فن سانتریفیوژ و آکسیال

متخصصین علم مکانیک برای استفاده از فن‌های سانتریفیوژ و فن‌های آکسیال کاربردهای متمایزی را در نظر دارند و با موارد کاربرد و ویژگی‌ها و همچنین عیوب و مزیت‌های هر یک از آن ها آشنایی کامل دارند؛ اما معمولاً بسیاری از افراد آماتور یا تازه کار که از تجربه کافی و عملی در این زمینه برخوردار نیستند، خیلی متوجه تفاوت این دو نوع فن با یکدیگر نیستند و معمولاً در زمان تصمیم‌گیری با هدف استفاده از آن ها با سردرگمی مواجه می‌شوند. چه بسا گزینش یک فن صنعتی نامناسب، خسارت‌ها و لطمات جبران ناپذیری به پروژۀ شما وارد سازد. از همین رو ما در ادامه این مقاله قصد داریم تا به تحلیل و تفسیر هر چه بهتر این دو نوع فن بپردازیم و ویژگی‌ها و کاربردهای هر یک از این دو را به طور مفصل برای شما شرح دهیم.

انواع فن های صنعتی

فن صنعتی به دستگاهی گفته می‌شود که عملکرد اصلی آن فراهم کردن و سازگاری بین جریان زیادی از هوا یا گاز در فرایندهای گوناگونی از صنایع می‌باشد. این فرایند با چرخیدن تعدادی تیغه متصل به یک توپی یا شافت و هدایت آن به وسیله موتور انجام می‌شود. میزان جریان این فن‌ها با توجه به کاربرد آن ها دارای تفاوت‌هایی است. به طور کلی فن‌های صنعتی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

1. فن‌های گریز از مرکز یا فن سانتریفیوژ
2. فن‌های محوری یا فن آکسیال

در ادامه به شرح و بررسی فن سانتریفیوژ و آکسیال پرداخته ایم؛ بنابرین اگر قصد خرید و یا آشنایی با این دو محصول را دارید، تا انتهای مطلب با ما همراه باشید.

فن سانتریفیوژ چیست؟

فن سانتریفیوژ یا فن گریز از مرکز به شکل درام است و دارای پروانه‌ای به عنوان جزء متحرک می‌باشد. این فن در ساختار کلی خود دارای یک توپی است که تعدادی تیغه فن از آن منشعب شده و به آن وصل می باشند. پره‌های فن روی توپی را می‌توان به روش‌های انحنای رو به جلو یا انحنای رو به عقب طراحی کرد. شایان ذکر است که فن‌های سانتریفیوژی، هوا را با سرعت بیشتری وارد می‌کنند و فشار هوا به صورت شعاعی شکل می‌گیرد. در این مدل از فن، جریان ورودی هوا هم جهت با محور یا شافت است؛ اما نیروی گریز از مرکز جهت هوا را به اندازۀ 90 درجه تغییر می‌دهد. معمولاً محفظه‌ای که فن در داخل آن قرار گرفته است، به شکل حلزونی طراحی می‌شود. نحوه عملکرد فن سانتریفیوژ نیز به این گونه است که نخست جریان هوا به صورت عمود وارد دستگاه می‌شود. سپس جریان هوا از پروانه به سمت تیغه‌ها حرکت کرده و باعث افزایش انرژی جنبشی پره‌ها می‌شود و با این فشار هوای تولید شده با فشار زیاد و به صورت مماس بر مسیر حرکت پروانه از دهانه فن خارج می‌شود. بدین ترتیب شاهد کاهش فشار در لبه‌های پروانه هستیم و یک محیط خلاء در این ناحیه شکل می‌گیرد. با ایجاد این اختلاف فشار در این منطقه، هوا از مرکز پروانه به سمت لبه‌ها کشیده شده و این کار به صورت پیوسته تکرار می‌شود. بدین ترتیب که هوا به داخل فن مکیده شده و با فشار ایجاد شده در تیغه آن، به سمت بیرون پرتاب می‌شود.

