Axial fan

  

axial fan

ARTIKEL AXIAL FAN

         Axial fan adalah sebuah jenis kipas yang menyebabkan udara mengalir dalam arah axial ataupun sejajar terhadap sumbu poros dimana blade berputar. Hal ini dirancang agar dapat menghasilkan perbedaan tekanan sehingga dari perbedaan tekanan tersebut masuk melalui kipas. Faktor yang menentukan kinerja kipas ialah salah satunya jumlah dan bentuk blade. Arah aliran pada axial fan mengalir secara axial dari udara masuk hingga udara keluar. Aliran axial saat masuk dan keluar. Kipas dirancang untuk menghasilkan perbedaan tekanan, dan karenanya memaksa, untuk menyebabkan aliran melalui kipas.

         Bentuk axial fan mirip seperti dengan pipa atau drum yang mana baling-baling kipasnya berada pada titik pusat lingkaran. Dengan gaya axial fan yang terjadi pada poros baling-baling menjadikan aliran udara mengalir melewati poros. Axial fan biasa digunakan pada sistem ventilasi silindrikal pendek, yang aliran masuk dan keluarnya dapat dihubungkan. Axial fan adalah fan yang aliran fluidanya masuk dan keluarnya segaris. Dengan porosnya secara aksial dengan fluidanya berfase gas. Cara kerja fan aksial adalah dengan memanfaatkan gaya lift yang dihasilkan oleh sudu fan sehingga dapat mengalirkan fluida.

Secara umum axial fan  terdiri dari beberapa komponen, yaitu :Wheel: Umumnya terdiri dari sudu-sudu yang dirivet atau dilas

Housing/Casing: Memiliki desain yang efisien agar menghasilkan Karakteristik aliran udara yang baik. Umumnya terbuat dari lembaran baja yang dirivet, dilas atau dibaut.

Bell inlet: Dapat disusun dalam berbagai cara atau dipasang dengan metode yang bermacam-macam, tapi biasanya dipasang dengan cara die-formedPada permukaan yang mengarahkan udara menuju sisi inlet dari wheel.

o   Evase discharge: Merupakan diffuser yang dipasang pada sisi outlet yang secara bertahap mengalami kenaikan luas yang bertujuan untuk mengurangi kecepatan dan mengubah energi kinetik menjadi tekanan statik untuk menghasilkan performa yang lebih optimum.

Prinsip kerja axial fan :

         Prinsip kerja axial fan sama seperti dengan sayap pesawat terbang yang menghasilkan gaya angkat (lift force). Sayap pesawat terbang ini memiliki bentuk airfoil yang memiliki perbedaan kecepatan antara sisi atas dan sisi bawah. Kecepatan udara sisi atas sayap lebih besar dari sisi bawah. Hal ini menyebabkan sisi bawah sayap menghasilkan tekanan statis lebih tinggi dibandingkan sisi atas. Perbedaan tekanan ini menyebabkan timbulnya gaya angkat.

         Prinsip kerja axial fan juga ketika impeller berputar, maka udara akan masuk dalam arah axial dan energinya akan ditingkatkan dengan memutar sudu impeller dan udara akan disebar masuk kedalam diffuser, pada difuser ini akan mengubah energi kinetik udara menjadi energi tekanan, dan udara akan keluar dalam arah axial.

         Pada axial fan yang memiliki sudu berbentuk seperti airfoil tidak menghasilkan gaya angkat melainkan tetap mempertahankan sudu-sudu berputar stabil pada sumbunya dan menghasilkan aliran udara. Hal ini mengikuti hukum ketiga newton bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama dan berlawanan. Udara disisi atas sudu ditarik ke dalam fan dengan pengurangan tekanan statis dan didorong keluar melalui fan dan menghasilkan tekanan yang lebih besar.

Karakteristik axial fan :

         Karakteristik fan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva fan. Kurva fan merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifikasi. Kurva fan merupakan penggambaran grafik dari sejumlah parameter yang saling terkait (Tanjung, 2015). Biasanya sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang diberikan termasuk: volume fan, tekanan statis sistem, kecepatan fan, dan tenaga yang diperlukan untuk menggerakan fan padakondisi yang diketahui.

         Jenis fan yang kedua adalah fan radial atau fan sentrifugal. Fan radial dapat mengalirkan gas akibat gaya sentrifugal. Prinsipnya hampir sama dengan pompa sentrifugal. Gaya sentrifugal dibangkitkan oleh putaran sudu-sudu(impeller) yaitu udara atau gas yang masuk ke pusat impeller (kipas) dan digerakkan secara radial ke sekelilingnya. Gerakan udara keluar mengakibatkan penurunan tekanan pada saluran masuk fan sehingga menghisap lebih banyak udara atau gas ke dalam fan.

Berdasarkan bentuk sudu, fan sentrifugal dapat dibedakan menjadi :

1. Fan dengan bentuk sudu lurus (b)

2. Fan dengan bentuk sudu melengkung ke depan (c)

3. Fan dengan bentuk sudu melengkung ke belakang (d)

         Efisiensi fan adalah perbandingan antara daya yang dipindahkan ke aliran udara dengan daya yang dikirimkan oleh motor ke fan. Daya aliran udara adalah hasil dari tekanan dan aliran, dikoreksi untuk konsistensi unit. Pengaturan fan :

Pengaturan aliran fan dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti :

a.       Pengaturan dengan tingkap (demper)

b.       Pengaturan dengan sudu udara (vane)

c.       Pengaturan dengan kecepatan

d.       Pengaturan dengan jumlah fan

         Keluaran fan harus diatur untuk memenuhi kebutuhan udara boiler ketika beban bertambah atau berkurang. Inlet damper digunakan PA fan untuk mengontrol keluaran fan, sehingga mengatur aliran dan tekanan pengaturan paling ekonomis tercapai dengan menggunakan kecepatan bervariasi (variable speed). Pada pengaturan aliran udara atau gas, variasi volume berbanding lurus dengan kecepatan. Efisiensi dari fan yang diatur kecepatannya hampir konstan sepanjang daerah kerjanya normal.

