نقش فن در تهویه مطبوع

فن 3

بادبزن یا فن مهم ترین وسیله در مدار تهویه می باشد و به کمک آن هوا در قسمت های مختلف شبکه جریان دارد. برای تهویه و هوا رسانی در چاه ها و تونل های شبکه معدن و تونل های عمرانی در مراحل حفاری از فن استفاده می شود. در حالت کلی فن از یک چرخ پره دار تشکیل شده است که به وسیله موتور الکتریکی یا دیزلی، یا در مواردی با استفاده از سیستم هوای فشرده دوران می کند و هوا را به جریان می اندازد. بادبزن ممکن است به حالت مکشی یا دهشی کارکند. در حالت مکشی بادبزن در دهانه چاه یا تونل خروج هوا نصب می شود و هوا را از داخل معدن به بیرون می مکد. در حالت دهشی بادبزن در دهانه چاه یا تونل ورود هوا نصب می شود و هوا را با فشار به داخل معدن یا تونل می راند.

فن ها ابزاری هستند که به وسیله عمل آیرودینامیک به طور مداوم هوا را به جلو و یا عقب می رانند. فن ها دو کار عمده و اساسی انجام می دهند. اولین کار آن ها تامین فشار استاتیک مورد نیاز است و دومین وظیفه شان حرکت دادن هوا از نظر فیزیکی است.

فن 1

تقسیم بندی فن ها

  • محوری (Axial Fan)
  • گریز از مرکز (Centrifugal Fan)
  • انواع مخصوص (Special Type Fans)
  • باد بزن محوری (Axial Fans)

تقسیم بندی فن های محوری

    • فن های ملخی

این نوع از فن ها برای به حرکت درآوردن مقادیر زیادی هوا در مواقعی که فشار استاتیک خیلی کم باشد به کار می روند و در تهویه عمومی از آن ها استفاده می شود. تیغه های آن ها ممکن است به دو صورت دیسکی یا بارکی باشد. هنگامی که کانال وجود ندارد از تیغه دیسکی استفاده می شود.

    • فن های لوله محوری درون کانالی

فن های لوله محوری دارای تیغه های بارکی ملخی و محفظه استوانه ای کوتاه بوده و معمولا فاقد پره های هدایت هوا می باشند.

    • فن های پره محوری با لوله هدایت کننده هوا

این فن ها دارای پره های ملخی با لوله های هدایت هوا در قبل و بعد از آن می باشند. فن در محفظه استوانه ای قرار دارد که ممکن است جریان هوا را به سمت خروجی ملخ هدایت نماید. در مقایسه با سایر فن های محوری، فن های پره محوری موثرتر می باشند. در مرحله پیشروی حفاری، در تونل آلودگی های مختلفی وجود دارد. بنابراین برای این که به توان پیشروی تونل را ادامه داد باید جبهه کار را تهویه کرد. در حالت کلی تهویه تونل ها در مرحله حفاری تحت عنوان تهویه فرعی انجام می گیرد. بنابراین در دهانه تونل فن نصب می شود و به کمک لوله ای که از دهانه تونل تا جبهه کار ادامه دارد، هوا را به داخل تونل می فرستند و یا هوای آلوده را از طریق آن بیرون می کشد. فن هایی را که برای تهویه جبهه کار تونل ها به کار می برند از نقطه نظر نیروی محرکه به دو دسته فن های با موتور هوای فشرده و فن های با موتور برقی تقسیم می کنند. هر یک از این دو دسته خود ممکن است از نوع محوری یا شعاعی باشند.

بادبزن جریان شعاعی یا گریز از مرکز

فن گریز از مرکز

بادبزن جریان شعاعی از یک چرخ دنده که پره های متعددی به آن متصل است تشکیل می شود. این چرخ دنده توسط محوری که از موتور انرژی می گیرد دوران می کند. در این بادبزن ها هوا از طریق مجرای مرکزی وارد چرخ دنده می شود و سپس ۹۰ درجه تغییر مسیر می دهد و توسط چرخ دنده به گردش در می آید. هوا پس از گردش وارد محفظه ضربه گیر شده و سپس وارد مجرای حلزونی اطراف چرخ دنده می شود و سپس وارد مجرای واگرا که مقطع آن به تدریج اضافه می گردد شده و در نهایت از طریق انتهای این مجرا وارد اتمسفر می شود. از آن جا که امتداد ورود و خروج هوا در این بادبزن ها بر هم عمود است. لذا این امر خود موجب افت قابل توجهی می شود. بنابراین راندمان این بادبزن ها در مقایسه با انواع محوری کمتر و بین ۴۵ تا ۸۵ درصد متغیر است. فن های شعاعی را می توان به سهولت توسط پره های آن تشخیص داد. پره ها ممکن است به حالت شعاعی مستقیم، خمیده به عقب و یا خمیده به جلو تعبیه شده باشند.

بادبزن های شعاعی مستقیم، قدیمی ترین و ساده ترین انواع بادبزن ها هستند و در آن ها تعدادی پره مستقیم بر روی چرخ دنده نصب شده است. راندمان این بادبزن ها کم است و بنابراین برای استفاده در تونل ها مناسب نیستند. در بادبزن های با پره های خمیده به سمت جلو، سرعت هوا به هنگام ترک پره ها از انواع دیگر بادبزن ها بیشتر است و بنابراین هوای بیشتری را به جریان می اندازد ولی افت انرژی به هنگام تبدیل سرعت به فشار زیاد می شود و راندمان آن کم است.

