İleri Eğimli Motorlu Pervane
İster taze hava sağlamak ister proses soğutması için olsun, ihtiyaç duyduğumuz hacim debisini tanımladığımızda, bunu fanın uygulamada karşılaşacağı akış direnciyle birleştirmemiz gerekir. Hacim debisi (m³/sa cinsinden) ve basınç (Pascal - Pa cinsinden), fanın çalışması gereken çalışma noktasını oluşturmak için bir araya getirilir. Performans özellikleri, en yüksek verimlilik noktasında veya yakınında gerekli çalışma noktasını karşılayan bir fan seçmemiz önemlidir. Fanı en yüksek verimlilikte kullanmak, gerekli performansı sağlarken güç tüketimini ve fandan yayılan gürültüyü en aza indirir.
İleri Eğimli Santrifüj Fan nasıl çalışır?
'Santrifüj Fan' adı, akış yönünden ve havanın pervaneye eksenel yönde girip ardından pervanenin dış çevresinden dışarı doğru itilme şeklinden türetilmiştir. İleri ve geri eğimli santrifüj fanlar arasındaki akış yönü farkı, havanın pervane çevresinden çıkış yönünü belirler. Geriye eğimli pervanelerde hava radyal yönde çıkarken, ileri eğimli pervanelerde hava pervanenin çevresinden teğetsel olarak çıkar.
Öne eğimli santrifüj fan, silindirik şekli ve pervane çevresinde bulunan çok sayıda küçük kanatçıkla karakterize edilir. Aşağıdaki örnekte, fan saat yönünde döner.
Geriye doğru eğimli pervanenin aksine, öne doğru eğimli pervane, pervane kanatlarının uçlarından çıkan yüksek hızlı havayı daha düşük hızlı statik kuvvete dönüştüren bir gövde gerektirir. Gövdenin şekli aynı zamanda hava akışını çıkışa yönlendirir. Bu tip fan gövdesi genellikle spiral olarak bilinir; ancak aynı zamanda helezon veya siroko gövde olarak da adlandırılabilir. İleriye doğru eğimli pervaneyi bir spiral gövdeye yerleştirdiğimizde, genellikle öne doğru eğimli üfleyici olarak adlandırılır.
Aşağıda gösterildiği gibi, ileri eğimli motorlu pervane kullanan iki tip üfleyici vardır…
Soldaki tek girişli üfleyici, yuvarlak giriş yoluyla gövdenin bir tarafından havayı çeker ve kare çıkışa yönlendirir (burada montaj flanşıyla görülmektedir). Çift girişli üfleyici ise daha geniş bir spiral gövdeye sahiptir ve spiralin her iki tarafından havayı çekerek daha geniş kare çıkışa iletir.
Geriye eğimli santrifüj fanlarda olduğu gibi, pervane kanadının emiş tarafı havayı fanın merkezinden çeker ve bu da giriş ile egzoz arasındaki hava akışının 90° yön değiştirmesine neden olur.
Fan Özelliği
İleri eğimli bir santrifüj fan için optimum çalışma alanı, daha yüksek basınçta çalıştığı zamandır. İleri eğimli bir santrifüj fan, daha düşük hacimli akışlara karşı yüksek basınç gerektiğinde en iyi performansı gösterir. Aşağıdaki grafik, optimum çalışma alanını göstermektedir...
Hacim akışı X ekseni boyunca, sistem basıncı ise Y ekseni boyunca çizilir. Sistemde basınç olmadığında (fan serbestçe üflediğinde), öne eğimli bir santrifüj fan en yüksek hacim akışını üretecektir. Fanın emiş veya egzoz tarafına akışa direnç uygulandığında, hacim akış hızı düşecektir.
Düşük basınçlarda ve en yüksek debide çalışacak ileri eğimli bir üfleyici seçerken dikkatli olunmalıdır. Bu noktada, pervane, eğiminin eyer noktasında çalışan bir eksenel fan gibi aerodinamik bir durma noktasında çalışır. Bu noktada, türbülans nedeniyle gürültü ve güç tüketimi en üst düzeyde olacaktır.
En yüksek verimlilik, karakteristik eğrinin diz noktası olarak adlandırılan bir noktadadır. Bu noktada, fanın çıkış gücünün (Hacim akışı (m3/s) x Statik Basınç gelişimi (Pa) ve elektrik gücü girişi (W) oranı en yüksek seviyededir ve fan tarafından üretilen ses basıncı en düşük seviyededir. Optimum çalışma aralığının üstünde ve altında, fan boyunca akış daha gürültülü hale gelir ve fan sisteminin verimliliği düşer.
