فن در موتور توربوفن (توربین گاز قسمت ۲)

http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_3wfAS2ihRXcX.jpgدر حالت كلي فن به مجموعه اي از پره هاي دوار گفته مي شود كه تعداد ان معمولا از پره هاي ملخ بيشتر است. فن را مي توانيد همه جا ببينيد. همين پنكه هاي معمولي يا سقفي كه در خانه همه هست نوعي فن محسوب ميشوند. معمولا تعداد پره هاي فن حداقل از ۳ تا شروع ميشود و بسته به كاربرد بيشتر هم ميتواند باشد… در برخی نمونه ها، فن درون یک داکت قرار دارد که در این صورت کارایی فن بالا میرود و معروف به داکت فن هستند.

خب این آشنایی اولیه برای این بود که شما کمی وارد فضا بشوید!… اما بازهم نیاز به مقدمات هست… قبل از ورود به فن بهتر است که با مکانیزم ملخ ها و پره های ان آشنا بشوید…آیرودینامیک ملخ و یا به عبارتی پره های دوار خودش دنیایی دارد و می شود کلی درباره اش سخن راند!… اما به سهم خودمان قصد داریم گوشه چشمی به این موضوع بیندازیم…

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_Yh0e8PNRKXw3.jpg

اول اینکه فلسفه کار ملخ چیست؟ ملخ وظیفه دارد که قدرت محور موتور را به نیروی جلوبرندگی تبدیل کند اما توانایی کامل در این تبدیل را ندارد یعنی نمی تواند همه قدرت موتور را به نیروی تراست تبدیل کند… به عبارت دیگر یک سری اتلاف و هدر رفت انرژی در ملخ وجود دارد ….. بر همین اساس راندمان ملخ موضوعیت پیدا میکند …

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_YbHxznIsansf.jpg

در واقع ملخ با گردش به دور یک محور، جرم مشخصی از هوا را جابجا می کند … ملخ این کار را با سرعت دادن به این جرم هوا (افزایش ممنتوم  هوا)انجام میدهد و همان طور که از قانون نیوتون بر می اید، اختلاف ممنتوم، نیرویی ایجاد می کند که به ان  نیروی پیشرانش (تراست) گفته می شود.

در ابتدا گفتیم که ملخ ها تعداد پره های کمتری نسبت به فن ها دارند…. معمولا بین ۲ تا ۶ پره دارند. ملخ ها معمولا از آلیاژ آلمینیوم یا چوب ساخته می شوند موارد عمده کاربرد ملخ در هواپیما، هلیکوپتر، هاورکرافت و کشتی هاست:

   http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_QxntLCQKhOau.jpg http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_fkIRcgskTiOc.jpg

http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_QoF0XlPnZ4Wk.jpg

   در رابطه با تعداد پره های ملخ این نکته را باید بدانیم که هر چقدر این تعداد بیشتر بشود، ملخ اثر بیشتری روی جریان هوای عبوری از خودش دارد… اما این موضوع یک حدی دارد… مثلا افزایش تعداد پره علاوه بر تحمیل وزن بیشتر به هواپیما، نیروی پسای بیشتری می تواند تولید کند … بنابراین باید بنابر کاربرد، تعداد پره های ملخ را انتخاب کرد.

مهمترین پارامترهای ملخ که برای پیشرانش استفاده می شود، عبارتند از: قطر ملخ، گام ملخ (Pitch)، سرعت دورانی، راندمان ملخ

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_6mvd1LNVwVnP.jpg

ابتدا به هندسه پره های ملخ می پردازیم…. شاید اولین سوال این باشد که چرا پره های ملخ، پیچش (Twist) دارند؟ دلیلش این است که هر مقطع از ملخ سرعت خطی متفاوتی دارد… یعنی سرعت نوک ملخ نسبت به ریشه ملخ بسیار بیشتراست… این موضوع باعث می شود که زاویه برخورد جریان (زاویه حمله) با ایرفویل پره در مقاطع مختلف فرق کند… پس برای اینکه این زاویه بیش از حد مجاز نشود (که اگر بشود دچار پدیده استال خواهد شد) باید به پره های ملخ پیچش داد.

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_2WzL6DnLrtKE.jpg

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_UastTEUPqFsh.jpg

در میان این پارامترهاها، قطر و گام ملخ را باید با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دهیم. قطر که از نظر هندسی مشخص است. گام ملخ به این معنی است که در یک دوران ملخ، چقدر مسافت در راستای محور دوران طی می شود. همانند هندسه پیچ ها که در زیر نشان داده شده… ملخ ها می توانند گام ثابت و یا گام متغییر باشند که هر کدام مزایا و معایب خودشان را دارند. معمولا ملخ ها را با همین دو مشخصه تعیین می کنند. مثلا در صنعت هواپیمای مدل، شناسنامه یک ملخ توسط دو عدد تعیین می شود که در هم ضرب شدند. مثلا ملخ ۷*۱۰  به معنای ملخی به قطر ۱۰ اینچ و گام ۷ اینچ هست (دقت کنید که واحدها به صورت قراردادی با اینچ بیان می شود)

 http://asec.ir/wp-content/uploads/2014/12/asec_R74ERgTJ4IVy.jpg

تهیه و تنظیم: معین نیکپور

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *