فن برج خنک کننده

تعداد بازدید:۲۴۷

فن برج خنک کننده

فن یا پروانه برج خنک‌کاری (Cooling Tower Fan) دارای تعداد معینی پره یا تیغه با مقطع ایرودینامیکی همانند هواپیما می‌باشد که به عنوان مرکز هوارسانی در برج خنک‌کننده ایفای نقش نموده و با ایجاد جریان مکش مکانیکی در هوای بیرون سبب گردش و جابجایی هوا درون برج خنک کننده می شود.

پره ایرفویل بکار رفته در پروانه برج‌خنک‌کن سبب گردش هوا داخل کولینگ‌تاور شده و با ایجاد یک فشار نسبی در دهانه مکش هوا سبب تماس و ارتباط بین آب و هوا در برج خنک‌کاری می گردد. به بیانی ساده‌تر فن یا پروانه به عنوان عامل اصلی ایجاد هوادهی در برج خنک‌کننده محسوب می‌شود که در انواع برج خنک‌کاری جریان همسو و جریان ناهمسو به کار برده می‌شود.

پروانه در این کاربرد مرکز سیستم هوادهی در برج خنک‌کن محسوب می‌شود که وابسته به توان برودتی کولینگ‌تاور میزان معینی از حجم هوا را در ساعت جابجا می‌نماید.فن در تاریخچه زمانی مختلف در برج خنک کننده تغییرات بسیاری پیداکرده که انواع فن ها در بخش زیر توضیح داده خواهد شد.


آیا بالانس فن برج خنک‌کننده اهمیت بالایی در کارکرد کولینگ‌تاور دارد ؟

پاسخ به این سوال مثبت است و باید اینطور بیان کرد که بالانس کردن فن برج خنک کننده (متوازن کردن چرخش فن) سبب کاهش شدید نیروی اصطکاک بین پره‌های پروانه با  جریان هوای بیرون می‌شود و در نتیجه با کاهش نیروهای مقاوم در برابر چرخش پروانه در برج خنک‌کاری عملکرد فن بسیار بدون لرزش و آرام تر خواهد شد.

قالباً تمامی لرزش و صدای تولید شده توسط فن یا پروانه در برج خنک‌کن به دلیل همین نیروهای توربولانت مقاومتی در برابر چرخش پروانه می‌باشد و همین لرزش‌های بوجود آمده در بخش پروانه یا فن سبب ایجاد لرزش در بدنه و سایر قسمت‌های برج‌خنک‌کننده می شود. صدای بوجود آمده از فن یا پره برج خنک‌کننده گاهی می تواند به شدت سبب آزار و اذیت ساکنان و کارکنان محیط اطراف گردد.

از طرفی دیگر افزایش نیروهای توربولانت ناشی از عدم بالانس و توازن چرخش فن کولینگ‌تاور سبب افزایش توان گشتاور مکانیکی مورد نیاز (توان موتور) می‌شود و این به معنی مصرف انرژی بیشتر در برج خنک‌کن می‌باشد. خلاصه مطالب فوق را به شرح ذیل میتوان بیان نمود.

معایب عدم بالانس بودن فن یا پروانه در برج خنک‌کاری

  • تخریب و  ازبین رفتن سریع تیغه و شافت های به کار رفته در پروانه برج خنک‌کننده به جهت نیروهای برشی ناشی از توربولانت یا تلاطم چرخشی فن
  • افزایش توان موتور لازم جهت چرخش و در نتیحه آمپرکشیدن مازاد موتور و درنتیجه داغ شدن سیم پیج های داخلی و سوختن الکتروموتور
  • ایجاد صدای زیاد (دسیبل های حتی بالاتر از 80)
  • ایجاد لرزش در تمامی برج خنک کننده
     

انواع بالانس فن یا پروانه برج خنک‌کننده

الف) بالانس استاتیکی فن برج خنک کننده: این مدل بالانس در فن یا پروانه به صورت ثابت و بدون چرخش صورت می گیرد. بالانس استاتیکی فن به معنی تنظیم زوایای تیغه های پروانه برج خنک کننده تحت یک زاویه یکسان تحت افق می باشد.