Tek girişli, öne eğimli motorlu bir pervane kullanmanın avantajı, dik bir fan karakteristiğine sahip olmasıdır. Bu, özellikle tutarlı filtreleme seviyeleri gerektiren sistemlerde faydalıdır. Hava, partikül filtresinden geçerken filtre havadaki toz ve poleni tutar; filtreleme kalitesi ne kadar ince olursa, filtre tarafından tutulan partiküller o kadar küçük olur. Zamanla filtre, kir ve kalıntılarla giderek daha fazla tıkanır ve bu da aynı hava hacmini sağlamak için daha fazla basınç gerektirir. Bu durumda dik karakteristik eğriye sahip bir pervane kullanmak, filtre giderek tıkandıkça hacimsel debinin sabit kalması ve filtre üzerindeki basıncın artması anlamına gelir.
Çift girişli, öne eğimli bir pervane kullanmanın avantajı, nispeten küçük boyutlu bir üfleyiciden yüksek hacimli akış sağlayabilmesidir. Çift girişli bir üfleyici kullanmanın dezavantajı ise, daha düşük basınç gelişimine sahip olması, yani yalnızca düşük basınçlı sistemlerle çalışabilmesidir.
Montaj seçenekleri
Daha önce de belirtildiği gibi, öne eğimli motorlu pervane, kanat uçlarında dinamik basıncı statik basınca dönüştürmek için yönlendirilmesi ve yavaşlatılması gereken yüksek hızlı hava üretir. Bunu kolaylaştırmak için pervanenin etrafına bir sarmal yapı inşa ediyoruz. Bu şekil, pervanenin merkezinden fan çıkışına olan mesafelerin oranına göre oluşturulur. Geriye eğimli fanda olduğu gibi, giriş halkası ile pervane ağzı arasında küçük bir örtüşme olması da önerilir. Her iki montaj hususu da aşağıdaki şemada gösterilmiştir...
Giriş halkasının çapı, havanın tekrar dolaşmasını önlemek için pervane ile halka arasında yalnızca küçük bir boşluk bırakmalıdır.
Montaj hususları - Boşluklar
Fanın emiş ve yan taraflarında yeterli boşluk bırakılması önemlidir…
Fanın emiş tarafındaki yetersiz boşluk, giriş hızını artıracak ve türbülansa yol açacaktır. Hava, pervaneden geçerken türbülans artacak ve bu da fan kanatlarından havaya enerji aktarımının verimliliğini düşürerek daha fazla gürültü oluşmasına ve fan verimliliğinin düşmesine neden olacaktır.
Giriş ve egzoz koşulları için genel öneriler şunlardır:
Giriş Tarafı
- Fanın girişinden fan çapının 1/3'ü kadar mesafede herhangi bir tıkanıklık veya akış yönünde değişiklik yok
Özet – Neden ileri eğimli santrifüj fan seçilmelidir?
Gerekli çalışma noktası, fan karakteristiğinde daha yüksek sistem basınçları ile daha düşük hacimli akış arasında kalıyorsa, tek girişli öne eğimli santrifüj fan düşünülmelidir. Uygulamanın kısıtlı bir alanda yüksek hacimli akışa ihtiyacı varsa, çift girişli öne eğimli santrifüj fan düşünülmelidir.
Fan, karakteristik eğrisinin diz noktası olarak bilinen optimum aralığı içinde seçilmelidir. En yüksek verimlilik noktası, fan karakteristik eğrisinde yüksek basınç sınırına yakın olan ve aynı zamanda en sessiz çalıştığı noktadır. Optimum aralığın dışında (yüksek hacimli akışın uç noktalarında) çalışmaktan kaçınılmalıdır, çünkü bu noktalardaki türbülans ve pervane kanadının aerodinamik verimliliği gürültüye neden olur ve pervane de aerodinamik olarak durur. Düşük basınçlarda ve yüksek hacimli akışlarda, motorun aşırı ısınma olasılığı olduğundan, yük altındaki motorun çalışma sıcaklığı dikkate alınmalıdır.
Pervanenin giriş tarafındaki hava mümkün olduğunca pürüzsüz ve laminer tutulmalıdır. Verimliliği en üst düzeye çıkarmak için, fan girişinde pervane çapının en az 1/3'ü kadar bir boşluk bırakılmalıdır. Pervane girişini kaplayan bir giriş halkası (giriş nozulu) kullanmak, hava fandan çekilmeden önce akış bozukluklarını gidermeye, türbülans kaynaklı gürültüyü azaltmaya, çalışma noktasındaki güç tüketimini minimumda tutmaya ve verimliliği en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olacaktır.
Dik çalışma karakteristiği, tek girişli üfleyicilerin daha yüksek basınç kapasitesi ve çift girişli üfleyicilerin yüksek akış kapasitesi, ileri eğimli fanın çok çeşitli kurulumlarda dikkate alınması gereken yararlı bir seçenek olduğu anlamına gelir.
Gönderi zamanı: 16 Ağustos 2023