون شبیه چرخ همستر است). تراشه های مورد استفاده در رایانه ها را گاهی اوقات برش کوکی می نامند. این نوع از اگزاست فن ها هوا را از ورودی چرخشی فن به سمت خروجی حرکت می دهند. آنها معمولاً در کاربردهای کانال برای کشیدن هوا از طریق مجرای / مبدل حرارتی یا فشار دادن هوا از طریق مجرای مشابه استفاده می شوند. پروانه‌ها در مقایسه با فن‌های محوری استاندارد، می‌توانند حرکت هوای قابل مقایسه را با بسته‌بندی فن کوچک‌تر ارائه دهند و بر مقاومت جریان هوای بالاتر غلبه کنند.

فن های اگزوز از انرژی جنبشی پروانه ها برای حرکت هوا استفاده می کنند که به نوبه خود در برابر مقاومت ناشی از کانال ها، دمپرها و سایر اجزا حرکت می کند. فن های سانتریفیوژ هوا را به صورت شعاعی حرکت می دهند و جهت (معمولاً 90 درجه) جریان هوا را تغییر می دهند. آنها قوی، آرام، قابل اعتماد و همه کاره هستند.
فن های اگزوز مانند فن های محوری، دستگاه های قدرت ثابت هستند، به این معنی که در یک سرعت فن معین، فن اگزوز هوا را به جای ثابت، با سرعت ثابت حرکت می دهد. این بدان معنی است که فشار هوا در سیستم ثابت می ماند، اما حجم واقعی هوا با توجه به مقدار هوا تغییر می کند. تغییر در چگالی می تواند ناشی از تغییر دمای هوای ورودی و خروجی باشد و این فن ها را برای کاربردهایی که به مقدار زیادی هوای ثابت نیاز دارند، نامناسب می کند.
فن های اگزوز دستگاه های جابجایی مثبت نیستند و فن های اگزوز دارای چندین مزایا و معایب در مقایسه با فن های با جابجایی مثبت هستند: فن های اگزوز کارآمدتر هستند، در حالی که فن های جابجایی مثبت هزینه های سرمایه کمتری دارند و می توانند تراکم را انجام دهند. بسیار بالاتر تعداد فن های اگزوز معمولاً با فن های مشابه برای کاربردهای مسکونی، صنعتی و تجاری قابل مقایسه است. فن های محوری معمولاً در حجم های بالاتر کار می کنند، در فشارهای استاتیکی کمتر کار می کنند و راندمان بالاتری دارند. بنابراین، فن‌های القایی معمولاً برای جابه‌جایی حجم‌های بالای هوا در اگزوز انبار یا گردش اتاق استفاده می‌شوند، در حالی که از فن‌های خروجی برای جابجایی هوا در یک محیط معمولی خانه یا دفتر استفاده می‌شود.
فن های تهویه درام هایی هستند که از تعدادی تیغه تشکیل شده اند که در اطراف یک شفت نصب شده اند. همانطور که در انیمیشن نشان داده شده است، هاب چرخان محور محرک بر روی یاتاقان ها در محفظه فن نصب شده است. هوا از کنار چرخ فن وارد می شود، 90 درجه می چرخد و در اثر نیروی فن مکنده از مرکز شتاب می گیرد، روی پره ها جریان می یابد و از خانه فن خارج می شود.
ساختمان
ویژگی های اصلی گازهای گلخانه ای عبارتند از:
اتاق برای طرفداران
پروانه ها
فرآیندهای ورودی و خروجی
محور محرک
تکنیک های رانندگی
ضربه گیر و فن
کانال های ورودی و خروجی
تیغه پرچم
خروجی فن
دستورالعمل های رانندگی
عملکرد فن، سرعت چرخ فن (پروانه) و میزان تغییر این سرعت را تعیین می کند. دو نوع اصلی فن وجود دارد.
