To download all ACMV lecuters in PDF format
www.acmv.org
 
HOME
eBooks
FORUM
Lecture
Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) > Chapter - 6 (Part 1 of 3) > Fans and Blowers (Part 1 of 3) > > www.acmv.org
Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) > Chapter - 6 (Part 1 of 3) > Fans and Blowers (Part 1 of 3) >


Chapter - 6 Fans and Blowers (Part 1 of 3) Fundamental and BasicConcept

Chapter - 6 Fans and Blowers (Part 1 of 3)

 Air Conditioning and Mechanical Ventilation

Contents

၆.၁ Total Pressure ၊ Static Pressure and Velocity Pressure. 1

၆.၂ Positive Pressure Duct and Negative Pressure Duct 3

၆.၃ Duct အတြင္းရွိ ေလ၏ Velocity Profile. 4

၆.၄ Fan ႏွင့္ သက္ဆုိင္သည့္ ေဝါဟာရမ်ား 5

၆.၅ Fan Equations. 6

၆.၅.၁ Fan Pressure and Velocity Relationship. 7

၆.၅.၂ Fan Efficiency. 8

၆.၆ Fan အမ်ိဳးအစားမ်ား 9

၆.၆.၁ Fan ႏွင့္ Blower တုိ႔၏ ျခားနားခ်က္ 10

၆.၆.၂ Fan Rating ႏွင့္ အဆင့္အတန္း(Class) 10

၆.၆.၃ Overloading Fan and Non Overloading Fan. 11

၆.၇ Axial Fan မ်ား 12

၆.၇.၁ Axial Fan မ်ား အလုပ္လုပ္ပံု(Principle of Operation) 12

၆.၇.၂ Axial Fan Impeller Design. 13

၆.၇.၃ Axial Fan ၏ စြမ္းေဆာင္ရည္(Performance) 14

၆.၈ Centrifugal Fan မ်ား 15

၆.၈.၁ Centrifugal Fan မ်ား အလုပ္လုပ္ပံု(Principle of Operation) 16

 

ေခတ္မီ အေဆာက္အဦမ်ားတြင္ ေနထိုင္ၾကသည့္ လူမ်ား၏က်န္းမာေရးသည္ ထိုအေဆာက္အဦမ်ား၏ ေလဝင္ေလထြက္(ventilation)ေကာင္းျခင္း၊ ေလအရည္အေသြး(quality)၊ အပူခ်ိန္(temperature) ႏွင့္ ေလမ်ား ေရြ႕လ်ားျခင္း(air movement) တို႔အေပၚတြင္ မူတည္သည္။ အေဆာက္အဦ အတြင္း condensation ျဖစ္ေပၚျခင္းေၾကာင့္ မႈိ(mold)မ်ား ႏွင့္ ဗက္တီးရီးယားမ်ား ေပါက္ဖြား လာကာ ေနထုိင္သူမ်ား၏ က်န္းမာေရးကို ထိခိုက္ေစႏုိင္သည္။ ေလသန္႔ရွင္းလတ္ဆတ္မႈ(air freshness)သည္ အနံ႔ဆိုးမ်ားဖယ္ထုတ္ႏိုင္မႈ၊ ညစ္ညမ္းသည့္ ေလမ်ား ဖယ္ထုတ္ႏိုင္မႈ ႏွင့္ လိုအပ္သည္ထက္ ပိုမ်ားေနသည့္ ေရေငြ႔မ်ား(excessive moisture) ဖယ္ထုတ္ႏိုင္မႈ အေပၚတြင္ မူတည္သည္။

လံုေလာက္သည့္ ေလပမာဏ ရရွိရန္အတြက္ fan မ်ား၏ အရြယ္အစားကို မွန္ကန္စြာ ေရြးခ်ယ္ျခင္း၊ duct မ်ားကို စနစ္တက် တပ္ဆင္ျခင္း၊ control system မ်ား ေကာင္းစြာ ပုံမွန္အလုပ္ လုပ္ေစျခင္း၊ system တစ္ခုလံုး ပံုမွန္ လည္ပတ္ေနျခင္း စသည့္ အခ်က္မ်ား ေပၚတြင္ မူတည္သည္။

၆.၁ Total Pressure ၊ Static Pressure and Velocity Pressure

Fan တစ္လံုးသည္ ဒလက္မ်ားလည္ေနသည့္ ကိရိယာ(rotating device) တစ္ခုျဖစ္ၿပီး ဖိအား ကြာျခားခ်က္(pressure difference)ကို ျဖစ္ေပၚေစသည္။ ထုိဖိအားကြာျခားခ်က္ေၾကာင့္ ေလကို ေရြ႕လ်ား ေစသည္။ ေလကို တစ္ေနရာမွ အျခားတစ္ေနရာသုိ႔ ေရာက္သြားေအာင္ ျပဳလုပ္ေပးႏုိင္သည့္  air moving device မ်ားကို “Fan” သုိ႔မဟုတ္ “Blower” ဟုေခၚသည္။

Fan ႏွင့္သက္ဆုိင္သည့္ ဖိအား(pressure) သံုးမ်ိဳးရွိသည္။

 

(၁)

Static Pressure

 

(၂)

Velocity Pressure ႏွင့္

 

(၃)

Total Pressure တုိ႔ ျဖစ္သည္။

Velocity pressure ႏွင့္ static pressure ေပါင္းလ်ွင္ total pressure ရသည္။ Static pressure ကို fan မ်ား ေရြးခ်ယ္ရာတြင္ အသံုးျပဳသည္။ Total pressure ကို velocity pressure   ရရန္(ရွာရန္) အတြက္ အသံုးျပဳသည္။ Velocity pressure ကို ေလစီးႏႈန္း(air flow rate) ႏွင့္ duct အတြင္းရွိ ေလအလ်င္(velocity) တုိ႔ကို ခန္႔မွန္းရန္အတြက္ အသံုးျပဳသည္။ ထုိ ဖိအား(pressure)မ်ားသည္   ညီမ်ွျခင္းျဖင့္ ဆက္သြယ္ ေနၾကသည္။ ဖိအား(pressure)၏ IP ယူနစ္သည္ inches of Water Gauge(in WG) သုိ႔မဟုတ္ inch of water column (in WG) ျဖစ္သည္။ ဖိအား(pressure) ၏ SI ယူနစ္ သည္ Pascal (Pa) ျဖစ္သည္။

Static Pressure

Static ဆိုသည္မွာ “ေရြ ့လ်ားေနျခင္းမရွိ” ေသာေလကို ဆိုလုိသည္။ Static pressure ကို နားလည္ရန္ ေဘာလံုးအတြင္းရွိေသာ ေလ၏ ဖိအားျဖင့္ ဥပမာေပးႏုိင္သည္။ ေလမ်ား ေရြ႕လ်ားသြားရန္အတြက္ ခုခံထားေသာအား(resistance to flow)ျဖစ္သည္။ ေနရာ အားလံုးအတြက္ သက္ေရာက္ေနေသာ static pressure ၏ ဖိအားပမာဏ တူညီ ၾကသည္။ (equal in all direction)။ Static pressure သည္ Positive pressure လည္းျဖစ္ႏုိင္သည္။ Negative pressure လည္း ျဖစ္ႏုိင္သည္။

Manometer ကို အသံုးျပဳ၍ static pressure ကုိ  တုိင္းယူႏုိင္သည္။ ပံု၆-၃(က)တြင္ ျပထားသည့္ အတိုင္း U tube တြင္ ေရျဖည့္ၿပီး အဝတစ္ဖက္ကို air steam ႏွင့္ ေထာင့္မွန္က်ေအာင္ ထားပါ။ က်န္တစ္ဘက္ကုိ အနီးရွိ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure)ႏွင့္ ထိေအာင္ဖြင့္ထားပါ။ ျဖစ္ေပၚလာသည့္ ေဒါင္လုိက္အျမင့္ (vertical difference)သည္ static pressure ပင္ ျဖစ္သည္။ ေဒါင္လုိက္အျမင့္(vertical difference)ကို inches of Water Gauge(in WG) ျဖင့္ တုိင္းယူျခင္း ျဖစ္သည္။