فن های جریان محوری

فن محوری

در باد بزن های جریان محوری هوا از طریق مجرایی که در امتداد دستگاه قرار دارد وارد شده و به چرخ دواری می رسد. در این قسمت هوا دوران می کند و سپس هوا از پره های هادی عبور کرده و وارد مجرایی می شود که در آن زمان سطح مقطع آن زیاد می شود. حرکت هوا در این قسمت به موازات محور بادبزن است و به همین طریق نیز خارج می گردد. قسمت جلوی دستگاه به طریقی ساخته شده است که حداقل مقاومت را در برابر عبور هوا داشته باشد. فن های جریان محوری به دو دسته جریان محوری لوله ای و جریان محوری پره ای تقسیم بندی می شوند. تفاوت فن های جریان محوری نوع لوله ای با پره ای این است که در آن علاوه بر پره های گردان، تعدادی پره یا صفحه راهنما در یک طرف یا دو طرف روتور نصب شده است. وجود این پره های اضافی سبب تصحیح مسیر حرکت هوا و در نتیجه افزایش فشار و راندمان فن می شود. فن های محوری با توجه به شکل و تعداد پره ها به آسانی از انواع دیگر تمیز داده می شوند. فن های محوری را در یک یا دو طبقه می سازند.

قسمت های اصلی فن های جریان محوری

  • پره ها

گاهی اوقات پره ها از ورق فلزی و با ضخامت ثابت ساخته می شوند ولی اغلب آن ها را طوری می سازند که ضخامت آن در محل اتصال به بدنه زیاد تر است و به تدریج کم می شود. در انواع قدیمی اتصال پره ها به بدنه به صورت ثابت صورت می گرفت ولی امروزه برای این که به توان مشخصات بادبزن را تغییر داد پره ها را به صورت متحرک نصب می کنند به طوری که می توان در مواقع لزوم زاویه آن ها را تغییر داد. میزان هوای تولید شده و نیز تا حدودی فشار آن تابع زاویه پره های چرخ است و طول پره تابع قطر چرخ دنده و بدنه بادبزن است. تعداد پره ها نیز از ۲ تا ۲۴ عدد متغیر است و معمولا تعداد آن ها ۶ تا ۱۸ عدد می باشد.

  • تعداد طبقات

گاهی اوقات برای تولید هوا با فشار بیشتر، بادبزن محوری دارای چند طبقه مختلف است که به حالت سری نسبت به هم قرار گرفته اند. اغلب بادبزن های جریان محوری دو طبقه اند.

طراحی سیستم تهویه تونل ها در مرحله حفاری

فن 2

به طور کلی مراحل طراحی سیستم تهویه تونل ها در مرحله حفاری شامل موارد زیر می باشد

  • انتخاب روش تهویه
  • محاسبه مقدار هوای لازم
  • محاسبه نشت هوا
  • محاسبه افت فشار در طول لوله
  • انتخاب بادبزن یا بادبزن ها

انتخاب روش تهویه

با توجه به سیستمی که برای حفر تونل ها در نظر گرفته شده است و با توجه به مزایا و معایب روش های مختلف و همچنین امکانات موجود می توان روش مناسب را انتخاب کرد.

مقدار هوای لازم

مقدار هوای لازم برای تهویه جبهه کار تونل به موارد زیر بستگی دارد

    • حداکثر تعداد نفرات
    • هوای لازم برای برطرف کردن آلودگی های حاصل از ماشین آلاتی که در تونل کار می کنند
    • هوای لازم برای برطرف کردن گرد و غبار
    • هوای لازم بر اساس حداقل سرعت هوا
    • هوای لازم برای رقیق کردن گاز زغال و گرد زغال در تونل های معدنی

نشت هوا

لوله تهویه معمولا از ورق های فلزی و یا قطعات پارچه ساخته می شود و هرچقدر هم که در ساخت این لوله ها دقت شود مقداری از هوا از میان درزهای لوله به خارج نشت خواهد کرد. محل اتصال قطعات مختلف لوله تهویه نیز از جمله نقاط ضعف آن است و مقدار قابل توجهی هوا را به هدر می دهد. در حالت کلی می توان گفت که میزان نشت هوا به عواملی نظیر نوع اتصالات، قطر و یا به عبارت دیگر محیط لوله و اختلاف فشار بین داخل و خارج لوله بستگی دارد.

افت در لوله های تهویه

پس از انتخاب نوع لوله تهویه و تعیین شدت جریان هوایی که باید از آن عبور کند افت فشار بین دو سر آن باید محاسبه شود تا با کمک آن بادبزن مناسب انتخاب شود. افت کلی از مجموع افت اصطکاک و افت در نقاط اتصال تشکیل می شود که در هر مورد باید آن ها را جداگانه محاسبه کرد.

درج شده در

Leave a Reply

avatar
  تنظیم هشدار برای :  
هشدار برای
دسته بندی ها
آخرین مطالب