فن آکسیال چیست؟

فن آکسیال یا فن محوری نوعی دستگاه تهویه است که هوا در داخل آن به طور موازی با محور پروانه جریان پیدا می‌کند. راندمان عملیاتی فن‌های آکسیال حدود 70 تا 80 درصد و گاه تا 90 درصد می‌رسد. این فن ها می‌توانند با توجه به نوع طراحی انواع گوناگونی داشته باشند؛ که مهم‌ترین آن ها فن آکسیال پروانه‌ای یا فن ملخی، فن آکسیال پره‌ای، فن آکسیال لوله‌ای یا فن آکسیال اگزاست و فن کانالی می‌باشند.

تفاوت فن سانتریفوژ و فن آکسیال

شاید بهتر باشد که به جای تشریح ساختار و عملکرد هر دو نوع فن، آنها را در یک نگاه مورد مقایسه قرار دهیم. برای این منظور ترجیح می‌دهیم که در قالب یک جدول به مقایسه این دو نوع فن بپردازیم: 

این‌که کدام یک از این فن‌ها نسبت به دیگری مزیت دارد، پرسشی است که بسیاری از کارشناسان و افراد مختلف طرح می‌کنند؛ ولی تاکنون پاسخی قطعی و همیشگی به آن داده نشده است. موضوع اصلی این است که اساساً پاسخ این پرسش هرگز نمی‌تواند ثابت باشد و قرار نیست که یک فن تحت هر شرایطی نسبت به فن دیگر برتری و مزیت داشته باشد. به عبارت بهتر، پاسخ این پرسش بستگی به موقعیت و شرایطی دارد که فن باید در آن مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین بهتر است به جای طرح این پرسش بی‌مورد که فن آکسیال بهتر است یا فن سانتریفیوژ، این طور مطرح کنیم که تحت چه شرایطی کدام فن می‌تواند بهتر عمل کند؟ همچنین توجه داشته باشید که در ادامه مطلب، به تفاوت ساختاری و تفاوت کانال کشی این دو محصول پرداخته شده است:

تفاوت ساختاری فن سانتریفیوژ با فن آکسیال: فن آکسیال نوعی فن صنعتی است که در آن هوای مکیده شده به وسیله پره‌های متصل به شافت مجبور به حرکت در راستای محور است. به عبارت دیگر راستای پره‌ها، هم بر راستای محور اصلی عمود است و هم بر راستای کوران هوا؛ در حالی که در فن سانتریفیوژ بدون در نظر گرفتن راستای خاص هوا از یک ناحیه خاص مکیده شده و با زاویه معینی نسبت به آن خارج می‌شود. در این نوع فن، مکش و دمش هوا با استفاده از نیروی گریز از مرکز انجام می‌شود و به طور خلاصه هوا ابتدا مکیده شده، سپس چرخانده می‌شود و در نهایت با همان نیروی چرخش به کانال مورد نظر هدایت می‌گردد.

تفاوت کانال کشی فن سانتریفیوژ با فن آکسیال: ابتدا باید به این نکته بپردازید که آیا قصد استفاده از فن صنعتی در شرایطی که کانال کشی هست را دارید یا خیر. اگر قرار به استفاده از کانال نباشد، استفاده از فن آکسیال می‌تواند گزینه مناسب‌تری باشد. چرا که این نوع فن می‌تواند حجم بالای هوا را به سادگی در برابر یک فشار کار بسیار ناچیز جابجا کند؛ در حالی که مثلاً یک فن سانتریفیوژ انحنا به جلو ممکن است در مجموع بدون کانال کشی کاربردی نباشد. توجه داشته باشید که در سیستم‌های کانال کشی شده به دلیل ماهیت ویژه آیرودینامیکی و جریان سیال گاز، یک فشار مقاوم در مقابل فن ایجاد می‌شود که غلبه بر آن به وسیله فن سانتریفیوژ متناسب امکان‌پذیر است نه فن آکسیال. بنابراین در زمانی که قصد استفاده از سیستم کانال کشی شده وجود داشته باشد، استفاده از فن سانتریفیوژ توصیه می‌شود. همین فن‌های سانتریفیوژ بر اساس شکل ظاهری پروانه‌ها و تیغه‌ها نیز به سه دسته تقسیم می‌شوند که برای کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. از سوی دیگر، با توجه به مکان مورد استفاده و سایر المان‌ها مانند فشار، دما، رطوبت، راندمان مورد نظر و سایر شرایط محیطی دیگر، فن‌ها به صورت دو طرف مکش یا یک طرف مکش ساخته می‌شوند.

