הנעת פלואיד ופעילות מפוחים – מידע והסברים

מבוא להנעת פלואיד ופעילות מפוחים 

על מנת להניע פלואיד לצרכים שונים יש להשקיע אנרגיה כדי להתגבר על הפסדי תנועה של המערכת. אנרגיה זאת יכולה להתקבל בהליכים טבעיים כגון הולכת חום או כוחות ציפה, אבל ברוב המקרים יש צורך במחוללי תנועה ל

פלואיד כגון מפוחים, מתקני בוכנה או אינג'קטורים.

כללי

בסקירה זאת נעסוק בסוג אחד של האמצעים להנעת פלואיד או במפורט בהנעת אוויר. בחירת ציוד להולכת אוויר יכול שיהיה הליך מורכב מאחר ויש לקחת בחשבון את כל המרכיבים המאפיינים את הציוד לבחירה.

הגדרות יסוד

ניתן לחלק מתקני הולכת אוויר ל-3 סוגי ציוד, האחד אנג'קטורים, השני מחוללי הולכה קוית (בוכנה) והשלישי מחוללי הולכת אוויר סיבוביי (מפוחים). את קבוצת המפוחים ניתן לחלק לשלושה סוגים עיקריים:

1. מפוחים ציריים
2. מפוחים צנטריפוגלים
3. מפוחים במבנה משולב.

בסקירה זאת נעסוק במפוחים צנטריפוגלים

מפוחים צנטריפוגלים הינם ממשפחת המפוחים, המתאפיינים בכך שהאוויר נכנס במרכז המפוח עובר דרך מבנה חילזוני ונפלט בניצב לכניסה אל מחוץ למפוח. את המפוחים הצנטריפוגליים ניתן לחלק ל-3 בסיסים וזאת לפי מבנה המאיץ. (המאיץ הוא הרוטור הגורם להאצת האוויר דרך המפוח).

מבנה מאיץ כפות קדימה (FORWARD CURVES)

מבנה זה נקרא גם מבנה תוף עם רב כפות כאשר כיוון הכפות מופנה לכיוון הסיבוב. מפוחים אלו מאופיינים בתפיסת נפח נמוכה ביחס לספיקה, מהירות יציאת אוויר נמוכה ושקטים בהפעלה מחד ומאידך הם שימושיים לפעולה בלחצים בינונים ונמוכים. איפיון פעולה לא יציב מחוץ לנקודת העבודה האופטימלית, לכן אינם מומלצים להולכת אבק וחלקיקים זאת משום שהחלקיקים "נאחזים" בכפות המאיץ ומוצאים אותו מאיזון. מפוחים אלו שימושיים בעיקר במתקני מיזוג אוויר, מתקני חימום ושינוע אוויר נקי ובמיוחד כאשר נדרש יחס גבוה של אוויר לנפח מפוח.

מבנה מאיץ עם כפות ישרות

מפוחים עם המאיצים אלו מאופיינים בכפות רדיאולוגיות "היוצאות" בצורה ישרה מטבור המאיץ אל היקפו. מבנה מאיץ זה בשילוב עם מבנה בית המפוח מיועד "לייצר" מהירויות להולכת חומרים. קיימים סוגים שונים של מאיצים במבנה זה מותאמים לתהליך הנדרש, כגון מאיצים במבנה פתוח, מאיצים במבנה סגור או מאיצים במבנה חצי סגור. מאיצים אלו מאופיינים במהירות יציאה בינונית וכאמור משמשים במיוחד להולכת חומרים ולחומרים הנוטים "להיצמד" לכפות המאיץ.

מבנה מאיצים כפות אחורה

מפוחים עם מאיצים אלו מאופיינים כאשר כפות המאיץ נוטות אחורה נגדית לכיוון הסיבוב של המפוח, מאיצים אלו בד"כ פועלים במהירויות יציאה גבוהות ומפתחים פעולה ביעילות גבוהה ברמת רעש נמוכה יחסית. כמו כן אופיין פעולת המאיץ (ראה גרף לחץ ספיקה) הוא שצריכת הזרם אינה "מזנקת" עם שינויים בלחץ ביחס לספיקה. במילים אחרות, בסביבת נקודת העבודה המפוח צורך את רמת ההספק המקסימלית. כל שינויים מנקודה זאת כתוצאה משינוי התנגדות תגרום לירידה בצריכת הזרם. מפוחים במבנה כפות אחורה מתאימים לעבודה עם אבק קל. מפוחים במבנה זה מיוצרים עם כפות ישרות אחורה, כפות עקומות (נטויות) אחורה וכפות איירפול (כנף במבנה כנף מטוס) כאשר לכ"א מהנ"ל יתרונותיו וחסרונותיו. מבנה בכפות איירפויל הינו בעל נצילות גבוהה מכולם אבל בעייתי בהולכת אבק וחלקיקים ובמיוחד בסביבה רטובה. כפות נטויות אחורה יעילות יותר מכפות ישרות אחורה.

כללי

באיפיון היתרונות והחסרונות של כ"א מהמפוחים כפי שפורט עד כה, פרטנו את הקריטריונים לכ"א מהם וזאת מבלי להיכנס לעניין העלות. אנו מצרפים טבלה המתארת את השינוי ביעילות המפוחים כפונקציה של צורת הכפות.

יעילות מקסימלית לפי סוגי כפות המאיץ:

סוג	ציור	מבנה המאיץ	עקומת איפיון	איפיון פעולה	שימושים
איירפויל		יעילות גבוהה בד"כ 6-16 כפות		מתאים לייצור לחצים גבוהים. הספק המפוח עולה עם עליית הספיקה. ירידת לחץ עבודה, עולה ספיקה מעלה הספק.	משמש לשינוע חומרים. לעיתים מצפים אותם בחומרים קשים לעמידה בשחיקה בד"כ לא בשימוש מערכות HVAC.
כפות אחורה		יעילות נמוכה יותר מאיירפויל. נקודת היעילות וההספקים זהה למפוחי איירפויל.		איפיון פעולה זהה כמעט לאיפיון של איירפויל.	שימושים זהים לשימושים במפוחי איירפויל ומשמש במקרים בהם קיימת בעיה של אירוזיה וקורוזיה.
רדיאל		מבנה מאיץ פשוט ביותר במבנה מכני חזק וקל לתיקון, יעילות נמוכה יותר מכפות אחורה		מתאים לייצור לחצים גבוהים, הספק המפוח עולה עם עליית הספיקה ירידת לחץ עבודה, עולה ספיקה מעלה הספק	משמש לשינוע חומרים. לעיתים מצפים אותם בחומרים קשים לעמידה בשחיקה בד"כ לא בשימוש מערכות HVAC.
כפות קדימה		יעילות נמוכה, מבנה קל, ספיקה גבוהה ביחס לנפח המפוח, מספר כפות בין 24-64 לספיקה נתונה קוטר מאיץ קטן ביחס למאיצים אחרים.		אופיין לחץ ספיקה שטוח מאשר במבנה בכפות אחורה, יש לבחור נקודת עבודה בנקודת לחץ מקסימלית, צריכת זרם עולה במהירות כאשר "יורדים" מנקודת הלחץ הנבחרת יש לבחור בזהירות גודל מנוע למקרים של שינוי בלחץ	משמש למערכות חימום ואיוורור בלחץ נמוך ומערכות מיזוג אוויר בלחץ נמוך