بررسی جریان سیال درون حلزونی فن لانه سنجابی با روتور نیمه مخروطی

گستردگی استفاده از فن های لانه سنجابی بویژه در صنایع تهویه مطبوع سبب شکل گیری پروژه های تحقیقاتی فراوانی در راستای بهبود عملکرد این نوع از فن ها شده است. تغییر هندسه روتور فن از حالت استوانه ای به نیمه مخروطی از جمله تحقیقاتی است که در این زمینه انجام شده است. هدف این پروژه یافتن زاویه بهینه روتور نیمه مخروطی جهت بهبود عملکرد فن می باشد. برای اینکه مطالعه نحوه تاثیر تغییر زاویه مخروطی روتور بر عملکرد فن ممکن باشد، در ابتدا هندسه مجموعه فن با روتورهای مختلف در نرم افزار گمبیت رسم و شبکه محاسباتی تولید شده است. سپس مدل سازی جریان در نرم افزار فلوینت بر اساس نتایج تجربی حاصل از آزمایش عملکرد صورت گرفته است. نتایج حاصل از مدل سازی فن با روتورهای استوانه ای و نیمه مخروطی با زاویه های مختلف و قطر متوسط یکسان حاکی از آن است که روتورهایی که دهانه ی ورودی آنها بزرگتر از صفحه انتهایی آنهاست (نیمه مخروطی با زاویه مثبت)، ضمن کاهش هد خروجی از فن، می توانند سبب بهبود راندمان فن نسبت به روتور استوانه ای گردند. از طرف دیگر روتورهای که دهانه ورودی آنها کوچکتر از صفحه انتهایی آنهاست (نیمه مخروطی با زاویه منفی)، سبب افزایش هد خروجی فن در ازای کاهش راندمان نسبت به روتور استوانه ای می گردند. جهت دستیابی به روتوری که ضمن حفظ هد تولیدی توسط روتور استوانه ای سبب افزایش راندمان گردد، از روتور نیمه مخروطی با زاویه 10+ درجه استفاده شده است. با این تفاوت که بجای اینکه قطر متوسط آن برابر روتور استوانه ای باشد، قطر آن در مقطع عرضی 3/0 عرض حلزونی (از سمت انتهای حلزونی) برابر قطر روتور استوانه ای انتخاب گردیده است. با توجه به اینکه این مقطع، محل اصلی خروج جریان می باشد، روتور جدید علاوه بر راندمان بالا می تواند هد بالایی نیز تولید کند. علاوه بر مطالعه تاثیر تغییر زاویه مخروطی روتور بر عملکرد فن، در این پروژه چگونگی تاثیر پیچش پره های روتور نیز مورد نیز مورد تحقیق قرار گرفته است. نتیجه می تواند سبب بهبود راندمان فن گردد. بدین ترتیب این تغییر بر روی روتور جدید اعمال شده و مورد آزمایش قرار گرفته است. نتیجه آزمایشات حاکی از آن است که ضریب فشار فن با پروانه نیمه مخروطی با زاویه 10+ و زاویه پیچش پره 2- درجه در حداکثر ضریب جریان، حدود 2/0 بیشتر از فن پروانه استوانه ای می باشد. همچنین این پروانه در حداکثر ضریب جریان سبب افزایش 3/18 درصدی راندمان نسبت به فن با پرانه استوانه ای شده است. در این پروژه همچنین به کمک سرعت سنجی لیزری، میدان سرعت پیش بینی شده توسط نرم افزار فلوینت ارزیابی گردیده است.