مستقیم
نافی فن هواکش را می توان مستقیماً به شافت موتور الکتریکی متصل کرد. این بدان معناست که سرعت چرخ فن با سرعت چرخش موتور یکسان است. اتصال کوبل مستقیم کارآمدترین شکل درایو فن است زیرا هیچ تلفاتی در تبدیل سرعت چرخش موتور به سرعت فن وجود ندارد. در این حالت پروانه اگزوز مستقیما به شفت موتوری که در بیرن بر روی پای ه ثابت شده وصل میگردد. می توان از طریق اینورتر دور و سرعت فن را تغییر داد.
البته برخی از سازندگان لوازم الکترونیکی اگزاست فن های گریز از مرکز را با موتورهای روتور خارجی ساخته اند (استاتور داخل روتور است) و روتور مستقیماً روی چرخ فن (پروانه) نصب می شود.
اگزاست فن فولی تسمه یا کوبل غیر مستقیم چگونه است؟
مجموعه ای از شیارها بر روی محور موتور و محور چرخ فن نصب می شود و یک تسمه انرژی مکانیکی را از موتور به فن منتقل می کند.
سرعت چرخ اگزاست فن سانتریفیوژ به نسبت قطر شیار موتور به قطر فلکه چرخ فن بستگی دارد. سرعت گردش پروانه  در اگزاست فن های تسمه محور ثابت است مگر اینکه تسمه بلغزند. لغزش تسمه می تواند سرعت چرخ فن را تا چند صد دور در دقیقه (RPM) کاهش دهد. همچنین یک آیتم تعمیر و نگهداری اضافی در این نمونه ایجاد می شود که شما باید بصورت مرتب تسمه ها و بلبرینگ و فولی ها را چک کنید تا دچار خرابی و پوسیدگی نشوند.
بلبرینگ
بلبرینگ ها بخش مهمی از فن هستند. یاتاقان های حلقه آستین برای فن های کوچکتر مانند فن های کامپیوتر استفاده می شود، در حالی که برنامه های مسکونی و تجاری بزرگتر از بلبرینگ استفاده می کنند . کاربردهای صنعتی ممکن است از یاتاقان‌های تخصصی مانند یاتاقان‌های آستینی با آب خنک برای تخلیه گازهای داغ استفاده شود.

کنترل سرعت
سرعت فن برای مدرن از طریق درایوهای فرکانس متغیر انجام می‌شود که مستقیماً سرعت موتورها را کنترل می‌کنند و سرعت موتور را به جریان‌های مختلف هوا افزایش می‌دهند. مقدار هوای جابجا شده با سرعت موتور غیر خطی است و باید برای هر نصب فن به طور جداگانه متعادل شود. معمولاً این کار در زمان نصب توسط پیمانکاران آزمایش و متعادل کننده انجام می شود، اگرچه برخی از سیستم های مدرن مستقیماً جریان هوا را با ابزارهای نزدیک به خروجی کنترل می کنند و می توانند از بازخورد برای تغییر سرعت موتور استفاده کنند.
نصب‌های قدیمی ‌تر فن از پره‌ های ورودی یا خروجی استفاده می‌کنند - فلپ‌ های فلزی که می‌توان آنها را باز و بسته در خروجی فن تنظیم کرد. با بسته شدن پره ها، فشار را افزایش داده و جریان هوا را از فن پایین می آورند. این کارایی کمتری نسبت به VFD دارد، زیرا VFD مستقیماً برق مصرفی موتور فن را کاهش می دهد، در حالی که پره ها با سرعت موتور ثابت کار می کنند.
پره های فن
چرخ فن از یک توپی تشکیل شده است که تعدادی تیغه فن به آن متصل شده است. پره‌های فن روی توپی را می ‌توان به سه روش مختلف چیدمان کرد: منحنی جلو، خمیده به عقب یا شعاعی.