ساختار فن سانتریفیوژ

مهم‌ترین مشخصه‌ای که در زمان توصیف یک فن سانتریفیوژ مطرح می‌شود، تیغه پروانه‌های آن است. تیغه پروانه‌های فن سانتریفیوژ به لحاظ ساختار ظاهری می‌توانند به یکی از سه شکل زیر باشند:

• تیغه پروانه‌ای منحنی به جلو (Forward)

فن سانتریفیوژ فوروارد یک نوع فن دمنده فشار مثبت است که شکل پروانه‌های آن به صورت خمیده رو به جلو می‌باشد و به دو صورت کوپل مستقیم (Direct Drive) و فولی تسمه - کوپل غیر مستقیم (Belt drive) - طراحی و تولید می‌شود. فن سانتریفیوژ فوروارد به دلیل شباهتی که به فن مورد استفاده در کولر دارد، به فن کولری نیز معروف است. پروانه این فن از تعداد زیادی پره‌های باریک بر روی یک دیسک پروانه‌ای تشکیل شده است و به شکل یک طرف مکش و دو طرف مکش ساخته می‌شود. معمولاً از این فن برای جریان‌های هوا با سرعت کم و دبی بالا استفاده می‌شود و در مقایسه با فن سانتریفیوژ بکوارد از پره‌های بیشتر و عرض کم‌تری برخوردار است. از این فن بیشتر در محیط‌های مرطوب از قبیل گلخانه‌ها، سالن‌های تولید قارچ و ... استفاده می‌شود.

• تیغه پروانه‌ای منحنی به عقب (Backward)

شکل و نوع طراحی فن سانتریفیوژ بکوارد درست بر خلاف نوع فوروارد است و شکل پره‌های آن انحنای رو به عقب دارد. فن سانتریفیوژ بکوارد در مقایسه با نوع فوروارد از مزیت‌های زیادی برخوردار است؛ چرا که این فن فشار هوای زیادی ایجاد کرده و حجم هوای زیادی را جابجا می‌نماید، صدای کمی دارد و دارای راندمان بالایی نیز می باشد. این نوع فن معمولاً برای جریان‌های هوا با سرعت متوسط و فشار زیاد کاربرد دارد. از سوی دیگر راندمان فن‌های سانتریفیوژ بکوارد که پره‌های رو به عقب دارند، نسبت به فن فوروارد بیشتر است و در حدود هشتاد درصد می‌باشد. معمولاً از این نوع فن برای انتقال گازهای حاوی ذرات استفاده می‌شود. مزیت اصلی فن‌های بکوارد این است که در فشارهای استاتیک بالاتر کار می‌کنند و اضافه بار ندارند و صرف نظر از مقدار جریان هوا، فشار بیشتری به موتور این فن‌ها وارد نمی‌شود.

• تیغه پروانه‌ای شعاعی (Radial)

فن‌های رادیال یا شعاعی به این ترتیب طراحی شده‌اند که تیغه‌ها به صورت کاملاً مستقیم بر روی حلزونی قرار گرفته‌اند. در بین تمامی فن‌های سانتریفیوژ، تیغه‌های فن در مدل شعاعی حساسیت بسیار کمی نسبت به ذرات جامد و گرد و غبار دارند. فن‌های شعاعی به دلیل فشارهای بالای استاتیک دارای کم‌ترین بازده هستند؛ ولی کاربرد آن ها بیشتر برای انتقال مواد و هوای آلوده است. 

عملکرد فن‌ سانتریفیوژ و فن آکسیال

عملکرد فن محوری (فن آکسیال) در وضعیت نرمال: به دلیل فشار کم هوای خروجی و بالا بودن حجم آن، استفاده از فن محوری برای کاربردهای عمومی گزینه بهتری به نظر می‌رسد. معمولاً از این نوع فن برای اهدافی مثل اگزاست فن‌ها استفاده می‌شود.