ပံု၃-၆(ခ)တြင္ ျပထားသည့္အတိုင္း ဖိအား(total pressure)ကုိ တိုင္းယူရန္အတြက္ အဝတစ္ဖက္ကို ေလလာရာ ဘက္သုိ႔မ်က္နွာမူ(facing into the air flow)ထားပါ။ Duct အတြင္းရွိ ဖိအား(pressure) ႏွင့္ ေရြ႕လ်ားေနသည့္ေလ(moving air)တုိ႔ေၾကာင့္ ျဖစ္ေပၚလာေသာ  စုစုေပါင္းဖိအား(total pressure)သည္ static pressure ထက္ မ်ားေလ့ရွိသည္။ 

ပံု ၆-၁ Manometer

ပံု ၆-၂ No Air flow

Pitot tube ကိုအသံုးျပဳ၍ velocity pressure ကိုတိုင္းယူႏုိင္သည္။

 

 

ပံု ၆-၃ (က) Static pressure

ပံု ၆-၃ (ခ) Total pressure

ပံု ၆-၃ (ဂ) Velocity pressure

ပံု၆-၃(ဂ) Pitot tube တြင္ ထိပ္ဝႏွစ္ဘက္ ရွိသည့္အနက္ အဝတစ္ဖက္ကို total pressure တုိင္းသည့္ အတိုင္း ေလစီးရာလမ္းေၾကာင္း(air flow direction) ကို မ်က္ႏွာမူၿပီးထားပါ က်န္အဝတစ္ဖက္ကို static pressure တုိင္းယူသည့္အတုိင္း ေလစီးေၾကာင္း(air steam) ႏွင့္ ေထာင့္မွန္က်ေအာင္ ထားပါ။ ေဒါင္လုိက္ အျမင့္(vertical difference)သည္ total pressure တန္ဖိုး ထဲမွ static pressure တန္ဖိုးကို ႏႈတ္ထားသည့္ velocity pressure ၏ တန္ဖိုး ျဖစ္သည္။

Velocity pressure သည္ duct အတြင္းရွိ ေလအလ်င္(velocity)ပမာဏႏွင့္ တုိက္႐ုိက္ အခ်ိဳးက်သည္။ ေအာက္ပါ ပံုေသနည္းကို အသံုးျပဳ၍ velocity(FPM) မွ velocity pressure(in WG)ကိုတြက္ယူႏုိင္သည္။ ကိန္းေသတန္ဖိုး (constant value) 4005 သည္ standard air density အတြက္သာ ျဖစ္သည္။

Velocity (fpm) ကို 4005 ျဖင့္စား၍ ႏွစ္ထပ္ကိန္းတင္လ်ွင္ “Velocity Pressure” (in of wg)တန္ဖိုးကို ရသည္။ Standard air အေျခအေန အတြက္သာ မွန္သည္။

Velocity pressure ကိုတုိင္းၿပီး duct အတြင္းရွိ ေလအလ်င္(velocity)ကို အထက္ပါ ပံုေသနည္းျဖင့္ တြက္ယူႏုိင္သည္။ Duct အတြင္း ေလအလ်င္(velocity)သည္ ေနရာကို လုိက္၍ ကြဲျပားၾကသည္။

၆.၂ Positive Pressure Duct and Negative Pressure Duct

ပံု ၆-၄      Static Pressure

Total Pressure

Velocity Pressure

အထက္ပါပံုတြင္ ေဖာ္ျပထားေသာ duct အတြင္း “Positive Pressure” ျဖစ္ေပၚေသာေၾကာင့္ “Static Pressure” သည္ “Positive Pressure” ျဖစ္သည္။ Static Pressure ၊ Total Pressure ႏွင့္ Dynamic Pressure တုိ႔ကို ေဖာ္ျပထားသည္။

ပံု ၆-၅  Duct အတြင္း၌ negative static pressure ႏွင့္ negative total pressure ျဖစ္ေပၚပံု

အထက္ပံု(၆-၅ )တြင္ duct အတြင္း “Negative Pressure” ျဖစ္ေပၚေသာေၾကာင့္ static pressure သည္ negative pressure ျဖစ္သည္။ Static Pressure ၊ Total Pressure ႏွင့္ Velocity Pressure တုိ႔ကို ေဖာ္ျပ ထားသည္။ Negative pressure duct ျဖစ္သည္။

Negative pressure duct ျဖစ္ေစ၊ positive pressure duct ျဖစ္ေစ၊ velocity pressure သည္ မည္သည့္ အခါမ်ွ အႏႈတ္တန္ဖိုး(negative value)မျဖစ္ႏုိင္ေပ။ အျမဲ အေပါင္းတန္ဖိုးသာ ျဖစ္လိမ့္မည္။

inlet total.bmp

free inlet.bmp

ပံု ၆-၆ Total pressure ၊ Static pressure ႏွင့္ Velocity pressure တုိင္းယူပံု

၆.၃ Duct အတြင္းရွိ ေလ၏ Velocity Profile

ျမစ္အတြင္း၌ ေရမ်ားစီးဆင္းေနသည့္ ဥပမာျဖင့္ ေဖာ္ျပႏုိင္သည္။ ျမစ္အလယ္တြင္ ေရစီးပိုသန္၍ (velocity ပိုမ်ား၍) ျမစ္ကမ္းေဘး၌ ေရစီးအားနည္း(velocity နည္း)သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ duct အတြင္းရွိ velocity ကိုတုိင္းယူသည့္အခါတြင္ ေနရာမ်ားမ်ားတုိင္း၍ ပ်မ္းမ်ွ(average) တန္ဖိုးကို တြက္ယူရန္ လုိအပ္သည္။

ပံု(၆-၇)သည္ axial fan ႏွင့္ centrifugal fan တုိ႔ velocity profile ျဖစ္ေပၚပံုကို ေဖာ္ျပထားသည္။

100 % effective duct length သည္ duct အရြယ္အစား(diameter)ႏွင့္ ေလအလ်င္(air velocity) ေပၚတြင္ မူတည္သည္။

v profile.bmp

ပံု ၆-၇ Duct အတြင္း၌ ျဖစ္ေပၚသည့္ velocity profile

(၁)

Fan outlet velocity သည္ 2,500 fpm ထက္နည္းလ်ွင္

(၂)

Fan outlet velocity သည္ 2,500 fpm ထက္မ်ားလ်ွင္ 100 % effective duct length သည္

Duct သည္ ေလးေထာင့္ပံုန္(rectangular) ျဖစ္လ်ွင္ “Duct Hydraulic Diameter” (D) ကို တြက္ရန္ ပံုေသနည္း

h သည္ duct height  ျဖစ္သည္။ w သည္  duct width ျဖစ္သည္။

Centrifugal fan ႏွင့္ axial fan တို႔ ၏ velocity profile သည္ 100% effective duct lengths ေနရာသုိ႔ေရာက္မွသာ ပုံမွန္ velocity profile ပံုသဏၭာန္သုိ႔ေရာက္သည္။

ထုိ႔ေၾကာင့္ fan ၏ outlet 100% effective duct length မေရာက္ခင္အတြင္း velocity တုိင္းယူပါက ရရွိသည့္ တန္ဖိုးသည္ စိတ္မခ်ရေပ။ မမွန္ကန္ႏုိင္ေပ။

ပံု ၆-၈ အထက္ပါပံုတြင္ axial fan တစ္လံုးတပ္ဆင္ပံု ႏွင့္ duct system မွ ဖိအား(pressure)မ်ား အဆင့္ဆင့္ ေျပာင္းလဲပံုကို ေဖာ္ျပထားသည္။

၆.၄ Fan ႏွင့္ သက္ဆုိင္သည့္ ေဝါဟာရမ်ား

          National Association of Fan Manufacturers (NAFM)  မွ သတ္မွတ္ထားေသာ fan ႏွင့္ သက္ဆုိင္သည့္ အသံုးအႏႈန္းမ်ား-

Volume 

Fan ၏ outlet မွ ထြက္လာမည့္ ေလထုထည္ Cubic Feet per Minute(CFM) သုိ႔မဟုတ္  Cubic Meter per Hour(CMH)ျဖစ္သည္။

Total Pressure

Fan ၏ အဝင္ဖိအား(inlet pressure) ႏွင့္ အထြက္ဖိအား(fan outlet  pressure) တုိ႔ ျခားနားခ်က္။

