نیروی گریز از مرکز وارد بر پرههای فن چگونه محاسبه میشود؟

نیروی گریز از مرکز F = m × R × ω²، که در آن m جرم پره بر حسب کیلوگرم، R فاصله محور چرخش تا مرکز ثقل پره بر حسب متر و ω = 2π·n/60 سرعت زاویهای بر حسب رادیان بر ثانیه است. نتیجه بر حسب نیوتن است.

نسبت نیرو به وزن چیست و چرا اهمیت دارد؟

نسبت نیرو به وزن، نیروی گریز از مرکز تقسیم بر وزن تیغه (m×g) است. این نسبت به شما میگوید که تیغه چند برابر نیروی گرانشی را تجربه میکند. نسبت ۱۰۰۰ به این معنی است که تیغه ۱۰۰۰ برابر وزن خود را 'احساس' میکند. این برای تنش ریشه تیغه، طراحی بست و ارزیابی عمر خستگی بسیار مهم است.

سرعت ایمن برای فنهای صنعتی چقدر است؟

حداکثر سرعت نوک پروانههای معمول: پروانههای فولاد کربنی ۸۰ تا ۱۲۰ متر بر ثانیه، فولاد ضد زنگ ۶۰ تا ۹۰ متر بر ثانیه، آلومینیوم ۱۰۰ تا ۱۵۰ متر بر ثانیه، FRP/فایبرگلاس ۶۰ تا ۸۰ متر بر ثانیه. سرعتهای بالاتر نوک پروانه باعث افزایش تنش گریز از مرکز و سر و صدا میشود. کاربردهای بحرانی ممکن است سرعت نوک پروانه را به ۶۰ متر بر ثانیه محدود کنند.

چرا فنهای ID نیروی گریز از مرکز بیشتری نسبت به فنهای FD متحمل میشوند؟

فنهای ID (دمای القایی) معمولاً گازهای داغ و کثیف را جابجا میکنند و نسبت به فنهای FD (دمای اجباری) پرههای بزرگتر، سنگینتر و با شعاع بیشتری دارند. این امر در ترکیب با سرعتهای مشابه یا بالاتر، منجر به نیروهای گریز از مرکز به طور قابل توجهی بیشتر بر روی پرههای فن ID میشود.

نیروی گریز از مرکز چه ارتباطی با بالانس فن دارد؟

نیروی گریز از مرکز ناشی از عدم تعادل (توزیع جرم ناهموار) باعث ارتعاش میشود. حتی یک اختلاف جرم کوچک بین پرهها، نیروی عدم تعادل خالصی را در شفت ایجاد میکند. بالانس مناسب تضمین میکند که نیروهای گریز از مرکز از همه پرهها خنثی میشوند و حداقل نیروی خالص روی یاتاقانها باقی میماند.

ابزار مهندسی رایگان

محاسبه‌گر نیروی گریز از مرکز پره فن

نیروی گریز از مرکز روی پره‌های فن را برای فن‌های ID و FD محاسبه کنید. نیرو به ازای هر پره، نیروی کل، نسبت نیرو به وزن و سرعت نوک را بدست آورید.

فن‌های ID / FD نیرو به ازای هر پره سرعت نوک

نتایج

نیرو به ازای هر پره

—

نیرو در هر تیغه (kN)

—

نسبت نیرو به وزن

—

نیروی کل (تمام تیغه‌ها)

—

سرعت نوک

—

نیروی گریز از مرکز روی پره فن

m — جرم تیغه (کیلوگرم)
ر — فاصله از محور تا CG پره (m) — بر حسب mm وارد شود، تبدیل به‌صورت داخلی انجام می‌شود
ω = 2π·n/60 — سرعت زاویه‌ای (رادیان بر ثانیه)

نسبت نیرو به وزن

سرعت نوک

سرعت نوک پروانه با استفاده از شعاع مرکز ثقل پره محاسبه می‌شود. برای سرعت واقعی نوک پروانه، از شعاع نوک بیرونی استفاده کنید.

مثال عملی

مثال — پره فن ID

با توجه به: جرم پره = 15 kg، شعاع CG = 800 mm، سرعت = 1485 RPM

ω = 2π × 1485 / 60 = 155.5 rad/s

F = 15 × 0.8 × 155.5² = 290,340 N = 290.3 kN

نیرو/وزن = 290,340 / (15 × 9.81) = 1,972×

سرعت نوک در CG = 0.8 × 155.5 = 124.4 m/s

⚠️ توجه: این نیروها به ازای هر پره بر روی ریشه پره اعمال می‌شوند. نیروی خالص وارد بر یاتاقان‌ها به کیفیت بالانس بستگی دارد - در حالت ایده‌آل، تمام نیروهای پره خنثی می‌شوند. اختلاف جرم بین پره‌ها نیروی عدم بالانسی را ایجاد می‌کند که در طول بالانس اندازه‌گیری می‌شود.