ب) بالانس دینامیکی فن برج خنک کننده: بالانس دینامیکی فن در واقع شبیه سازی عملکرد پروانه کولینگ تاور در یک دستگاه لرزه نگار می باشد. دستگاه لرزه نگار پس از چرخش پروانه با سرعت زاویه ای استاندارد و در دورنامی متوجه می شود که پروانه در کدام قسمت نسبت به سایر قسمت ها دارای عدم توازن و لرزش می باشد. پس از تشخیص نقطه تلاطم، فن برج خنک کننده  با روش سرب گذاری بالانس دینامیکی می گردد.


شاخصه های مهم فن برج خنک کننده


1-میزان حجم هوادهی فن برج خنک کننده:

هوادهی فن برج خنک کننده(Air Flow) در واقع میزان نرخ حجم هوای جابجا شده در واحد زمان معین در کولینگ‌تاور می‌باشد و یکی از مهمترین بخشهای محاسبات در برج خنک‌کننده محسوب می‌شود.

به بیانی ساده تر مهمترین شاخصه فن برج خنک کننده ، ظرفیت و نرخ هوادهی در آن می‌باشد . ظرفیت هوادهی فن برج خنک‌کننده در واقع خود تابع عوامل متعددی است .  عوامل اصلی تاثیرگذار در میزان حجم هوادهی فن برج خنک کننده به شرح ذیل می‌باشد .

الف) تعداد پره های فن برج خنک کننده:

با افزایش تعداد پره های پروانه نرخ هوادهی فن افزایش می یابد که البته رعایت این نکته ضروری است که افزایش بیش از حد تعداد پره های فن در برج خنک کن سبب افزایش فشار استاتیک (مقاومت پسا) ودر نتیجه سبب افزایش توان الکتروموتور می‌گردد.

ب)عرض تیغه فن برج خنک کننده:

افزایش عرض تیغه (پره) در فن یا پروانه در واقع سبب افزایش سطح مفید و ایجاد فشار منفی بیشتر در مقطع فن می گردد. افزایش فشار منفی در فن به معنی مکش بیشتر حجم هوادهی و افزایش ظرفیت هوای در گردش می گردد.

ج)زاویه فن برج خنک کننده:

زاویه حمله در فن مهمترین پارامتر در افزایش و کاهش میزان حجم هوادهی پروانه برج خنک کننده در اصول ایرودینامیک می باشد. افزایش زاویه حمله (زاویه فن) سبب افزایش میزان حجم هوادهی و همچنین سبب افزایش شدت نیروهای توربولانسی (تلاطمی) در فن نیز می گردد.

بنابراین افزایش زاویه پروانه کولینگ تاور نباید از میزان و عدد معینی تخطی کند چرا که افزایش زاویه حمله بیش از حد مجاز ، سبب افزایش لرزش در پروانه برج خنک کننده می گردد. زاویه استاندارد فن برج خنک کننده وابسته به نوع و سایز پروانه متغیر می باشد که به طور مثال در انواع محوری (آکسیال) بین 14 الی 23 درجه تنظیم می گردد .

د) نوع فن برج خنک کننده:

نوع فن در واقع تعیین کننده راندمان پروانه (نسبت حجم هوادهی واقعی به حجم هوادهی ایده آل در طراحی)می باشد. به عنوان مثال فن محوری در برج خنک کاری مدارباز راندمانی معادل با 85 درصد و پروانه سانتریفوژ حلزونی راندمانی معادل با 65 درصد دارد.


