جت فن چيست؟

در یک فن آکسیال  یا جریان محوری وقتی نسبت قطر هاب پروانه به قطر پروانه بین 50% تا 70% باشد آنگاه پروانه ی با پره های کوتاهتر، از لحاظ مکانیکی با سرعت بیشتری می تواند چرخانده شود بدون آنکه پره ها در معرض خطر شکست و ازهم گسیختن قرار گیرند.  از طرفی در این حالت تعداد بیشتری پره میتواند به دور هاب قرارگیرد و جریان خروجی با انرژی چرخشی بالایی تولید گردد. با استفاده از پره های پیش چرخان قبل از پروانه یا پس چرخان پس از پروانه، جریان در جهت معکوس چرخانده میشود و منجر به تولید جریان خروجی بدون چرخش و با سرعت خطی بالایی میشود. این جریان پرفشار مستقیم الخط را اصطلاحا جت جریان و این فن آکسیال را جت فن می نامند.

از جت فنهای آکسیال با نام جت فنهای تکانه ای (impulse jet fan) نیز یاد میشود.

از آنجایی که جت فنها اصواتی با فرکانسهای بالا تولید می نمایند و دارای فشار صدای زیادی می باشند، معمولا در مکانهای غیر صنعتی، بدون صداخفه کن (silencer) قابل بهره برداری نمی باشند. از این رو غالبا یک جت فن به همراه دو صدا خفه کن، یکی متصل به دهانه مکش و دیگری متصل به دهانه دمش ساخته و مورد بهره برداری قرار میگیرد.

صدا خفه کن یک محفظه استوانه شکل است که دیواره داخلی آن توسط مواد جاذب صوت همچون پشم سنگ، و یک ورقه مشبک  سوراخ دار پوشیده شده است و جریان هوا از میانه آن عبور میکند. امواج صوتی با عبور از سطح مشبک، وارد مواد جاذب صوت شده و میرا میشوند. در نهایت فشار صوت، چندین دسی بل کاهش می یابد.

انواع جت فن

از آنجایی که جت جریان پر فشار میتواند توسط هر فن پرفشاری تولید شود لذا جت فن تنها محدود به فن آکسیال (جریان محوری) نمی شود. یک فن سانتریفیوژ (گریز از مرکز) پر فشار نیز میتواند به عنوان جت فن مورد بهره برداری قرار گیرد مثلا جت فنهای القایی پارکینگی (induction jet fan).

در ادامه به دسته بندی جت فنهای آکسیال از زوایای مختلف می پردازیم:

الف- بر مبنای ساختار

بطور کلی یک جت فن در یکی از چهار نوع زیر قرار دارد:

نوع اول: پروانه تنها (rotor only type)

این نوع جت فن فقط مجهز به یک پروانه می باشد که جریان را از یک طرف فن مکش مینماید واز طرف مقابل می دمد. در این حالت جریان خروجی از فن دارای چرخش بسیاری می باشد و بخش عمده ای از انرژی به دلیل چرخش  جریان اتلاف میگردد.

نوع دوم: پیش چرخان (پره های ثابت قبل از پروانه) به همراه پروانه (stator/rotor type)

در این نوع جت فن، جریان مکیده شده ابتدا از میان پره های ثابت پیش چرخان عبور میکند و در جهت عکس چرخش پروانه منحرف میشود، سپس از پروانه عبور کرده و در نهایت جریان بدون چرخش در راستای محور فن دمیده میشود. جریان خروجی از این جت فن دارای فشار بالاتری نسبت به نمونه قبل بوده و راندمان این نوع جت فن نیز نسبت به نمونه پروانه تنها، بالاتر است.

نوع سوم: پروانه به همراه پس پرخان (پره های ثابت پس از پروانه)(rotor/stator type)

در این نوع جت فن، جریان چرخشی خروجی از پروانه پس از عبور از پره های  پس چرخان، تغییر جهت داده و در راستای محور فن از دهانه دمش خارج میشود. این نوع جت فن نیز دارای فشار و راندمان بالایی می باشد.

نوع چهارم: دو پروانه هم سرعت یکی ساعتگرد و دیگری پاد ساعتگرد(rotor/rotor type)

در این نوع جت فن، جریان چرخشی تولید شده توسط پروانه اول، مجددا توسط پروانه دوم که هم محور با پروانه اول قرار دارد در جهت معکوس چرخانده شده و در نهایت در مسیر مستقیم الخط از فن خارج میشود. این نوع جت فن پر فشار ترین  نوع  و دارای بالاترین راندمان می باشد.

ب- بر مبنای مقطع پره پروانه

پره پروانه جت فنها می تواند مقاطع ایرو دینامیکی متفاوتی داشته باشد. مقاطع ایرودینامیک یا ایرفویل، دارای سری های مختلفی می باشد مانند مقاطع ورق خمیده، مقاطع خانواده NACA ، مقاطع زیر سطع صاف، مقاطع بیضوی و ... که هر کدام دارای معادله ای خاص و ویژگیهای منحصر بفرد می باشد. همه مقاطع بجز مقاطع بیضوی که دارای تقارن یا تقارن معکوس نسبت به خط میانی هستند، دارای لبه حمله و لبه فرار غیر هم شکل می باشند. به این معنی که پروانه فقط در یک جهت میتواند چرخانده شود و همیشه پره با یک لبه (لبه حمله) با جریان هوا برخورد و با لبه دیگر (لبه فرار) از جریان هوا جدا میشود. این نوع پروانه اصلاحا پروانه تکسویه نامیده میشود. در مورد مقاطع بیضوی لبه حمله و لبه فرار یک شکل می باشد بنابر این فرقی نمی کند که پروانه در کدام جهت چرخانده شود. پروانه با پره های اینچنین را پروانه معکوس پذیر می نامند.