Velocity Pressure

ထြက္ေနသည့္ေလ၏ average velocity ႏွင့္ညီမ်ွေသာ ဖိအား(pressure) တန္ဖိုး ျဖစ္သည္။ Fan outlet ေလမ်ားထြက္ေနခ်ိန္တြင္ average velocity ျဖစ္ေပၚေစေသာ pressure ျဖစ္သည္။

Static Pressure

Fan ၏ total pressure မွ velocity pressure ကို ႏႈတ္၍ရေသာ ဖိအား(pressure) ျဖစ္သည္။

Power output

Fan မွ ေလသုိ႔ ေပးႏုိင္သည့္ စြမ္းအင္ျဖစ္သည္။ ေလထုထည္(air volume)ႏွင့္ fan total pressure တုိ႔ကို Horse Power(HP) သုိ႔မဟုတ္ kilowatt(kW) ျဖင့္ ေဖာ္ျပထားသည့္ စြမ္းအင္ ျဖစ္သည္။

Power input

Fan ၏ ဝင္႐ုိး(shaft)ကို ေမာင္းရန္အတြက္ လုိအပ္ေသာ စြမ္းအင္ျဖစ္ၿပီး Horse Power (HP) သုိ႔မဟုတ္ kilowatt(kW) ျဖင့္ ေဖာ္ျပသည္။

Mechanical efficiency

Fan ၏ power output ကို power input ျဖင့္ စားထားေသာ အခ်ိဳးျဖစ္သည္။

Static efficiency

Fan ၏ mechanical efficiency ျဖစ္ၿပီး static pressure ႏွင့္ total pressure အခ်ိဳးျဖင့္ ေျမႇာက္ထားျခင္း ျဖစ္သည္။

Fan-outlet area

Fan outlet ၏ ဧရိယာ ျဖစ္သည္။

Fan-inlet area

Inlet collar ၏ ဧရိယာ ျဖစ္သည္။

၆.၅ Fan Equations

ေလသိပ္သည္းဆ(Standard air density) တန္ဖိုးသည္ 0.075 lb/ft3(I-P ယူနစ္)၊ 1.201 kg/m3(metric ယူနစ္)၊ 1.201 kg/m3 (SI ယူနစ္)ျဖစ္သည္။

TP = Total Pressure(standard conditions)

ATP = Actual Total Pressure

SP = Static Pressure(standard conditions)

ASP = Actual Static Pressure

VP = Velocity Pressure(standard conditions)

AVP = Actual Velocity Pressure

ဖိအား(pressure) မ်ား၏ ယူနစ္ သည္ inch of Water Gauge(WG)  ျဖစ္သည္။

                                                                                      

Fan မ်ားသည္ standard air condition မဟုတ္သည့္ အေျခအေနမ်ားတြင္ ေမာင္းသည့္(operate) အခါ 

 ညီမ်ွျခင္းျဖင့္ တြက္ယူႏုိင္သည္။

 

 

SI ယူနစ္ ပံုေသနည္း

IP ယူနစ္ ပံုေသနည္း

ACFM = Actual ft3/min     and     BHP = Break Horse Power

 

 

6346 သည္ ကိန္းေသ(constant)တန္ဖိုး တစ္ခုျဖစ္သည္။

Pressure ႏွင့္ Horse Power တုိ႔သည္ တူညီသည့္ (standard density ျဖစ္ေစ သုိ႔မဟုတ္ actual density ျဖစ္ေစ) density condition မွ ရယူရန္ျဖစ္သည္။

NFA သည္ “Net Free Area of the fan” ကို ဆုိလုိသည္။

အထက္ပါ velocity pressure ပံုေသနည္းသည္ standard air အတြက္ ျဖစ္သည္။ Velocity(FPM)ကို 4005 ျဖင့္စား၍ ႏွစ္ထပ္ကိန္းတင္လ်ွင္ velocity pressure(in WG)တန္ဖိုးကို ရသည္။ ယူနစ္သည္ inch of water column သုိ႔မဟုတ္ inch wg ျဖစ္သည္။ Fan ကို standard air မဟုတ္သည့္ အေျခအေနတြင္ ေမာင္းလ်ွင္ ေအာက္ပါ ပံုေသနည္းကို အသံုးျပဳရမည္။

၆.၅.၁ Fan Pressure and Velocity Relationship

Bernoulli’s equation ကိုအသံုးျပဳ၍ ေလစီးေၾကာင္း(air stream) ၏ ဖိအား(pressure) ႏွင့္ ေလအလ်င္(velocity) ဆက္စပ္မႈ (relationship)ကို ေဖာ္ျပႏုိင္သည္။


Initial velocity သည္ 0 ျဖစ္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္

Pressure သည္ 

            အပူခ်ိန္40°F ရွိေသာ ေရ၏သိပ္သည္းဆ(density)သည္ 62.4 lb/ft3 ျဖစ္သည္။ Water column 1 ft သည္ 62.4 lb/ftႏွင့္ ညီမ်ွသည္။ 62.4 lb/ft= 62.4 lb/ft2   per foot height of water.

ေပမွ လက္မသုိ႔ ေျပာင္းရန္ (၁၂)ျဖင့္ စားလ်ွင္္

Water column တစ္လက္မ ဖိအားသည္  pressure ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

Velocity pressure သုိ႔မဟုတ္ pressure drop ကို ရရန္ ပံုေသနည္းတြင္ အစားထုိးလ်ွင္္

Velocity pressure သည္ ေရြႊ႕လ်ားေနသည့္ေလ(moving air)၏ dynamic velocity pressure component ျဖစ္သည္။

ေအာက္ပါ ညီမ်ွျခင္းျဖင့္ တြက္ယူႏုိင္သည္။ (sea level, standard air condition 0.075 lb/ft3)။ Fan သည္ standard air အေျခအေနတြင္ ေမာင္းလ်ွင္ ေအာက္ပါ ပံုေသနည္းကို အသံုးျပဳ ႏုိင္သည္။ 

 

၆.၅.၂ Fan Efficiency

Fan ၏ static efficiency သုိ႔မဟုတ္ mechanical efficiency ကို တြက္ရသည့္ ရည္ရြယ္ခ်က္မွာ ထုိ fan ကို အသံုးျပဳရန္ သင့္ေလ်ာ္သည္ သုိ႔မဟုတ္ မသင့္ေလ်ာ္သည္ကို ဆံုုးျဖတ္ရန္ ႏွင့္ အလြန္ညံ့ဖ်င္းသည့္ စြမ္းေဆာင္ရည္(performance) ရွိသည့္ fan မ်ားကို မေရြးခ်ယ္မိေစရန္ ျဖစ္သည္။ လုိအပ္သည့္ ေလစီးႏႈန္း(air flow) ႏွင့္ ဖိအား(pressure)ကို ရရန္အတြက္ စြမ္းအင္(energy)သံုးစြဲမႈ နည္းႏုိင္သမ်ွ နည္းေအာင္ ျပဳလုပ္ ရမည္။  

Fan mechanical efficiency မွာ

1 inch WG သည္ ဖိအား 5.2 lb/ft2 ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။ ေမာ္တာစြမ္းအား(motor power)ကို Horse Power(HP) ျဖင့္သာ ေဖာ္ျပေလ့ရွိသည္။ ft .lb/ min ျဖင့္ ေဖာ္ျပေလ့ မရွိေပ။ (1 hp = 33,000 ft .lb/min ) ညီမ်ွျခင္းကို inch WG ႏွင့္ HP တုိ႔ျဖင့္ ေဖာ္ျပရန္အတြက္ inch WG ႏွင့္ HP တုိ႔ ၏ သက္ဆုိင္သည့္ ပမာဏမ်ားကို အထက္ပါ ညီမ်ွျခင္းတြင္ အသီးသီး အစားသြင္းလ်ွင္

