นวัตกรรมใบพัดประสิทธิภาพสูงในอุตสาหกรรม – TANDEM BLADE

ในอุตสาหกรรมที่เราเห็นอยู่ทุกวันนี้ ในการระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air cool) ก็ยังนิยมใช้พัดลม หรือที่เรียกว่า FAN อยู่ โดยหน้าที่ของพัดลมก็จะทำหน้าที่เหมือนพัดลมที่บ้านเลยครับ คือ ทำหน้าที่ในการพาลมไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ใช้ในการระบายความร้อนใน Cooling tower หรือ การใช้ระบายความร้อนใน Air Cooled Heat Exchanger หรือที่เราเรียกว่า fin-fan ครับ

โดยพัดลมในอุตสาหกกรรมก็จะพยายามให้มีการออกแบบให้มีการพาลมให้ได้มากที่สุด หรือให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุดในการนำลมไปใช้นะครับ ซึ่งส่งผลให้สามารถลดต้นในการผลิต และประหยัดพลังงานอีกด้วยนะครับ

วันนี้เราจะพาเพื่อนๆไปดู นวัตกรรมของใบพัดลมแบบ TANDEM BLADE ของพัดลมในอุตสาหกรรมกันครับ ซึ่งเป็นนวัตกรรมใหม่ล่าสุดของใบพัดครับ ว่ามีคุณสมบัติ หลักการทำงาน และการสร้างประสิทธิภาพที่สูงได้อย่างไร? กันครับ

นวัตรรมในการผลิตใบพัด (Generation of Fan)

นวัตกรรมในการผลิตใบพัดของพัดลมอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ยุคหลักๆ คือ

ในยุคแรก : เป็นการใช้วัสดุเป็น FRP ที่ถูกขึ้นรูปด้วยมือคน (Hand craft) ในยุคแรก และใบพัดแบบอะลูมิเนียมหล่อ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสมัยนั้นในการผลิตพัดลมนะครับ อาศัยฝีมือคนในการประกอบเป็นหลัก

ในยุคที่สอง : เป็นการใช้วัสดุ FRP แบบฉีดขึ้นรูป หรือ Pultrusion และวัสดุอะลูนิเนียมแบบอัดรีด (Extrusion) และผลิตออกมาเป็น Airfoil Blade ในยุคที่สองครับ

ในยุคที่สาม : เป็นการใช้วัสดุ Extrusion aluminium และประกอบเข้าด้วยกันเป็น Slot air foil fan หรือ ใบพัดแบบ TANDEM BLADE โดยลักษณะจะเป็นเหมือนภาพด้านล่างครับ ซึ่งจะออกแบบพัดลมให้ได้มีประสิทธิภาพสูงที่สุดตามหลักการของ Aerodynamic ซึ่งจะใช้หลักการเดียวกับปีกของใบพัดของเครื่องบินเลยทีเดียวครับ

หลักการทำงานของใบพัดลม TANDEM BLADE

ใบพัดลมในอุตสาหกรรม ถือเป็น พัดลมในแนวแกน หรือ Axial fan โดยลมจะเข้าจากด้านขาเข้า และออกโดยด้านขาออกโดยตรง ซึ่งลมที่ออกมาจะมีปริมาณอัตราการไหลเพิ่มขึ้น และมีความดันลม Head เล็กน้อยนะครับ

โดยลักษณะของ Tandem blade จะเป็นแบบ Slot Air Foil Fan จะเป็นการประกบกันระหว่างใบพัด Air foil fan 2 ชิ้น โดยยึดกันด้วยด้วยตัวยึดแบบพิเศษ (Special tip และ Root caps) โดยตรงการจะมีรู (Slot) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ครับ

โดยใบวัสดุ รูปร่าง และการประกอบ ของใบพัดลมชนิดนี้ถูกวิจัยด้วยวิธี โดยใช้เทคนิคทางวิศวกรรมออกแบบให้ประสิทธิภาพของใบพัดออกมาดีที่สุดครับ ด้วยวิธีการ FEM (Finite Element Method) และ Laboratory test เรียบร้อยแล้วครับ

หลักการ Aerodynamic ในใบพัด Tandem Blade

สำหรับหลักการทางพลศาสตร์ หรือ Aerodynamic จะมาอธิบายจุดเด่นสำคัญที่ทำให้เจ้าตัว Tandem blade หรือ Slot Air foil fan ตัวนี้มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าใบพัดแบบ Air foil ธรรมดาในยุตที่สองกันครับ

โดย “ร่อง (slot)” ที่เพื่อนๆเห็นอยู่ มีหน้าที่เพื่อชะรอ (Delay) ความเร็วของลม ซึ่งเจ้าความเร็วของลมตัวนี้จะไปสร้างลมหมุนวน หรือ Vortex ที่ด้านปลายใบ (Trailing edge) เป็นเหตุให้ลมบางส่วนไม่ถูกส่งขึ้นไปใช้งาน และเป็นการเพิ่มแรงต้านของลม เป็นเหตุให้ประสิทธิภาพของใบพัดลดลง

ดังนั้นพอมีเจ้าตัวนี้ความเร็วลมก็จะลดลง ลมหมุนวนลมลง (Vortex) ปริมาณลมที่ส่งขึ้นไปสูงขึ้น ทำให้ประสิทธิิภาพสูงขึ้นตามครับผม

เปรียบเทียบ Blade air foil กับ Tandem blade

ซึ่งโดยหลักการของ Tandem blade หรือ Slot air foil ที่ได้กล่าวมาแล้ว คือการลดความเร็วของลมด้วย ร่อง หรือ slot และทำให้ลมหมุนวน (Vortex) ที่ปลายใบลดลง โดยขอแสดงภาพให้ชัดเจนดังภาพด้านล่างนะครับ

โดยหากเทียบปริมาณลม และความดันที่เกิดขึ้นโดยใช้ Characteristic curve ของใบพัดยาว 14 ft จำนวน 8 ใบ พบว่า กราฟสีแดงที่เป็นของ Tandem blade ทำได้ดีกว่า กราฟสีน้ำเงินแบบใบเก่า หรือ Air foil blade พอสมควรเลยครับ โดยเฉพาะการใช้งานที่มุมใบสูงๆ ที่ tandem blade ได้เปรียบเรื่องของ stall angle (เมื่อมุมใบยิ่งสูงปริมาณลมหมุนวนก็ยิ่งสูง ซึ่ง tandem blade มาแก้ไขปัญหาตรงนี้ได้ดีครับ)

สุดท้ายนี้ขอขอบคุณข้อมูลดีๆจากทาง INNOVEK นะครับ ตัวแทนจำหน่าย Tandem blade ใบพัดประสิทธิภาพสูง

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #Tandemblade #Technology