2-فشار استاتیک فن برج خنک کننده:

فشار استاتیک (Static Presure) در پروانه برج خنک کننده در واقع میزان تنش و فشاری است که فن در اثر برخورد با هوا تحمل می کند . فشار استاتیک فن درواقع تنشی می باشد که توسط نیروی مقاومت هوا (پسا) در تماس با تیغه ها یا پره های پروانه ایجاد می شود . فشار استاتیک در پروانه کولینگ تاور تاثیر مستقیمی بر توان مصرفی موتور برج خنک کننده دارد.

به منظور کاهش فشار استاتیک در فن برج خنک کننده از پره هایی با مقطع ایرودینامیکی ایرفویل (Air Foil) در کولینگ تاور استفاده می شود . این مقطع در واقع به لحاظ ایجاد نیروی لیفت و ایجاد فشار نسبی در دو طرف فن ، بهترین گزینه مقطع تیغه در بین انواع تیغه های به کار رفته در تولید فن محسوب می گردد.


3-فشار دینامیک فن برج خنک کننده:

فشار دینامیک (Dynamic Presure) در واقع همان فشار نسبی در فن یا پروانه می باشد که سبب ایجاد خلاء نسبی و در نتیجه جابجایی هوا در برج های خنک کننده می گردد . فشار دینامیک فن به نوعی تابعی از فشار استاتیک و میزان حجم هوادهی می باشد.


4-دورنامی فن برج خنک کننده:

همانطور که از قوانین فن ها در اصول سیالات می دانیم افزایش سرعت زاویه ای (سرعت چرخشی) فن برج خنک کننده سبب افزایش میزان حجم هوادهی می گردد . به منظور عدم تشدید نیروهای توربولانسی در فن ، برای هر قطر و سایز از پروانه کولینگ تاور شاخه ای تحت عنوان دور نامی تعریف می شود. دورنامی فن برج خنک کننده در واقع بهترین دور جهت چرخش پروانه می باشد. به هر میزان قطر پروانه افزایش یابد دورنامی مجاز فن، کاهش می یابد . بنابراین در پروانه برج خنک کننده صنعتی عموما از فن های بزرگ با سرعت چرخش بسیار آرام استفاده می شود.

جدول مشخصات فن برج خنک کننده


انواع فن برج خنک کاری

بر اساس نوع مکش و تخلیه هوا در فن برج خنک کننده ، پروانه کولینگ تاور انواع متنوعی دارد که در واقع تحت دو دسته کلی تقسیم بندی می شود .

1- فن  برج خنک کننده محوری (Axial Fan)

2- فن برج خنک کننده گریز از مرکز (Centrifuge Fan)


1- فن برج خنک کننده محوری :

فن محوری برج خنک کننده در واقع یکی از پرکاربردترین انواع پروانه در کولینگ تاور می باشد . راندمان فن محوری برج خنک کننده عموما بالاتر از 80 درصد می باشد. در واقع دلیل اصلی نامگذاری فن محوری برج خنک کننده چرخش پره های پروانه کولینگ تاور حول یک محور ثابت می باشد .

فن محوری برج خنک کننده به عنوان رایج ترین نوع پروانه مورد استفاده قرار می گیرد و به بیانی ساده تر به فن هایی گفته می شود که جریان خروجی هوا در راستای محور گردش می باشد . فن برج خنک کننده محوری عموما برای کاربری های تک جهته همانند ورود و خروج هوا از یک محیط و هوادهی های بالا در نقاط مختلف کاربرد دارند .

چرخش پره های فن برج خنک کننده محوری سبب ایجاد فشار نسبی در اطراف تیغه پروانه شده و درنتیجه سبب جابجایی هوا در برج خنک کننده می شود .  فن محوری برج خنک کننده عموما به دلیل فشار استاتیک پایین در محیط هایی با آلوگی بالا کاربرد ندارد و همچنین فن محوری در سیستم های هوادهی با مسیر یا کانال های طولانی به هیچ وجه توصیه نمی شود.