Fan static efficiency မွာ

Static efficiency သည္ static pressure ကို ထည့္တြက္ထားျခင္း ျဖစ္သည္။ 

ပံု(၆-၉)သည္ ပန္ကာႀကိဳး(belt)ျဖင့္ ေမာင္းေသာ fan ၏ ဆံုး႐ံႈးမႈ(loss)မ်ားကို ေဖာ္ျပထားေသာပံု ျဖစ္သည္။ ပန္ကာႀကိဳး (belt)  ျဖင့္ ေမာင္းေသာ fan တြင္ ျဖစ္ေပၚႏုိင္သည့္ ဆံုး႐ံႈးမႈ(loss)  သံုးမ်ိဳးမွာ

 

(၁)

Impeller loss (heat)

 

(၂)

Belt loss (heat) ႏွင့္

 

(၃)

Motor loss (heat) တုိ႔ ျဖစ္သည္။

ပံု ၆-၉ ပန္ကာႀကိဳးျဖင့္ေမာင္းေသာ(belt driven) fan တစ္လံုးပံု

Direct driven fan ၌ ျဖစ္ေပၚေသာ ဆံုး႐ံႈးမႈ (loss)မ်ားကို ေဖာ္ျပထားေသာပံု ျဖစ္သည္။ Direct driven fan တြင္ ျဖစ္ေပၚႏုိင္သည့္ ဆံုး႐ံႈးမႈ (loss) ႏွစ္မ်ိဳးမွာ

(၁)

Impeller loss (heat) ႏွင့္

(၂)

Motor loss (heat)တုိ႔ ျဖစ္သည္။

ပံု ၆-၁၀ Direct driven fan

အထက္ပါပံုမ်ားတြင္ ျပထားသည့္အတိုင္း direct drive ကို အသံုးျပဳ၍ စလစ္ျဖစ္မႈ(slippage) သုိ႔မဟုတ္ ပန္ကာႀကိဳးေၾကာင့္ ျဖစ္ေသာဆံုး႐ံႈးမႈ(belt loss)တုိ႔ကို ဖယ္ရွားႏုိင္သည္။  

၆.၆ Fan အမ်ိဳးအစားမ်ား

“Centrifugal Fan” ႏွင့္ “Axial Fan” မ်ားကို ACMV လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ အမ်ားဆံုး အသံုးျပဳၾကသည္။

ပံု ၆-၁၁ Centrifugal Fan

ပံု ၆-၁၂ Axial Fan

၆.၆.၁ Fan ႏွင့္ Blower တုိ႔၏ ျခားနားခ်က္

Fan ႏွင့္ blower တုိ႔၏ ျခားနားခ်က္သည္ “Pressure Ratio” ျဖစ္သည္။ ေယဘုယ်အားျဖင့္ blower သည္ fan ထက္ပို၍ “Pressure Ratio” ပိုမ်ားသည္။ American Society of Mechanical Engineers (ASME)မွ သတ္မွတ္ ေပးထားသည့္ specific ratio ၏ အဓိပၸာယ္သည္  အထြက္ဖိအား(discharge pressure)ကို အဝင္ ဖိအား(suction pressure) ႏွင့္ စားထားသည့္အခ်ိဳး ျဖစ္သည္။ ထုိ  specific ratio ကို fan ႏွင့္ blower ခြဲျခားရန္ အတြက္ အသံုးျပဳသည္။

Equipment

Pressure Ratio

Pressure rise (mm Hg)

Fans

Upto 1.1

1136 mm

Blowers

1.1 to 1.2

1136-2066 mm

Compressors

more than 1.20

 

အထြက္ဖိအား(discharge pressure)သည္ အဝင္ဖိအား(suction pressure)ႏွင့္ညီလ်ွင္ သုိ႔မဟုတ္ ထက္နည္းလ်ွင္ “Fan” ဟု သတ္မွတ္ႏုိင္ၿပီး အထြက္ဖိအား(discharge pressure)သည္ အဝင္ဖိအား(suction pressure) မ်ားလ်ွင္ “Blower” ဟု ေခၚဆုိႏုိင္သည္။ Suction pressure သည္ “Positive Pressure” လည္း ျဖစ္ႏုိင္သည္။ “Negative Pressure” လည္းျဖစ္ႏုိင္သည္။

၆.၆.၂ Fan Rating ႏွင့္ အဆင့္အတန္း(Class)

Centrifugal fan ၏ စြမ္းေဆာင္ရည္(performance) ဇယား ႏွင့္ performance curve မ်ားသည္ standard air flow rate (SCFM)ကို အေျခခံ၍ ျပဳစုထားၾကသည္။

Fan ထုတ္လုပ္သူမ်ား(manufacturer)၏ သတ္မွတ္ခ်က္အရ ပင္လယ္ေရမ်က္ႏွာျပင္(sea level)၌ ရွိေသာ ေလထုဖိအား(barometric pressure) 29.92 inches of mercury(101.325 kPa) ႏွင့္ အပူခ်ိန္ (temperature) 70°F(21°C)တြင္ ရွိေသာ ေလကို “Standard Air” အျဖစ္ သတ္မွတ္သည္။ ထုိ standard air condition ၌ ရွိေသာ သန္႔ရွင္း၍ ေျခာက္ေသြ႔သည့္ ေလ၏သိပ္သည္းဆ(density)သည္ 0.075 lb/ft3 (1.2 kg/m³)ျဖစ္သည္။

Fan ထုတ္လုပ္သူမ်ား(fan manufacturer)ေပးသည့္ centrifugal fan ၏ စြမ္းေဆာင္ရည္ (performance) သည္  standard air အေျခအေန(condition) အတြက္သာ ျဖစ္သည္။ Fan ေမာင္းသည့္ ေနရာသည္ standard အေျခအေနမွ အလြန္ ကြာျခားေနလ်ွင္ air density correction factor အသံုးျပဳ၍ အမွန္တကယ္ရွိမည့္ စြမ္းေဆာင္ရည္ (performance)ကို တြက္ယူရသည္။

ဥပမာ အပူခ်ိန္ 200°F(93°C)ေလသည္ 70°F(21°C)တြင္ ရွိေသာ ေလအေလးခ်ိန္(weight)၏ ၈၀% သာရွိသည္။ ထုိအေျခအေနတြင္ centrifugal fan သည္ ဖိအား(pressure)နိမ့္နိမ့္ကိုသာ ေပးႏုိင္ၿပီး စြမ္းအင္ သံုးစြဲမႈ(power consumption)လည္း နည္းလိမ့္မည္။ ေလအပူခ်ိန္ 200°F (93°C)တြင္ အမွန္တကယ္ လိုအပ္ေသာ ဖိအား (pressure)ကို ရရန္ air density correction factor 1.25(1.0/0.8)ကို အသံုးျပဳရမည္။ ေလအပူခ်ိန္ 200°F(93°C)တြင္ သံုးစြဲမည့္ စြမ္းအင္(power)ကို ရရန္ 70°F(21 °C) အေျခအေနရွိ စြမ္းအင္ သံုးစြဲမႈ(power consumption)ကို air density correction factor 1.25 (1.0/0.8) ျဖင့္ စားရမည္။

Fan အဆင့္အတန္းမ်ား (Fan Classes)

Fan ၏ total pressure သည္ 3 3/4 လက္မ(water column)ထက္နည္းလ်ွင္ “Class I” ဟု     သတ္မွတ္ သည္။ Fan ၏ total pressure သည္ 3 3/4 လက္မ(water column)မွ  6 3/4 လက္မ(water column)အတြင္း ျဖစ္လ်ွင္ “Class II” ဟု သတ္မွတ္သည္။

ေအာက္ပါ ဇယားသည္ Air Movement and Control Association International (AMCA) standard မွ centrifugal fan မ်ားအတြက္ ဖိအား(pressure)ကို အေျခခံ၍ သတ္မွတ္ေသာ fan  အဆင့္အတန္း (fan class)မ်ား ျဖစ္သည္။ Centrifugal fanမ်ား တည္ေဆာက္ထားပံု အဆင့္အတန္း(class of construction) ကို ေအာက္တြင္ ဇယားျဖင့္ ေဖာ္ျပထားသည္။

ပံု ၆-၁၃ Class of fan construction

Class of Construction for Centrifugal Fan

Class

Maximum Total Pressure

I

3 ¾ in. wg - standard

II

6 ¾ in. wg - standard

III

12 ¾ in. wg - standard

IV

More than - 12 ¾ in. wg - recommended

       Total pressure မ်ားလာေလ fan တည္ေဆာက္ထားပံု အဆင့္အတန္း(fan class of construction) ျမင့္လာေလ ျဖစ္ၿပီး ပို၍ ေစ်းမ်ားလိမ့္မည္။

