ردیابی منبع صدا در فن صنعتی، فن صنعتی بی صدا چگونه ساخته می شود؟

ردیابی منبع صدا در فن صنعتی، فن صنعتی بی صدا چگونه ساخته می شود؟

• بیم فورمینگ (پرتودیسی) با استفاده از آرایه های میکروفون
•  فن صنعتی بی صدا چگونه طراحی می شود؟
• سری فن صنعتی بی صدا RadiPac
• دو مدل از انواع فن سانتریفیوژ RadiPac ساخت شرکت ebm یا سری فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) عبارتند از:
•  سری فن بی صدای AxiTone
• شکل ویژه تیغه ها باعث کاهش نویز می شود
• هلدینگ تهویه توس

در زمینه تکنولوژی طراحی و ساخت انواع فن صنعتی، پیشرفت های بسیاری رخ داده است. در حال حاضر انواع فن صنعتی EC که از نظر آیرودینامیکی بهینه شده اند، در کاربری های سردخانه ای و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه در زمینه مصرف انرژی پیشرفت های زیادی صورت گرفته، با اینحال هنوز کار بر روی بهینه سازی میزان سروصدای فن صنعتی ادامه دارد. به همین دلیل تست ها و بررسی های زیادی به منظور پیدا کردن منابع اصلی تولید نویز و سروصدا در فن ها صورت می گیرد.   

پیدا کردن منبع سروصدای ایجاد شده در فن صنعتی کار آسانی نیست. در حالیکه امروزه برنامه های شبیه سازی نسبتا پیشرفته آیرودینامیکی در دسترس هستند و در بازار زیاد مورد استفاده قرار می گیرند، انجام شبیه سازی های ایروآکوستیک (aeroacoustics) در مراحل اولیه تحقیق بسیاز زمان بر است. در تحلیل ایروآکوستیک، تعداد سلول های مورد نیاز جهت تفکیک مکانی یک آشفتگی در سیستم، بسیار بیشتر از تعداد سلول های شبیه سازی  آیرودینامیک می باشد. همچنین، برای یک فن صنعتی، با توجه به شکل جریان هوای خروجی و ساختاری که خود فن دارد، این تعداد ممکن است بیشتر باشد.

یکی از موارد مهم در تحلیل ایروآکوستیک، میزان تفکیک زمانی بالا می باشد که به صورت معمول در بازه های 10 میکروثانیه در نظر گرفته می شود. به همین دلیل در تحلیل های ایروآکوستیک انواع فن صنعتی، به توان محاسباتی بالا، زمان و بودجه زیاد نیاز است. در حال حاضر تلاش هایی برای کم کردن میزان کارهای محساباتی در حال انجام است. انجام آزمون های تجربی می تواند یک راه حل مناسب در این زمینه باشد.

بیم فورمینگ (پرتودیسی) با استفاده از آرایه های میکروفون

یکی از روش هایی تجربی که توسط مهندسان و متخصصان موتور و فن شرکت ebm-papst به منظور پیدا کردن منابع تولید نویز و سروصدا در فن از آن استفاده می کنند، بیم فورمینگ (Beamforming) نام دارد که از آن به عنوان مکملی برای شبیه سازی های ایروآکوستیک استفاده می کنند. اصلی ترین بخش این سیستم، آرایه ای متشکل شده از 80 میکروفون است که به صورت دایره ای و در دو بخش کنار هم قرار گرفته اند.

این آرایه میکروفون در قسمت ورودی فن صنعتی قرار می گیرد و توسط آن اختلاف زمان انتشار موج های صدایی که به میکروفون ها  می رسد، اندازه گیری می شود. سپس با استفاده از الگوریتم های پیشرفته و پیچیده، داده های اندازه گیری شده که در بازه های زمانی 30 ثانیه ای و سرعت مشخصی از فن اندازه گیری شده اند، مورد ارزیابی قرار می گیرند. بررسی ها نشان دهنده این مورد می باشند که نتایج حاصل از روش بیم فورمینگ و شبیه سازی های ایروآکوستیک تا حد زیادی با هم مطابقت دارند و به همین دلیل نتایج حاصل از آن قابل اعتماد هستند. همچنین با استفاده از این داده های تجربی (روش بیم فورمینگ) می توان شبیه سازی های عددی را بررسی و بهینه کرد.

ارزیابی های صورت گرفته دو منبع اصلی نویز را در فن آکسیال نشان می دهند: حرکت جریان در فاصله بین نوک تیغه پروانه و محفظه فن (tip gap flow) و آشفتگی جریان ورودی و دیواره بدنه فن.