نکته مهم و اساسی در بکارگیری فن محوری برج خنک کننده : قطر پروانه برج خنک کننده با سرعت چرخشی فن رابطه معکوس دارد یعنی به هر میزان قطر فن برج خنک کننده بزرگتر انتخاب گردد سرعت چرخشی فن باید کاسته شود تا درصد آسیب به بلبرینگ در فن برج خنک کننده به حداقل میزان خود برسد.

فن برج خنک کننده محوری


مزایای فن برج خنک کننده محوری:

الف) سروصدای بسیار کم به دلیل مقطع ایرودینامیکی تیغه در فن برج خنک کننده

ب) راندمان بالا فن محوری برج خنک کننده در نتیجه گردش هوای بسیار بالا

ج) عدم نیاز به تعویض وسرویس دوره ای (روغن کاری)  در فن محوری برج خنک کننده


اجزای فن برج خنک کننده محوری:

الف : هاب فن(Fan Hub) : این قسمت از فن برج خنک کننده محوری  از یک سو به شفت انتقال قدرت (موتور) متصل می گردد و از یک جهت نیز به شافت متصل به تیغه اتصال می یابد .

ب : شفت اتصال فن(Fan Shaft) : این بخش از پروانه برج خنک کننده محوری در واقع وجه اتصال تیغه و هاب در فن برج خنک کننده محسوب می شود . بدلیل اعمال شدید نیروهای لرزشی و تنش های برشی به این قسمت

ب : تیغه یا پره فن(Fan Blade) : این قسمت وظیفه جریان دادن هوا و ایجاد فشار نسبی در هوا را بر عهده دارد . عموما تیغه های فن برج خنک کننده با مقطع ایرودینامیکی ایروفویل ( Air Foil ) تولید و به کار برده می شوند.


انواع فن محوری برج خنک کننده

فن برج خنک کننده محوری براساس نوع و جنس تیغه در انواع مختلفی تولید و عرضه می گردد . عرض تیغه و جنس تیغه در واقع تاثیر بسزایی در عملکرد پروانه برج خنک کننده در شرایط مختلف ایجاد می نماید .

الف) فن برج خنک کننده محوری آلومینیوم

ج) فن برج خنک کننده محوری فایبرگلاس

د) فن برج خنک کننده محوری پلی آمید

انواع فن برج خنک کننده


الف) فن برج خنک کننده آلومینیوم:

یکی از پرکاربردترین انواع فن برج خنک کننده ، پروانه اکسیال کولینگ تاور از متریال آلومینیوم می باشد . جنس تیغه این نوع فن برج خنک کننده تماما آلیاژ آلومینیوم (Aluminum Alloy) می باشد . عرض تیغه فن آلومینیوم برج خنک کننده معادل با 28 سانتی متر و توسط روش اکسترود تولید و عرضه می گردد. زاویه استاندارد استاتیکی فن برج خنک کننده آلومومینیوم معادل با 14 الی 16 درجه تنظیم می گردد . تعداد پره فن محوری برج خنک کننده نیز در واقع براساس میزان ظرفیت هوادهی مورد نیاز فن طراحی می گردد.

تعداد پره های فن برج خنک کننده آلومینیوم وابسته به قطر فن از 4 پره تا 8 پره تولید و عرضه می گردد. پروانه آلومینیوم برج خنک کننده در واقع به دلیل داشتن مقطع ایرودینامیکی ایروفویل دارای لرزش و صدا بسیار پایین و مقاومت بسیار بالا می باشد.

دور نامی فن برج خنک کننده تیپ محوری (آلومینیوم) بین 780 الی 220 دور بر دقیقه وابسته به سایز پروانه کولینگ تاور متغییر می باشد . به منظور کاهش دور موتور به دور نامی استاندارد در پروانه کولینگ تاور از سیستم کاهش دور در برج خنک کننده استفاده می شود.