၆.၆.၃ Overloading Fan and Non Overloading Fan

Fan မ်ားကုိ “Overloading Type” ႏွင့္ “Non Overloading Type” ဟူ၍ အမ်ိဳးအစား ႏွစ္မ်ိဳး ခြဲျခားႏုိင္သည္။ Backward curved blade centrifugal fan အမ်ိဳးအစားသည္ “Non Overloading” အမ်ိဳးအစား ျဖစ္သည္။ Forward curved ႏွင့္ radial blade centrifugal fan မ်ားသည္ “Overloading” အမ်ိဳးအစား ျဖစ္သည္။  Axial flow fan မ်ားသည္ “Non Overloading” သုိ႔မဟုတ္ “Overloading” အမ်ိဳးအစား အျဖစ္ ႏွစ္မ်ိဳးလံုး ရွိႏုိင္သည္။

Non-overloading

Overloading

Backward curved blade centrifugal fan

Forward curved

Radial blade centrifugal fans

Axial flow fans

Axial flow fans

Air Moving Device မ်ားႏွင့္ ပတ္သက္လ်ွင္ “The AMCA standard Test Code for Air Moving Device”  မွီျငမ္း ကိုးကားႏုိင္သည္။                       

Power characteristic တြင္ “Non Overloading”  ႏွင့္ “Overloading”  ဟူ၍ ႏွစ္မ်ိဳးရွိသည္။ “Non Overloading” ဆိုသည္မွာ absorbed power သည္ အျမင့္ဆံုးတန္ဖိုး(maximum value)သို႔ ေရာက္ၿပီးသည့္ေနာက္ ေလစီးႏႈန္း(air flow)မ်ားလာေလ စြမ္းအင္(power)နည္းသြားေလ ျဖစ္သည္။ Overloading characteristic တြင္ ေလစီးႏႈန္း(volume flow rate) မ်ားလာသည္ႏွင့္အမ်ွ စြမ္းအား (power)လည္း လိုက္မ်ားလာသည္။ Power characteristic သည္ impeller အမ်ိဳးအစား (type) ေပၚတြင္ မူတည္သည္။

၆.၇ Axial Fan မ်ား

၆.၇.၁ Axial Fan မ်ား အလုပ္လုပ္ပံု(Principle of Operation)

ေလထဲတြင္ အျပားတစ္ျပားကို ခပ္ေစာင္းေစာင္းထား၍ တြန္းလုိက္သည့္အခါတြင္ ေလေပၚတြင္ အားသက္ေရာက္ျခင္း(force on air) ျဖစ္ေပၚသည္။။ ထုိ႔အတူ အျပားေပၚတြင္လည္း ေလမွတန္ျပန္ သက္ေရာက္ သည့္အား(reaction force)ျဖစ္ေပၚသည္။ ပန္ကာဒလက္မ်ား(blades) အေပၚတြင္ သက္ေရာက္ သည့္ upward lift force သည္ downward air flow ကို ျဖစ္ေပၚေစသည္။ Axial fan မွ လည္ေနသည့္ ပန္ကာဒလက္မ်ား (rotating blades)သည္ aerodynamic lift ကို ျဖစ္ေပၚေစသည္။ Blade lift force ျဖင့္ ေလစီးေၾကာင္း (air steam)ကို ယုိင္သြား(deflect)ေအာင္ ျပဳလုပ္ႏုိင္ေသာေၾကာင့္ ဖိအားျမင့္ၿပီး velocity မ်ားသည့္ ေလမ်ား ျဖစ္ေပၚ လာသည္။

Axial Fan - မ်ားေလထြက္ရာ(discharge)လမ္းေၾကာင္း ႏွင့္ ေလဝင္ရာလမ္းေၾကာင္း တုိ႔သည္ လည္ေနသည့္ ဝင္႐ုိးႏွင့္ အၿပိဳင္(parallel) ျဖစ္သည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ေလစီးေၾကာင္း(air flow)သည္ impeller ကို ဝင္႐ုိးအတိုင္း (axial direction) ျဖတ္သြားေသာေၾကာင့္ “Axial Fan” ဟု သတ္မွတ္သည္။

ပံု ၆-၁၄ Forces on a flat plate in a moving airstream

ပံု ၆-၁၅ Forces on an aerofoil in a moving airstream

ပံု ၆-၁၆ Downwash from aircraft wing

ပံု ၆-၁၇ Air movement for basic axial fan

Axial fan မ်ားကို ေလထုထည္မ်ားမ်ား(high volume) ႏွင့္ ဖိအားနိမ့္နိမ့္(low pressure)ရရန္ လုိအပ္သည့္ အခါမ်ားတြင္ အမ်ားဆံုး အသံုးျပဳသည္။

Hub ေပၚတြင္ ပန္ကာဒလက္(blade)မ်ားကို တပ္ဆင္ထားသည္။ Hub ႏွင့္ blade မ်ား တြဲလ်ွက္ကို “Impeller”ဟုေခၚသည္။ Axial fan အမ်ိဳးအစားမ်ားကို wheel ၏ ပန္ကာဒလက္(blade) ပံုသဏၭာန္အေပၚ အေျခခံ၍ propeller (disc)၊ tube axial ႏွင့္ vane axial ဟူ၍ ခဲြျခားသတ္မွတ္ၾကသည္။ ေလမ်ားမ်ားရရန္ လုိအပ္သည့္ လုပ္ငန္းမ်ား(large air volume applications) အတြက္ axial flow fan မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။ သုိ႔ေသာ္ ေမာင္းသည့္အခါ ဆူညံသံျမင့္မား(higher noise level) ေလ့ရွိသည္။

 http://www.lorencook.com/Images/products/vab2.jpg

ပံု ၆-၁၈ Propeller fans

ပံု ၆-၁၉ Tube axial fan

ပံု ၆-၂၀ Vane axial fan

ထုိ႔ေၾကာင့္ comfort application မ်ားထက္ industrial air conditioning and ventilation မ်ားအတြက္ axial fan မ်ားကို ပို၍ အသံုးျပဳၾကသည္။ Axial fan မ်ား ေမာင္းသည့္အခါ ဆူညံသံျမင့္မား(higher noise level) ေသာေၾကာင့္ comfort air conditioning application မ်ားတြင္ အသံုးျပဳေလ့ မရွိၾကေပ။

ပံု ၆-၂၁ Propeller fan

ပံု ၆-၂၂ Propeller fan

ပံု ၆-၂၃ Vane axial fan

ပံု ၆-၂၄ Hub and Blade

ပံု ၆-၂၅ Pitch Angle

  Axial fan ၏ ဝင္႐ုိးသည္ “Axial of Rotation” ျဖစ္သည္။ ပန္ကာဒလက္မ်ားသြားရာ လမ္ေၾကာင္းကို “Plane of Rotation”ဟု ေခၚသည္။ ပန္ကာဒလက္၏ေထာင့္(blade angle)ကို “Pitch Angle” ဟုလည္း ေခၚသည္။

၆.၇.၂ Axial Fan Impeller Design

(က) Propeller Fan

               Propeller fan ကို ဖိအားနိမ့္သည့္ လုပ္ငန္းမ်ား(low pressure applications) တြင္ အသံုးျပဳၾကသည္။ Efficiency နိမ့္သည္။ Propeller impeller မ်ားကုိ အကုန္အက်နည္းစြာျဖင့္ ျပဳလုပ္ တည္ေဆာက္ႏုိင္သည္။ Small hub တြင္ ပန္ကာဒလက္မ်ား(blades) တပ္ဆင္ေလ့ရွိသည္။

ေမာ္တာမွ စက္မႈစြမ္းအား (mechanical power)သည္ ေလ(fluid) ထဲသုိ႔ velocity pressure အျဖစ္ စြမ္းအင္ ကူးေျပာင္းသြားျခင္း(energy transfer) ျဖစ္သည္။ ဖိအားနိမ့္နိမ့္(low pressure)ႏွင့္ ေလထုထည္ မ်ားမ်ား(high air volume air)ရရန္အတြက္ အသံုးျပဳသည္။ Duct မ်ားႏွင့္ တြဲ၍ တပ္ဆင္ထားေလ့မရွိ။ နံရံမ်ားကို ေဖာက္၍ တပ္ဆင္ ထားေလ့ရွိသည္။