عملکرد فن سانتریفیوژ در وضعیت نرمال: برتری این نوع فن در ایجاد فشار بیشتر است. این نوع فن بیشتر برای محیط‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که کانال کشی شده باشند. به دلیل فشار تولید شدۀ بالا، فن‌های سانتریفیوژ انتخاب ایده‌آلی برای سیستم‌های خشک کن و تهویه صنعتی هستند. از این نوع فن برای ساختارهای فیلتراسیون و تصفیه آلودگی هوا استفاده می‌شود. همچنین در کاربردهای گرمایشی، سرمایشی و تهویه هوا برتری با فن سانتریفیوژ است.

خرید فن سانتریفیوژ و فن آکسیال

هنگامی که قصد خرید یک فن صنعتی را دارید، به شاخص‌های موجود در آن توجه کافی داشته باشید. در این صورت می‌توانید موفق به خرید مناسب‌ترین نوع فن صنعتی شوید و این یعنی موفقیت در سرمایه‌گذاری همراه با عملکرد انرژی قابل قبول. بنابراین مهم‌ترین نکاتی که در زمان انتخاب و خرید فن سانتریفیوژ و فن آکسیال باید در نظر داشته باشید عبارتند از:

• وضعیت کانال کشی پروژه
• بازۀ فشار مورد نیاز برای جابجایی هوا
• سرعت خطی یا عملیاتی فن صنعتی مورد نظر
• سرعت زاویه‌ای یا گردشی جریان هوا
• میزان حجم هوای قابل جابجایی
• ابعاد، وزن و قیمت فن صنعتی

به این نکته توجه داشته باشید که استفاده از فن صنعتی با قابلیت‌های فراتر از قابلیت‌های مورد نیاز برای پروژه شما، می‌تواند به همان اندازه سرمایه‌گذاری شما را از توجیه اقتصادی خارج کند که استفاده از فن‌های ضعیف‌تر به همراه خواهند داشت. چون در هر حال شما صاحب فن صنعتی شده‌اید که برای کاربری مورد نظر شما مناسب نیست و می‌تواند هزینه‌های بیشتری را به شما تحمیل کند.

قیمت فن سانتریفیوژ و فن آکسیال

اگر قصد خرید یکی از دو محصول ذکر شده را دارید، یکی از مهم‌ترین مشخصه‌هایی که باید در نظر داشته باشید، قیمت فن  سانتریفیوژ و قیمت فن آکسیال است. برای این منظور ابتدا باید تمامی شرایط موجود (از لحاظ شرایط میدانی، ماهیت پروژه، اعتبار موجود، سقف چشم‌انداز بلندمدت و ...) را مورد بررسی قرار دهید و سپس نسبت به استعلام قیمت فن صنعتی مورد نظر اقدام نمایید. فراموش نکنید که فن‌های صنعتی بر اساس مشخصات فنی که دارند، اعتبار برند و کشور سازنده، کیفیت قطعات به کار رفته، گستردگی خدمات پس از فروش، نوسانات نرخ ارز و ...، از تنوع قیمت برخوردارند. برای بررسی قیمت انواع فن صنعتی و خرید بی‌دغدغه آن ها تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

خرید فن صنعتی

برای خرید هر یک از انواع فن سانتریفیوژ و فن آکسیال، کافی‌ست به گالری محصولات فروشگاه اینترنتی یابان (به عنوان مرجع تخصصی تجهیزات ساختمانی و بنیان‌گذار بازار آنلاین تجهیزات ساختمانی با بیش از یک دهه فعالیت تخصصی در این زمینه) بازدید به عمل آورید و هر گونه پرسش یا ابهامی که در این زمینه دارید را با تیم مشاوران رایگان فنی و بازرگانی این فروشگاه اینترنتی در میان بگذارید. سپس نسبت به ثبت سفارش و نهایی کردن خرید خود اقدام نمایید و پس از مدت زمان اندکی محصول خریداری شده خود را به نشانی مورد نظر که در زمان ثبت نام اعلام کرده‌اید، تحویل بگیرید.