منحنی جلو
پره های خمیده به جلو، مانند شکل 3(a)، در جهت چرخش چرخ فن خمیده می شوند. اینها مخصوصاً به ذرات حساس هستند و معمولاً فقط برای کاربردهای هوای پاک مانند تهویه مطبوع مشخص می شوند. فن ‌های منحنی رو به جلو معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می ‌شوند که فشار استاتیکی برای یک فن محوری پره‌ای بسیار زیاد است یا اندازه کوچک‌تر یک اگزاست فن مورد نیاز است، اما ویژگی ‌های نویز یک فن خمیده به عقب برای فضا مختل است. آنها می توانند جریان هوای کمتری را با افزایش فشار استاتیکی بیشتر در مقایسه با فن محوری پره ای فراهم کنند. آنها معمولاً در واحد های فن کویل استفاده می شوند. آنها نسبت به فن های منحنی رو به عقب کارایی کمتری دارند.
خمیده به عقب
پره های خمیده به عقب، مانند شکل 3 (b)، در جهت چرخش چرخ فن خمیده می شوند. دمنده‌ های کوچکتر ممکن است تیغه ‌های متمایل به عقب داشته باشند که صاف هستند، نه منحنی. دمنده‌ های بزرگ‌تر با تمایل به عقب / منحنی دارای تیغه‌هایی هستند که انحناهای رو به عقب آن ‌ها شبیه سطح مقطع ایرفویل است، اما هر دو طرح با تکنیک ‌های ساخت‌وساز نسبتاً اقتصادی کارایی عملیاتی خوبی را ارائه می‌دهند. این نوع دمنده ها برای کنترل جریان های گاز با بار ذرات کم تا متوسط طراحی شده اند. آنها را می توان به راحتی با محافظ سایش نصب کرد، اما انحنای تیغه های خاصی می تواند مستعد تجمع مواد جامد باشد.. چرخ ‌های خمیده به عقب اغلب سنگین ‌تر از معادل‌های منحنی رو به جلو مربوطه هستند، زیرا با سرعت‌های بالاتر حرکت می‌کنند و به ساخت قوی‌تری نیاز دارند.
فن ‌های خمیده به عقب می ‌توانند محدوده بالایی از سرعت‌های خاص داشته باشند، اما اغلب برای کاربرد های با سرعت متوسط استفاده می‌شوند. کاربردهای فشار بالا و جریان متوسط مانند واحدهای انتقال هوا .
فن‌ های منحنی عقب نسبت به فن ‌های پره‌ای شعاعی و منحنی جلویی انرژی کارآمدتری دارند و بنابراین، برای کاربردهای با توان بالا می‌توانند جایگزین مناسبی برای فن پره‌ای شعاعی ارزان‌تر باشند.
شعاعی مستقیم
دمنده های شعاعی، مانند شکل 3 (c)، دارای چرخ هایی هستند که تیغه های آنها مستقیماً از مرکز توپی به بیرون کشیده می شوند. چرخ‌های شعاعی اغلب در جریان‌ های گاز پر از ذرات استفاده می‌ شوند، زیرا کمترین حساسیت را نسبت به تجمع جامد روی تیغه‌ها دارند، اما اغلب با خروجی صدای بیشتر مشخص می‌شوند. سرعت بالا، حجم کم و فشار بالا در دمنده های شعاعی رایج است و اغلب در جاروبرقی ها، سیستم های انتقال مواد پنوماتیکی و فرآیندهای مشابه استفاده می شود.
اصول عملیات
اگزاست فن از نیروی تامین شده از چرخش پروانه ها برای افزایش انرژی جنبشی هو ا / گازها استفاده می کند. هنگامی که پروانه ها می چرخند، ذرات گاز نزدیک پروانه ها از پروانه ها پرتاب می شوند، سپس به داخل محفظه فن حرکت می کنند. در نتیجه، انرژی جنبشی گاز به دلیل مقاومت سیستم ارائه شده توسط پوشش و مجرا به عنوان فشار اندازه گیری می شود. سپس گاز از طریق مجاری خروجی به سمت خروجی هدایت می شود. پس از پرتاب گاز، فشار گاز در ناحیه میانی پروانه ها کاهش می یابد. گاز چشمی پروانه برای عادی سازی آن به داخل می رود. این چرخه تکرار می شود و بنابراین گاز می تواند به طور مداوم منتقل شود.