(ခ) Tube Axial 

Tube axial fan သည္ propeller impeller ဒီဇုိင္းမ်ား ထက္စာလ်ွင္ပို၍ efficiency ေကာင္းသည္။ အသံုးမ်ားသည့္ static pressure range ကိုလည္း ထုတ္ေပးႏုိင္စြမ္း ရွိသည္။ Hub တြင္ ပန္ကာဒလက္(blade) (၄)ခု မွ (၈)ခု အထိ တပ္ဆင္ထားေလ့ ရွိသည္။

Hub ၏ အရြယ္သည္ ပန္ကာဒလက္မ်ား (blade)၏ အခ်င္း တစ္ဝက္ေက်ာ္အထိ ရွိႏုိင္သည္။ ပန္ကာဒလက္မ်ား(blade)သည္ airfoil ပံုစံမ်ိဳးလည္း ရွိႏုိင္သည္။ ပန္ကာဒလက္မ်ား(blade)အထူ သည္ တစ္ညီတည္း ျဖစ္ႏုိင္သည္။ (single thickness cross section) ။ HVAC ႏွင့္ ACMV လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ tube axial fan ကို အမ်ားဆံုး အသံုးျပဳၾကသည္။

ေလစီးႏႈန္း နည္းျခင္း၊ မ်ားျခင္း အလြန္တိက်ရန္ မလုိသည့္ ဖိအားနိမ့္နိမ့္(low pressure)ႏွင့္ ဖိအားအသင့္အတင့္(medium pressure) လုပ္ငန္းမ်ားအတြက္ အသံုးျပဳသည္။ အေျခာက္ခံ႐ံုမ်ား(drying ovens)၊ ေဆးမႈတ္႐ံုမ်ား(paint spray booths) ႏွင့္ fume စုပ္ထုတ္သည့္  system မ်ား စေသာ စက္မႈ လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ အသံုးျပဳၾကသည္။

(ဂ) Vane Axial 

Vane Axial  မ်ားသည္ ဖိအားအသင့္အတင့္(medium pressure) ႏွင့္ ဖိအားျမင့္ျမင့္(high pressure)ကို အေကာင္းဆံုး efficiency ျဖင့္ ထုတ္ေပးႏုိင္စြမ္း ရွိသည္။ Airfoil ပံုစံ ပန္ကာဒလက္မ်ား (blade) သံုးထားသည့္ vane axial ၏ efficiency သည္ အေကာင္းဆံုး ျဖစ္သည္။ ဖိအား(pressure)အနိမ့္အျမင့္ အားလံုး အတြက္ အသံုးျပဳ ႏုိင္သည္။ Down stream air distribution ေကာင္းသည္။

HVAC ႏွင့္ ACMV လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ vane axial fan ကို အမ်ားဆံုး အသံုးျပဳသည္။ တျခားေသာ fan အမ်ိဳးအစားမ်ားထက္စာလ်ွင္ အလြန္ေသးငယ္သည္။ ေလထြက္ႏႈန္း(capacity) တူေသာ centrifugal fan ႏွင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ အရြယ္အစား အလြန္ေသးငယ္သည္။

၆.၇.၃ Axial Fan ၏ စြမ္းေဆာင္ရည္(Performance)

Axial fan မ်ားသည္ ေလထုထည္(volume)မ်ားမ်ား ႏွင့္ ဖိအား အသင့္အတင့္(medium pressure) လိုအပ္သည့္ system မ်ားအတြက္ သင့္ေလ်ာ္ဆံုးျဖစ္သည္။ Efficiency ေကာင္းေကာင္း ရႏုိင္သည္။

 ပံု(၆-၂၆)သည္ variable pitch ျဖင့္ ေမာင္းသည့္ axial fan ၏ performance characteristic ျဖစ္သည္။ Variable pitch မ်ားတပ္ဆင္ထားေသာ axial fan တစ္လံုးကို ေဖာ္ျပထားသည္။

Blade pitch angle မ်ားေလ ေလစီးႏႈန္း(air flow) မ်ားေလ ျဖစ္သည္။ စြမ္းအင္သံုးစြဲမႈ(power consumption) မ်ားလိမ့္မည္။

Axial fanမ်ားaerodynamic stall ျဖစ္ႏုိင္သည္။ Stall ဆုိသည္မွာ အျမင့္ဆံုးဖိအား(peak pressure) အထိတက္ၿပီး ႐ုတ္တရက္ ခ်က္ခ်င္း ဖိအား(pressure) က်ဆင္းသြားျခင္း ျဖစ္သည္။ ပန္ကာဒလက္မ်ား ေစာင္းထားသည့္ေထာင့္(blade angle) အားလံုးနီးပါးတြင္ ျဖစ္ေပၚႏုိင္သည္။ အခ်ိန္ ၾကာျမင့္စြာ stall ျဖစ္ေပၚ ေနလ်ွင္ ပန္ကာဒလက္မ်ား(blades) တုန္ခါလာၿပီး ပ်က္စီးျခင္း(fatigue failure) ျဖစ္ႏုိင္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ axial fan မ်ားကိုေရြးခ်ယ္သည့္အခါ stall condition အနီးအနားတြင္ ေမာင္းျခင္း(operation)ကို သတိႀကီးစြာျဖင့္

ေရွာင္ရွားေလ့ရွိသည္။                           

ပံု ၆-၂၆ Efficiency contour ျဖင့္ peak efficiency ရႏုိင္သည့္ operating conditioning ကို ေဖာ္ျပထားပံု

၆.၈ Centrifugal Fan မ်ား

Axial fan မ်ားသည္ aerodynamic lift ျဖင့္ ေလမ်ားကို ဖိအား(pressure)မ်ားေအာင္ ျပဳလုပ္ျခင္း ျဖစ္သည္။ Centrifugal fan မ်ားသည္ ေလမ်ားကို ဆြဲေမႊ႕ၿပီး ဗဟုိခြာအား(centrifugal force) ျဖစ္ေစကာ ဖိအား(pressure) မ်ားေအာင္ ျပဳလုပ္ျခင္းျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ centrifugal fan မ်ားသည္ axial fan မ်ား ထက္ ပို၍ ဖိအား (pressure) မ်ားေအာင္ ျပဳလုပ္ေပးႏိုင္သည္။

Centrifugal impeller မ်ားသည္ ေလမ်ားကို အရွိန္ရေအာင္ ျပဳလုပ္ေပးကာ(accelerating the air) စက္မႈစြမ္းအင္(mechanical energy)မ်ားကို ေလစီးေၾကာင္း(air steam)ထဲသို႔ ထည့္ေပးသည္။ Air flow သည္ impeller ကို radial direction အတုိင္း ျဖတ္သြားလ်ွင္ centrifugal fan သုိ႔မဟုတ္ blower ဟု သတ္မွတ္သည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ေလထြက္ရာ(discharge)လမ္းေၾကာင္းသည္ လည္ေနသည့္ ဝင္႐ုိး(shaft) ႏွင့္ ေထာင့္မွန္ (perpendicular) ျဖစ္သည္။ (၉၀) ဒီဂရီ ေထာင့္ခ်ိဳးျဖစ္ေနသည္။

ပံု ၆-၂၇ Centrifugal fan  အတြင္းသို႔ ေလမ်ား ဝင္ေရာက္လာပံု

၆.၈.၁ Centrifugal Fan မ်ား အလုပ္လုပ္ပံု(Principle of Operation)

blower.bmp

ပံု ၆-၂Centrifugal fan impeller အလုပ္လုပ္ပံု

Centrifugal fan ၏ impeller အတြင္းသို႔ ေလမ်ားသည္ ဝင္႐ုိး(shaft)အတိုင္း ဝင္လာၿပီး impeller ကို ျဖတ္ကာ radial direction အတိုင္း (၉၀)ဒီဂရီေထာင့္ ခ်ိဳး၍ ထြက္သြားသည္။ ထိုေလမ်ားသည္ impeller ကို ျဖတ္ၿပီးေနာက္ volute casing အတြင္း၌ စုေဝးေနၿပီး၊ ဝင္လာသည့္ ေလလမ္းေၾကာင္းမွ (၉၀)ဒီဂရီေထာင့္ ခ်ိဳးကာ ထြက္သြားသည္။