در محل نوک تیغه پروانه فن به دلیل وجو اختلاف فشار بین ورودی و خروجی فن، جریان هوا از بالای تیغه ها (محل نوک تیغه) حرکت می کند. این جریان هوا با لبه های موجود در محیط در تعامل است. در اینجا منظور از لبه ها، سطح تیغه و دیواره پیرامونی محفظه فن می باشد. ورتکس هایی (vortex) که ایجاد می شوند می توانند باعث افزایش سطح نویز و سروصدا تا میزان 10 دسیبل شوند.

آشفتگی در جریان ورودی هنگامی رخ می دهد که فن در یک محفظه بسته قرار بگیرد. به منظور بررسی توسط آرایه میکروفون ها، از یک فن و جعبه (مورد استفاده در مبدل های حرارتی) استفاده شد. آشفتگی هوا در دیواره های محفظه رخ داده و سپس به سمت باریک ترین فضای خالی بین فن و دیواره محفظه کشیده می شود. در اینجا این آشفتگی از دو سمت، به هم می رسد.

با توجه به شکل زیر، این رشته های ورتکس باعث ایجاد یک آشفتگی بزرگ می شوند.

در نتیجه، میزان قابل توجهی از نواسانات فشار و سرعت هوا در قسمت جلوی تیغه ها رخ می دهد که باعث تولید میزان قابل توجهی از نویز با فرکانس پایین می شود.

 فن صنعتی بی صدا چگونه طراحی می شود؟

بعد از مشخص شدن محل دقیق تولید نویز و سروصدا، می توان پروسه بهبود ایروآکوستیک فن صنعتی را به منظور تولید انواع فن صنعتی بی صدا انجام داد.

همانطور که گفته شد در انواع فن صنعتی، فاصله بین تیغه پروانه و بدنه داخلی فن اثر زیادی بر تولید سروصدا و نویز دارد. کاهش این فاصله باعث کم شدن میزان نویز تولید شده می شود. اما محدودیت های طراحی باعث می شوند تا این فاصله را نتوان بیشتر از حد خاصی کم کرد زیرا ممکن است باعث برخورد تیغه پروانه به بدنه فن شود. بدین منظور در انواع فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) از بالچه ها استفاده می شود. تغییر طراحی شکل تیغه های فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) و قرار دادن این بالچه ها در انتهای آن ها باعث کاهش فاصله بین تیغه پروانه و بدنه فن شده که اثر زیادی بر روی ورتکس های ایجاد شده در این نقطه و کاهش نویز و سروصدا دارد.

با استفاده از این طراحی در تیغه ها، انواع هواکش بی صدا (فن صنعتی بدون صدا) نسبت به انواع فن و هواکش معمولی، به میزان 10 دسیبل سروصدای کمتری خواهند داشت.

تغییرات هندسی در طراحی فن نمی تواند به تنهایی باعث کاهش میزان آشفتگی جریان ورودی شود. زیرا این مورد تا حد زیادی به موقعیت نصب فن نیز مرتبط است. علاوه بر این، استفاده از عایق نیز نمی تواند همیشه راه حل مناسبی برای کاهش سروصدای فن و تبدیل آن به فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) شود. زیرا این عایق ها معمولا بر روی نویزهای با فرکانس بالا مؤثر هستند در حالیکه نویز ایجاد شده در فن، فرکانس پایینی دارد. به منظور تبدیل یک فن صنعتی به فن صنتی بی صدا، یک راه حل دیگر نیز وجود دارد؛ بهبود جریان هوای ورودی به فن و کاهش میزان آشفتگی آن. به همین دلیل مهندسان طراح در شرکت ebm-papst دست به تولید FlowGrid زده اند که در مسیر ورودی فن قرار می گیرد و با استفاده از آن، میزان سروصدا و نویز تولید شده توسط فن کاهش یافته و عملا فن صنعتی تبدیل به فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) می شود. همچنین از FlowGrid می توان هم در انواع فن آکسیال و هم در مدل های مختلف فن سانتریفیوژ استفاده کرد.

همانطور که اشاره شد، به منظور تولید و بهینه سازی انواع فن صنعتی بی صدا، انجام تست ها و بررسی های ایروآکوستیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. مهندسان مشغول به کار در شرکت ebm-papst در حال حاضر بر روی کار بر روی انواع فن بی صدای خود هستند تا آن ها را بیش از پیش بهینه تر کنند.