مثلث سرعت
نموداری به نام مثلث سرعت به ما در تعیین هندسه جریان در ورودی و خروجی تیغه کمک می کند. برای رسم مثلث سرعت در نقطه ای از تیغه به حداقل تعداد داده نیاز است. برخی از مولفه های سرعت در نقاط مختلف تیغه به دلیل تغییر جهت جریان تغییر می کند. از این رو تعداد بی نهایت مثلث سرعت برای یک تیغه مشخص ممکن است. برای توصیف جریان تنها با استفاده از دو مثلث سرعت، مقادیر میانگین سرعت و جهت آنها را تعریف می کنیم. مثلث سرعت هر ماشین توربو دارای سه جزء است که نشان داده شده است:
سرعت تیغه U
V r سرعت نسبی
V سرعت مطلق
این سرعت ها با قانون مثلث جمع بردار مرتبط هستند:
 
این معادله نسبتا ساده اغلب هنگام ترسیم نمودار سرعت استفاده می شود. نمودار سرعت برای تیغه های جلو و عقب نشان داده شده با استفاده از این قانون ترسیم شده است. زاویه α زاویه ایجاد شده توسط سرعت مطلق با جهت محوری و زاویه β زاویه ایجاد شده توسط تیغه نسبت به جهت محوری است.
تفاوت بین فن ها و دمنده ها
ویژگی که اگزاست فن را از یک دمنده متمایز می کند، نسبت فشاری است که می تواند به دست آورد. به طور کلی، یک دمنده می تواند نسبت فشار بالاتری تولید کند. طبق انجمن مهندسین مکانیک، نسبت خاص - نسبت فشار تخلیه به فشار مکش برای تعریف فن ها، دمنده ها و کمپرسورها استفاده می شود. نسبت مخصوص فن ها تا 1.11، دمنده ها از 1.11 تا 1.20 و کمپرسورها بیشتر از 1.20 است. به طور معمول به دلیل فشار بیشتر، دمنده ها و کمپرسورها ساختار بسیار محکم تری نسبت به فن ها دارند.
رتبه بندی ها
رتبه‌بندی ‌های موجود در جداول و منحنی‌های عملکرد فن گریز از مرکز بر اساس استاندارد SCFM هوا است. سازندگان فن هوای استاندارد را هوای تمیز و خشک با چگالی 0.075 پوند بر فوت مکعب (1.2 کیلوگرم بر متر مکعب ) ، با فشار هوا در سطح دریا 29.92 اینچ جیوه (101.325 کیلو پاسکال) و دمای 70 درجه تعریف می کنند. F (21 درجه سانتیگراد). انتخاب یک اگزاست فن گریز از مرکز برای کار در شرایطی غیر از هوای استاندارد نیاز به تنظیم فشار ساکن و توان دارد.
در ارتفاعات بالاتر از حد استاندارد ( سطح دریا ) و دمای بالاتر از حد استاندارد، چگالی هوا کمتر از چگالی استاندارد است. اصلاحات چگالی هوا باید شامل فن های سانتریفیوژی باشد که برای کار مداوم در دماهای بالاتر مشخص شده اند. فن سانتریفیوژ حجم ثابتی از هوا را در یک سیستم معین بدون توجه به چگالی هوا جابجا می کند.
هنگامی که یک اگزاست فن برای یک CFM معین و فشار استاتیک در شرایطی غیر از استاندارد مشخص می ‌شود، باید ضریب تصحیح چگالی هوا برای انتخاب اندازه مناسب فن برای مطابقت با شرایط جدید اعمال شود. از آنجایی که هوای 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) تنها 80 درصد از هوای 70 درجه فارنهایت (21 درجه سانتیگراد) وزن دارد، اگزاست فن فشار کمتری ایجاد می کند و به نیروی کمتری نیاز دارد. برای بدست آوردن فشار واقعی مورد نیاز در 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد)، طراح باید فشار را در شرایط استاندارد در ضریب تصحیح چگالی هوا 1.25 (یعنی 1.0/0.8) ضرب کند تا سیستم به درستی کار کند. برای بدست آوردن توان واقعی در 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد)، طراح باید توان را در شرایط استاندارد بر ضریب تصحیح چگالی هوا تقسیم کند.