سیستم انتقال قدرت در برج خنک کننده


ب) فن برج خنک کننده فایبر گلاس:

فن فایبرگلاس برج خنک کننده در واقع به دلیل داشتن تیغه از جنس فایبرگلاس به این نام شناخته می شود . فن برج خنک کننده فایبرگلاس همانند پروانه آلومینیوم کولینگ تاور دارای تیغه با مقطع ایرودینامیکی ایرفویل می باشد . تیغه فایبرگلاس فن برج خنک کننده محوری در واقع دارای پوشش بیرونی ژلکت مشکی رنگ و آبی رنگ می باشد . این ژلکت در پوشش بیرونی فن برج خنک کننده در واقع سبب افزایش مقاومت پروانه در برابر آلاینده های موجود در هوا و رطوبت خارج شده می گردد.

در هنگام تولید تیغه فایبرگلاس فن برج خنک کننده محوری از مواد آنتی یووی نیز جهت افزایش مقاومت در برابر آفتاب سوختگی و پوسیدگی نیز استفاده می شود. عرض تیغه فایبرگلاس در فن برج خنک کننده معادل 37 سانتی متر و زاویه استاندارد استاتیکی فن فایبرگلاس برج خنک کننده معادل با 12 الی 14 درجه تنظیم می گردد .

فن فایبرگلاس برج خنک کننده


ج) فن برج خنک کننده پلی آمید:

فن مولتی وینگ برج خنک کننده در واقعی نوعی دیگر از انواع پروانه کولینگ تاور محسوب می شود که به انواع برج خنک کننده با ظرفیت هوادهی پایین به کار برده می شود . فن برج خنک کننده تیپ مولتی وینگ (Multy Wing) در واقعی نوعی از فن محوری یا اکسیال محسوب می شود که دارای قابلیت تنظیم زاویه می باشد . پروانه مولتی وینگ برج خنک کننده به عبارتی دیگر دارای تعداد معین پره با عرض تیغه کم (13 الی 18 سانتی متر) می باشد که جنس تیغه این نوع پروانه از متریال پلی آمید (PE) می باشد.

فن برج خنک کننده پلی آمید در سایزهای 55 سانتی متر تا 120 سانتی متر با تعداد 5 الی 8 پره قابل تولید و عرضه می باشد . زاویه استاندارد در فن مولتی وینگ برج خنک کننده 22 درجه نسبت به خط افق و سرعت چرخشی فن مولتی وینگ برج خنک کننده بین 900 الی 700 دور بردقیقه تنظیم می گردد .سیستم انتقال قدرت در پروانه مولتی وینگ برج خنک کننده بیشتر از نوع دایرکت درایو یا کوپل مستقیم می باشد .



مطالب مشابه


اسپرینکلر برج خنک کننده

نازل برج خنک کننده

قطره گیر برج خنک کننده

 


لینک دانلود فایل

کلید واژه ها: فن برج خنک کننده پروانه برج خنک کننده فن کولینگ تاور پروانه کولینگ تاور فن محوری برج خنک کننده فن پره ملخی برج خنک کننده پروانه محوری برج خنک کنند انواع فن برج خنک کننده قیمت فن برج خنک کننده مشخصات فن برج خنک کننده پروانه آلومینیوم برج خنک کننده فن مولتی وینگ برج خنک کننده فن پلی آمید برج خنک کننده فن پلاستیکی برج خنک کن پروانه چندپره برج خنک کن پروانه محوری برج خنک کننده پروانه برج خنک کن پروانه ایرفویل برج خنک کننده پروانه پروانه مولتی وینگ برج خنک کننده پروانه فایبرگلاس برج خنک کننده پروانه فایبرگلاس کولینگ تاور پروانه مولتی وینگ برج خنک کاری پروانه 7 پره برج خنک کننده پروانه 5 پره برج خنک کننده پروانه 6 پره برج خنک کننده فن آکسیال برج خنک کننده فن اکسیال برج خنک کن فن ایرفویل برج خنک کننده تیغه پروانه برج خنک کننده قیمت فن قیمت پروانه برج خنک کننده

آخرین ویرایش۳۰ بهمن ۱۳۹۸