سری فن صنعتی بی صدا RadiPac

منبع بسیاری از سروصداهای تولید شده توسط فن به نحوه نصب پروانه فن بستگی دارد. در اغلب اوقات با جابجایی محل پروانه فن می توان میزان نویز آن را کاهش داد. همچنین برخی دیگر از منابع نویز را می توان با استفاده از پره های بهینه از نظر آیرودینامیکی، استفاده از بالچه ها در انتهای تیغه ها، دفیوزرها و همچنین FlowGrid تا حد زیادی کاهش داد. یک مثال از انواع فن صنعتی بی صدا، سری فن سانتریفیوژ RadiPac می باشد که به صورت ویژه برای استفاده از سیستم های تهویه و تهویه مطبوع طراحی شده اند. نسل جدید سری فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) سانتریفیوژ بازده انرژی بالاتری دارند و همچنین میزان سروصدای کمتری تولید می کنند. در مقایسه با انواع فن صنعتی معمولی، سری فن بی صدا سانتریفیوژ RadiPac در نقطه عملکرد مشابه، به میزان 3 تا 7 دسیبل میزان تولید نویز کمتری دارند.

به منظور انجام این مقدار از بهینه سازی، پروانه فن نقش مهمی را ایفا می کند. پروانه فن صنعتی بی صدای تولید شده توسط شرکت ebm-papst طبق آخرین یافته های علم آیرودینامیک طراحی شده است و هم چنین با استفاده از فایبرگلس تقویت شده تا بیشترین بازدهی را داشته باشد. استفاده از روش تزریق قالب باعث شده تا این پره ها بتوانند شکل پیچیده ای داشته باشند که این هندسه خاص تا حد زیادی باعث کاهش نویز و سروصدا می شود.

دو مدل از انواع فن سانتریفیوژ RadiPac ساخت شرکت ebm یا سری فن صنعتی بی صدا (هواکش بی صدا) عبارتند از:

 سری فن بی صدای AxiTone

سری فن بی صدای AxiTone ساخت شرکت ebm-papst در واقع یک فن آکسیال EC می باشد که پروانه آن دارای سه تیغه می باشد و به دلیل طراحی خاصی که دارد، مناسب برای کاربری هایی است که به میزان سروصدا بسیار حساس می باشند. به عنوان مثال سری فن بی صدا AxiTone مناسب برای استفاده در پمپ های حرارتی هستند که در آن ها، میزان سروصدای منتشر شده توسط فن بسیار مهم است. سری فن بی صدای AxiTone در اندازه 450 میلمیتر در دسترس بوده و اندازه های 500 و 630 میلیمتر نیز در آینده به آن ها اضافه خواهند شد. علاوه بر پمپ های حرارتی، کندانسورهای مورد استفاده در مناطق مسکونی از مزایای این فن بی صدای بهره مند خواهند شد. همچنین از سری فن بی صدای AxiTone می توان در سیستم هایی که با مبردهای قابل اشتعال کار می کنند، استفاده نمود.

شکل ویژه تیغه ها باعث کاهش نویز می شود

سری فن بی صدای AxiTone می تواند حجم زیادی از هوا را جابجا کند و همانطور که از نامش مشخص است، این فن صنعتی بی صدای در هنگام کار نویز خیلی کمی تولید می کند. هندسه پره فن نقش بسیار مهمی در این زمینه دارد. طراحی تیغه های این فن کاملا مطابق بر اصول آیرودینامیکی می باشد. سطح بزرگ پره ها، انحنا و شکل داس مانند آن ها باعث می شود که میزان آشفتگی جریان هوا کاهش یافته و در نتیجه میزان نویز تولید شده کم شود. یک نوآوری دیگر در طراحی این فن بی صدا، دندانه های روی پره ها می باشد که در کاهش میزان نویز فن نقش بسزایی دارند.

هلدینگ تهویه توس

با توجه به اینکه هلدینگ تهویه توس به صورت دوره ای انواع فن و هواکش صنعتی بی صدا (هواکش بیصدا) را بر حسب نیاز صنایع موجود می کند، جهت اطلاع از موجود بودن انواع فن و هواکش صنعتی بی صدا شرکت ebm و همچنین قیمت محصولات لطفا با شماره زیر (بخش مهندسی فروش) تماس برقرار نمایید:

واتساپ: 989002158949+

ایمیل:  marketing@tahviehtoos.com