از این منظر می توان جت فنهای آکسیال را به دو دسته یکسویه (UNI DIRECTIONAL) و معکوس پذیر ( RIVERSIBLE) تقسیم بندی کرد.

ج- بر مبنای کاربرد

بسته به اینکه جت فن در کجا مورد بهره برداری قرار خواهد گرفت، میتوان جت فنها را در گروههای زیر طبقه بندی کرد:

جت فنهای پارکینیگی جهت تهویه پارکینگهای بسته

جت فنهای تونلی جهت تهویه تونلهای خودرو، مترو، قطار و ...

جت فنهای معدنی جهت تهویه معادن زیر زمینی یا هوارسانی در زمان حفاری

جت فنهای ضد انفجار جهت تهویه سریع فضاهای مملو از گازهای انفجاری

سایر جت فنها با کاربرد صنعتی مانند جت فنهای پرتابل ، جت فنهای خنک کننده تجهیزات صنعتی جت فنهای تغذیه یا تخلیه و ...

د- بر مبنای دمای کاری

جت فنها معمولا برای کارکرد در دماهای عادی (منهای 20 درجه سانتی گراد تا مثبت 40 یا 55 درجه سانتی گراد ) طراحی می شوند. در دهه های اخیر لزوم تهویه تونلها و فضاهای محبوس هنگام آتش سوزی منجر به طراحی جت فنها برای کارکرد در دماهای داغ بالای 200 درجه شده است. از این رو جت فنها را می توان در دسته های جت فنهای دمای معمولی و جت فنهای دمای داغ طبقه بندی نمود.

جت فن چه كاربردي دارد؟

هنگامی که نیاز به جابجایی حجم زیادی از هوای پرفشار در زمانی کوتاه داریم کاربرد جت فنهای آکسیال آشکار میشود. بخشی از هوا توسط پروانه جت فن پرتاب میشود و بخش دیگری نیز در اثر همجواری با جت جریان خروجی از فن به دنبال آن کشیده میشود. میزان این جریان القایی  می تواند تا 6 برابر جریان اصلی در جت فنهای آکسیال و تا 9 برابر در جت فنهای رادیال باشد. جت فنها عمدتا در تهویه طولی استفاده میشوند.  تهویه طولی یا به عبارتی انتقال جریان هوا در امتداد یک مسیر  طولی  توسط چند جت فن نصب شده درراستای محور مسیر، ابتدا در تونلها مورد استفاده قرار میگرفت. سپس بر همان مبنا و اصول پایه جهت پارکینگهای خودرویی زیرزمینی نیز بکار گرفته شد. عمده ترین کاربرد جت فنها پس از تهویه تونلها، هوارسانی به داخل معادن زیر زمینی است که به کمک کیسه فنها و داکتهای فلکسیبل صورت می پذیرد. همچنین جت فنها در تهویه پر سرعت فضاهای محبوس در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارند که از آن جمله می توان به جت فنهای پرتابل و ضد انفجار در تهویه سریع فضاهای مملو از گازهای قابل انفجار اشاره نمود. جت فنها در عملیاتهای امداد و نجات از مهمترین تجهیزات ایمنی جهت تخلیه سریع دود و افزایش دید آتشنشانان محسوب میشوند. اطفاگرهای اتمایزر نیز با بهره گیری از جت فنهای پر فشار قادر به پرتاب دور برد ذرات آب جهت اطفاء حریق میباشند.

برای دیدن داکت هوا کلیک کنید

مزاياي جت فن

یک جت فن آکسیال در مقایسه با یک فن سانتریفیوژ معادل ، بسیار حجم کوچکتری دارد. لذا به مراتب ارزانتر می باشد. از سوی دیگر راندمان جت فنها  در بدترین حالت معمولا فراتر از 70% می باشد حال آنکه راندمان فنهای سانتریفیوژ معمولا در حدود 50% است. در سایزهای متوسط و بزرگ، جت فنها در مقایسه با فنهای سانتریفیوژ قطعات کمتر، استهلاک پایین تر و در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمتر و ارزانتری دارند.

ويژگي هاي جت فن

اصلی ترین ویژگی مثبت جت فن همانگونه که از نام آن پیداست، تولید جت جریان پرفشار است. به عبارتی تکانه ای که بر هوای عبوری از فن اعمال میشود، در نهایت، حجم بزرگی از هوای محیط را با خود به حرکت وامیدارد و به راحتی تهویه در مقیاس بزرگ را میسر می سازد. از دیگر ویژگیهای جت فن آکسیال می توان به کوچکی، زیبایی و نگهداری و تعمیرات کم، حساسیت بالا و البته  ویژگی منفی آن صدای زیاد و بازه عملکرد ایمن کوچک (خطر مواجهه با استال) اشاره نمود که می تواند منجر به وقوع شکست در پره ها شود.

قيمت جت فن

 آنچه مسلم است طیف گسترده ای از قیمتها را می توان با کیفیتهای مختلف برای یک نمونه جت فن ارائه نمود. جدا از بحث کیفیت مواد بکار رفته در ساخت یک جت فن، نوع کاربری جت فن نیز عامل تعیین کننده ای در قیمت آن محسوب میشود. به عنوان مثال یک جت فن ضد انفجار به دلیل تفاوت اساسی در مواد اولیه آن و ملاحظات ویژه در طراحی و ساخت و کنترل کیفیت مطابق با استانداردهای بین المللی و در نهایت اخذ تاییدیه اتحادیه اروپا (ATEX)نسبت به جت فن معمولی معادل آن قیمتی چند برابر خواهد داشت.