Impeller မ်ား လည္ေနေသာေၾကာင့္ ပန္ကာဒလက္(blade) တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု အၾကားရွိေနေသာ ေလမ်ား အေပၚ centrifugal force သက္ေရာက္ျခင္း ခံရကာ ေလမ်ားအျပင္သို႔ ထြက္သြားရန္ တြန္းထုတ္ျခင္း ခံရသည္။ ထိုအခါ ပန္ကာဒလက္(blade)အၾကားမွ ေလမ်ားသည္ အရွိန္ျပင္းျပင္းျဖင့္ impeller အျပင္သုိ႔ ထြက္သြားသည္။ Impeller လည္ေနသမ်ွ ကာလပတ္လံုး ထိုကဲ့သို႔ ေလမ်ား အျမဲမျပတ္ စီးဆင္း(continuous flow) ေနလိမ့္မည္။ Centrifugal fan ၏ impeller ထဲတြင္ ေလဖိအား(pressure)ျမင့္တက္လာပံုကို အဆင့္ သံုးဆင့္ျဖင့္ ေဖာ္ျပထားသည္။

အဆင့္(၁) ေလမ်ားသည္ centrifugal effect ေၾကာင့္ radial direction အတိုင္း တြန္းထုတ္ျခင္း ခံရသည္။

Impeller ၏ အရြယ္အစား(diameter)ႀကီးေလ၊ ေလအေပၚတြင္ သက္ေရာက္သည့္ centrifugal force မ်ားေလ ျဖစ္သည္။ Central force မ်ားေလ pressure gradient ပိုမ်ားလာေလ ျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ပန္ကာဒလက္မ်ားအၾကားေနရာ(blade passage)အတြင္း၌ radius မ်ားလာသည္ႏွင့္အမ်ွ static pressure လည္း လိုက္မ်ားလာလိမ့္မည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ impeller အရြယ္အစား(diameter)ႀကီးေလ static pressure မ်ား လာေလျဖစ္သည္။

အဆင့္(၂) ပံုမွန္အားျဖင့္ ပန္ကာဒလက္(blade) တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု အၾကား(blade passage)ရွိ ထြက္ေပါက္ဧရိယာ (outlet area)သည္ ဝင္ေပါက္ဧရိယာ(inlet area)ထက္ ပိုမ်ားသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ပန္ကာဒလက္မ်ား အၾကား ေနရာ(blade passage)သည္ diffuser ကဲ့သို႔ ျပဳမူေဆာင္ရြက္ေပးသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ေလစီးႏႈန္း(air flow) ၏ relative velocity သည္ အထြက္(outlet)ဘက္သို႔ ေရာက္သြားသည့္အခါ ဧရိယာ(outlet area) က်ယ္ျပန္႔လာ ေသာေၾကာင့္ ေလအလ်င္(velocity) ေႏွးသြားသည္။ ေလအလ်င္(velocity) ေႏွးသြားေသာေၾကာင့္ static pressure  ပိုမ်ား လာသည္။

အဆင့္(၃) လည္ေနသည့္ impeller မ်ားေပၚရွိေသာ ပန္ကာဒလက္(blade)သည္ ေရြ႕လ်ားေနကာ rotational momentum ကို ျဖစ္ေပၚေစသည္။ Tangential directional အတိုင္းသြားေနသည့္ velocity ပိုမ်ားလာသည္။ ေလမ်ားသည္ impeller ကိုျဖတ္ကာ radial direction အတိုင္း ေ႐ြ႕လ်ားေနေသာေၾကာင့္ flow ၏ absolute ပမာဏ ပိုမ်ားလာသည္။ Impeller အထြက္(outlet)၌ အျမင့္ဆံုး(maximum)absolute velocity ျဖစ္ေပၚသည္။ ေလ၏ absolute velocity မ်ားလာျခင္းေၾကာင့္ Kinetic Energy(K.E) ပိုမ်ားလာသည္။ Impeller အဝင္ႏွင့္ အထြက္အၾကား(across the impeller)ရွိ dynamic pressure လည္း ပိုမ်ားလာသည္။

ပံု ၆-၂၉ Potential Energy(P.E) and Kinetic Energy(K.E)

Casing သုိ႔မဟုတ္ Housing

            Casing တပ္ဆင္ထားရျခင္း၏ ရည္ရြယ္ခ်က္သည္ impeller မွထြက္လာသည့္ ေလမ်ားကို စုေဆာင္းရန္ ႏွင့္ ေလမ်ားကို အသံုးဝင္မည့္ဘက္(useful direction)သို႔ ေရာက္ေအာင္ လမ္းေၾကာင္းေျပာင္းေပးရန္ အတြက္ ျဖစ္သည္။ ထို႔အျပင္ impeller မွ ထြက္လာသည့္ ေလမ်ား၏ dynamic pressure အမ်ားစုကို အသံုးဝင္မည့္ (useful) static pressure အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲေပးသည္။

           

Centrifugal fan မ်ား၏ casing သည္ volute ပံုသဏၭာန္ျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ impeller မွ ထြက္လာသည့္ ေလမ်ားကို diffusion ျဖစ္ေစသည္။ Volute ၏ cross sectional area သည္ တျဖည္းျဖည္း မ်ား လာေသာေၾကာင့္ ေလမ်ားလည္း တစ္ျဖည္းျဖည္း ေႏွးလာသည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ေလအလ်င္(velocity) နည္းလာသည္။ ေလအလ်င္(velocity)သည္ dynamic pressure ႏွင့္ တိုက္႐ိုက္ အခ်ိဳးက်သည္။

 

ပံု ၆-၃၀ Blower wheel ႏွင့္ ေလသြားလမ္းေၾကာင္း                 

ေလေပၚတြင္ မည္သည့္ work done မ်ွ မျဖစ္ေပၚ(no work is done on the air)ေသာေၾကာင့္ ဖိအား စုစုေပါင္း(total pressure)သည္ ေျပာင္းလဲလိမ့္မည္ မဟုတ္ေပ။ Friction ႏွင့္ recirculation ေၾကာင့္သာ ဆံုး႐ႈံးမႈ(loss) အနည္းငယ္သာျဖစ္ေပၚသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ dynamic pressure နည္းသြားရသည့္ အေၾကာင္းမွာ static pressure အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲ သြားေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။

သာမန္ centrifugal fan တစ္လံုး၏ static pressure 45% သည္ impeller ကို ျဖတ္ေသာေၾကာင့္ ျဖစ္ေပၚလာရျခင္းျဖစ္ၿပီး က်န္ ၅၅% သည္ casing အတြင္း၌ dynamic pressure မွ static pressure အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္း ျဖစ္သည္။ Impeller မွထြက္လာသည့္ dynamic pressure (K.E) ၏ ၉၀% ခန္႔ကို casing အတြင္း၌ static pressure (P.E) အျဖစ္ ေျပာင္းေပးႏိုင္သည္။  

ပံု ၆-၃၁ Centrifugal fan casing မ်ား

Centrifugal fan မ်ားသည္ ဝင္လာသည့္ေလေၾကာင္းကို (၉၀)ဒီဂရီ ေထာင့္ခ်ိဳးကာ ထြက္သြားေစသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ဝင္ေလႏွင့္ ထြက္ေလသည္ ဦးတည္ရာ လမ္းေၾကာင္း မတူၾကေပ။ Centrifugal fan မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ားမွာ ဆူညံသံ အလြန္နည္းျခင္းျဖစ္သည္။ ယံုၾကည္စိတ္ခ်မႈ(reliability) ျမင့္မားသည္။ ဒီဇုိင္း အေျခအေနမွာ ေက်ာ္လြန္၍လည္း ေမာင္းႏုိင္သည္။ 

