"Bu fan 5000 m³/h veriyor" cümlesi tek başına eksiktir. Fan, kendi eğrisi ile sistemin direnç eğrisinin kesiştiği noktada çalışır. Sistem direnci beklenenden yüksekse aynı fan çok daha az debi verir ve bu, fanın kusuru değildir.
İki eğri, bir kesişim
Fan eğrisi üreticiden gelir ve standart bir düzenekte ölçülür: ANSI/AMCA 210 (eş zamanlı olarak ANSI/ASHRAE 51), fanın debi, basınç, güç ve verim değerlerinin hangi laboratuvar koşullarında belirleneceğini tanımlar [1].
Sistem eğrisi ise sizin tasarımınızdır ve türbülanslı rejimde basınç kaybı debinin karesiyle artar. CFD'nin buradaki işi tam olarak bu eğriyi çıkarmaktır: birkaç debide basınç kaybını hesaplayıp sistem eğrisini oluşturmak, sonra fan eğrisiyle kesiştirmek.
Katalog koşulu ile gerçek montaj aynı değildir
Standart test düzeneğinde fanın önü ve arkası düzgündür. Gerçek montajda genellikle değildir ve aradaki fark sistem etkisi olarak bilinir:
- Fan emişine çok yakın bir dirsek, girişe düzgün olmayan bir profil verir ve fanın eğrisini aşağı kaydırır.
- Çıkışta yeterli düz mesafe bırakılmazsa fan kendi çıkış difüzörünü kullanamaz, statik basınç geri kazanımı kaybolur.
- Hücre içine gömülü fanlarda giriş kutusunun geometrisi, fanın kendi verimini birkaç puan düşürebilir.
Bu kayıplar katalogda yoktur. Analizde fanı gerçek montaj geometrisiyle birlikte modellemek, sistem etkisini görünür kılar.
Modelleme kararı: fan nasıl temsil edilir
Basınç sıçraması / fan eğrisi sınır koşulu. Kanat geometrisi çözülmez; yüzeye debiye bağlı bir basınç artışı dayatılır. Sistem direncini araştırıyorsanız doğru ve ucuz seçimdir.
Kanatların çözülmesi (MRF ya da kayan ağ). Fanın kendi verimi, gürültüsü ya da kanat yükü soruluyorsa gerekir. Bkz. dönen makineler notu.
Sık yapılan hata, sistem direncini araştırırken girişe sabit debi dayatmaktır. Bu, fanın eğrisini sonsuz dik kabul etmek demektir: tıkanma arttıkça debi düşmez, sistem etkisi hiç görünmez. Bkz. sınır koşulu notu.
Duman egzoz ve jet fanlarda fark
Yangın fanlarında çalışma noktası, ortamın yoğunluğu sıcaklıkla değiştiği için seyrelir: 400 °C'deki duman, 20 °C'deki havanın yaklaşık yarısı yoğunluktadır. Aynı fan aynı devirde çok daha düşük kütlesel debi taşır. Fan seçimi sıcak koşul için yapılmalıdır.
Kaynaklar
- ANSI/AMCA Standard 210 / ANSI/ASHRAE Standard 51 — Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating. Air Movement and Control Association International / ASHRAE.
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6