         Tetapi pengaturan kecepatan melibatkan biaya modal yang tinggi dan menambah rumit sistem motor, roda gigi dan sebagainya yang dapat melebihi keuntungan yang diperoleh oleh flexibilitas dari kecepatan yang bervariasi itu sendiri. Kontrol damper menginduksi tahanan variabel yang sesuai di dalam sistem untuk merubah keluaran fan ketika diperlu kan. Tetapi kontrol damper menyebabkan pembuangan daya karena energi tekanan berlebih yang harus didisipasi melalui throttling. Keuntungan kontrol damper adalah sebagaiBerikut :

a.       Biaya awal yang rendah

b.       Mudah operasinya atau adaptasinya ke kontrol otomatis

c.       Menggunakan peralatan penggerak yang murah

d.       Kontinyu dibanding kontrol bertahap. Hal ini membuatnya efektif sepanjang rentang operasi fan.

         Aplikasi axial fan pada dunia industri pada umumnya digunakan antara lain pada proses pembakaran, sistem HVAC, transport, pendingin, pengering udara, dan lain sebagainya.  Axial fan menggunakan prinsip gaya axial fan untuk fokus menghasilkan flow aliran udara yang besar dengan tekanan yang lebih rendah. Berikut adalah contoh beberapa aplikasi axial fan yang digunakan pada sebuah industri pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

·       Force draught fan digunakan unyuk menghasilkan flow yang tinggi untuk mencukupi kebutuhan udara pada proses pembakaran batubara di furnace.

·       Induced draught fan berfungsi untuk mengatur besar tekanan udara di dalam furnace, dengan jalan mengatur besar flow udara hasil pembakaran furnace yang keluar menuju chimney (cerobong asap).

·       Primary air fan berfungsi untuk mentransport batu bara yang sudah berukuran serbuk, dari pulveriser menuju furnace.

·       Sistem ventilasi  sebagai ventilasi, sirkulas pendingin udara.

         Tipe axial fan memiliki kontruksi paling sederhana, dengan bilah-bilah diatur dalam bentuk baling-baling disekitar poros yang berputar. Axial fan dirancang untuk aplikasi dimana aliran udara dan tekanan statis relatif rendah. Axial fan biasanya memiliki biaya terendah diantara 3 jenis yang dijelaskan dalam teori dasar umum.

Axial fan memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

·       Tekanan statik yang rendah

·       Volume udara yang besar

·       Kecepatan udara yang tinggi

·       Suara yang sedikit kuat

Axial fan dapat dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

•         Tube-axial fan

•         Vane axial fa

•         Propeller fan

Penjelasan mengenai jenis-jenis axial fan :

•         Tube-axial fan lebih efisien dari pada propeller fan dengan ciri housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius ujung blade, dan diaplikasikan untuk sistem pemanas, ventilasi, air cobditioning dan industri, dengan tekanan rendah dan jumlah volume udara yang dialirkan besar.

•         Vane axial fan adalah fan axial dengan efisien tinggi dengan ciri housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius blade, dan diaplikasikan untuk sistem-sistem pemanas, ventilasi dan air conditioning yang memerlukan aliran lurus dan efisiensi tinggi.

•         Propeller fan merupakan desain dasar fan axial yang diaplikasikan untuk tekanan rendah dan volume udara yang dialirkan sangat besar.

 

        Axial fan merupakan salah satu alat elektronik kipas Angin penghasil angin yang bisa digunakan untuk penyejuk ruangan atau pendingin ruangan. Selain itu kipas angin juga berfungsi untuk penyegar udara, ventilasi dan pengering. Karena sifatnya yang mendinginkan kipas ini banyak dibuat dan didesain untuk diapilkasikan pada mesin sebagai pendingin.

         Axial Fan menghasilkan aliran fluida gas dengan arah yang searah dengan poros kerja kipas tersebut. Kipas tipe ini adalah yang paling banyak penggunaannya di kehidupan sekitar kita. Hal tersebut tidak terlepas dari kemudahan desain serta harga yang lebih ekonomis jika dibandingkan dengan kipas sentrifugal. Karena desainnya yang tidak terlalu rumit serta dapat menghasilkan flow yang besar, kipas ini banyak digunakan sebagai alat pendingin pada berbagai keperluan. Dari pendingin CPU hingga komponen pendingin mesin kendaraan bermotor menggunakan kipas tipe aksial.

         Kipas tipe aksial sangat banyak digunakan di dunia industri. Salah satunya digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap sebagai Secondary Air Fan. Kipas ini berfungsi untuk men-supply udara dalam jumlah banyak yang dibutuhkan untuk proses pembakaran pada furnace boiler. Kipas ini memiliki dua tingkat [stage] impeller, yang kedua-duanya dapat diatur besar bukaan pitch-nya. Hal tersebut berfungsi untuk mengatur jumlah [debit] udara yang akan dikirim untuk proses pembakaran.