ပံု ၆-၃၂ Backward curved centrifugal fans

ပံု ၆-၃၃ Double inlet centrifugal fans

Radial blade impeller မ်ားသည္ အရြယ္အစား(size)ႏွင့္ ျမန္ႏႈန္း(speed)တူလ်ွင္ တျခားေသာ ပန္ကာဒလက္(blade) အမ်ိဳးအစားမ်ားထက္ tangent အတုိင္းျဖစ္ေသာ အလ်င္(tangential velocity) ပိုမ်ား သည္။ သီအိုရီအရ အရြယ္တူ၊ ျမန္ႏႈန္း(speed) တူလ်ွင္ radial blade မ်ားသည္ ေလထဲသို႔ စြမ္းအင္(energy) မ်ားမ်ား ပိုထည့္ေပးႏိုင္ၿပီး ဖိအား (pressure)မ်ားမ်ား ထုတ္ေပးႏိုင္သည္။ သို႔ေသာ္ လက္ေတြ႔တြင္ radial blade မ်ားသည္ ထိုကဲ့သို႔ မျဖစ္လာပါ။

ပံု ၆-၃၄   (a) Radial blade

(b) Backward inclined blade

(c) Backward curved blade

အထက္ပါ ပံုသည္ centrifugal fan တစ္လံုး၏ impeller အတြင္းသုိ႔ ေလ(air particle)မ်ား ဝင္ေရာက္ရာ လမ္းေၾကာင္းကို ေဖာ္ျပထားေသာပံု ျဖစ္သည္။ ေလမ်ားသည္ impeller အတြင္းသို႔ radial direction အတိုင္း ဝင္လာၿပီး ပန္ကာဒလက္(blade) မ်ားႏွင့္ ထိသည့္အခါ ႐ုတ္တရက္ ခ်က္ခ်င္း လမ္းေၾကာင္း ေျပာင္းသြားသည္။ ႐ုတ္တရက္ ေလလမ္းေၾကာင္း ေျပာင္းရန္ အလြန္ခက္ခဲသည္။ ပန္ကာဒလက္(blade)မ်ား၏ အစြန္းကို ဝင္ေဆာင့္သကဲ့သို႔ ျဖစ္ေစသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ေလမ်ား impeller အတြင္းသို႔ ေခ်ာေမြ႔စြာ ဝင္ေရာက္ ႏိုင္ရန္ ႏွင့္ ႐ုတ္တရက္ လမ္းေၾကာင္းေျပာင္းျခင္း မျဖစ္ေစရန္ ပန္ကာဒလက္(blade)မ်ား၏ အစြန္းကို ေကြးေပး ထားရသည္။

ထိုထက္ပိုၿပီး စြမ္းေဆာင္ရည္(performance)ေကာင္းေစရန္ ပန္ကာဒလက္(blade)အစြန္း သာမက ပန္ကာဒလက္(blade) တစ္လံုးကိုလည္း ေကြးေပးထားႏိုင္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ backward inclined blade မ်ားသည္ efficiency အေကာင္းဆံုးျဖစ္ၿပီး၊ radial blade မ်ားသည္ efficiency အညံ့ဆံုးျဖစ္သည္။ Casing မ်ားသည္ impeller မွထြက္လာသည့္ ေလ၌ရွိေသာ Kinetic Energy(K.E)မ်ားကို Potential Energy(P.E) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းေပးေသာေၾကာင့္ အေရးႀကီးသည့္ အစိတ္အပိုင္း တစ္ခုျဖစ္သည္။

Centrifugal fan မ်ား၌ ရွိေသာ ပန္ကာဒလက္(blade) အမ်ိဳးအစားတူညီလ်ွင္ fan curve မ်ား၏ ပံုသဏၭာန္လည္း တူညီၾကသည္။

Centrifugal fan မ်ား stall ျဖစ္ႏုိင္ေျခရွိေသာ္လည္း axial fan မ်ားေလာက္ မဆိုးဝါးေပ။ Centrifugal fan မ်ား stall ျဖစ္သည့္အခါ သင့္တင့္သည့္ ဖိအား(pressure) ႏွင့္ ေလထုထည္(volume)ကို ထုတ္ေပး ႏိုင္သည္။ Centrifugal fan မ်ားသည္ impeller ပံုသဏၭာန္မ်ားေၾကာင့္ stall ျဖစ္ျခင္းကို သက္သာေစသည္။

Fan ၏ ေလထြက္ႏႈန္း(volume flow rate)ကို နည္းမ်ားစြာျဖင့္ ထိန္းခ်ဳပ္(control)ႏိုင္သည္။ ျမန္ႏႈန္းပုံေသ(fixed speed)ျဖင့္ လည္ေနသည့္ fanမ်ားတြင္ Inlet Guide Vane(IGV)တပ္ဆင္၍ ေလထြက္ႏႈန္း (volume flow)ကို လိုသလုိ ထိန္းခ်ဳပ္(control) ႏိုင္သည္။ Inlet guide vain ကို လွည့္၍ အဝကို က်ဥ္းေအာင္၊ က်ယ္ေအာင္ျပဳလုပ္ၿပီး ဝင္လာသည့္ေလမ်ားကို impeller လည္ေနသည့္ ဦးတည္ရာ(direction)အတိုင္း ျဖစ္ေအာင္ ျပဳလုပ္ကာ efficiency ပိုေကာင္းေအာင္ ျပဳလုပ္ႏိုင္သည္။

Centrifugal fan မ်ား၏ ထူျခား ေကာင္းမြန္ခ်က္မ်ားမွာ အသံဆူညံမႈနည္းျခင္း(quiet)ႏွင့္ ဖိအား ျမင့္သည့္ လုပ္ငန္းမ်ား(high pressure application)တြင္ efficient ျဖစ္ျခင္း တုိ႔ျဖစ္သည္။ Air Handling Unit(AHU) ႏွင့္ Fan Coil Unit(FCU) အားလံုးနီးပါး တြင္ centrifugal fan သုိ႔မဟုတ္ blower မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။

ပံု ၆-၃၅ Impeller and Blade

အထက္ပါပံုမ်ားသည္ backward inclined centrifugal fan တစ္လံုး၏ wheel ႏွင့္ ပန္ကာဒလက္(blade) ပံုမ်ားျဖစ္ၾကသည္။

-End of Part 1 of 3-

 

 

Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) ႏွင့္သက္ဆုိင္ေသာ ACMV Lecture မ်ား (18 Lectures)
1 Chapter-1 Fundamental and Basic Concept Read
2 Chapter-2 (Part 1 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 1 of 3) Read
3 Chapter-2 (Part 2 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 2 of 3) Read
4 Chapter-2 (Part 2 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 3 of 3) Read
5 Chapter - 3 Air Handling Units (Part 1 of 2) Chapter - 3 Air Handling Units (Part 1 of 2) Read
6 Chapter - 3 Air Handling Units (Part 2 of 2) Chapter - 3 Air Handling Units (Part 2 of 2) Read
7 Chapter - 4 (Part 1 of 3) Cooling Towers (Part 1 of 3) Read
8 Chapter - 4 (Part 2 of 3) Cooling Towers (Part 2 of 3) Read
9 Chapter - 4 (Part 3 of 3) Cooling Towers (Part 3 of 3) Read
10 Chapter - 5 (Part 1 of 3) Air Distribution Systems (Part 1 of 3) Read
11 Chapter - 5 (Part 2 of 3) Air Distribution Systems (Part 2 of 3) Read
12 Chapter - 5 (Part 3 of 3) Air Distribution Systems (Part 3 of 3) Read
13 Chapter - 6 (Part 1 of 3) Fans and Blowers (Part 1 of 3) Read
14 Chapter - 6 (Part 2 of 3) Fans and Blowers (Part 2 of 3) Read
15 Chapter - 6 (Part 3 of 3) Fans and Blowers (Part 3 of 3) Read
16 Chapter-7 ( Part 1 of 3) Ventilation ( Part 1 of 3) Read
17 Chapter-7 ( Part 2 of 3) Ventilation ( Part 2 of 3) Read
18 Chapter-7 ( Part 3 of 3) Ventilation ( Part 3 of 3) Read
   

www.acmv.org - Air Conditioning and Mechanical Ventilation for Young Myanmar Engineers

To download all ACMV lecuters in PDF format