Quạt hướng trục dùng hai động cơ quay ngược chiều nhau
Hai sinh viên Phan Đại Thành, Lê Phạm Minh Quân, dưới sự hướng dẫn của TS. Ngô Khánh Hiếu, bộ môn kỹ thuật hàng không, Trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình quạt hướng trục dùng hai động cơ ngược chiều nhau.
Nghiên cứu này giúp
kiểm chứng các tính toán lý thuyết có thể được dùng như một mô hình thực
nghiệm; mặt khác mở ra hướng cho phép sản xuất và chế tạo quạt hướng trục hai
tầng cánh ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ở nước ta.
Hiện nay, trong công nghiệp người ta sử dụng
quạt hướng trục để thông gió, làm mát, hút bụi, cung cấp gió cho lò đốt… Các
loại quạt hướng trục sử dụng một tầng cánh có ưu điểm dễ chế tạo, lắp đặt, bảo
trì sửa chữa. Tuy nhiên nếu muốn tăng lưu lượng sẽ bị giới hạn về mặt công suất
động cơ, số vòng quay, kích thước quạt. Hơn nữa, ở những chế độ vòng quay lớn,
hiệu suất của cánh quạt không cao làm giảm đi tính kinh tế. Trong lĩnh vực giao
thông vận tải, các loại phương tiện sử dụng quạt hướng trục để tạo lực đẩy như
tàu đệm khí (hovercraft), thuyền bay (WIG) đòi hỏi phải tạo đủ lực đẩy yêu cầu
trong điều kiện giới hạn về kích thước và công suất động cơ, đồng thời phải khử
được moment xoay phản lực do quạt gây ra. Trong ngành hàng không, các ống khí
động (wind tunnel) sử dụng quạt hướng trục dùng trong các thí nghiệm khí động
lực học đòi hỏi phải tạo được trường vận tốc thẳng đều, không xoáy trong vùng
thực nghiệm. Những điều này rất khó thực hiện được nếu sử dụng loại quạt hướng
trục một tầng cánh truyền thống.
Mô
hình quạt hướng trục hai tầng cánh quay ngược chiều nhau, cùng với giải pháp
điều khiển và các kết quả thực nghiệm của nó được trình bày trong nghiên cứu
này không chỉ giúp giải quyết các vấn đề nêu trên, mà còn giúp đánh giá lại kết
quả tính toán thiết kết quạt hướng trục. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ứng dụng
quạt hướng trục hai tầng cánh vào công nghiệp sẽ giúp tiết kiệm đáng kể chi phí
đầu tư ban đầu cũng như chi phí vận hành, do không phải sử dụng động cơ có công
suất lớn mà thay vào đó là hai động cơ công suất nhỏ hơn. Hiệu quả sử dụng năng
lượng cao hơn. Hệ thống vẫn có thể hoạt động nếu một động cơ bị hỏng. Ứng dụng
quạt hướng trục hai tầng cánh vào thiết kế hệ thống tạo lực đẩy của các phương
tiện giao thông như tàu đệm khí, WIG,… sẽ giúp giảm kết cấu chịu lực, khử các
dao động rung và tăng tính ổn định do đã khử được gần hết phản lực moment tác
dụng. Hiện nay, hầm gió hở ENSMA trong phòng thí nghiệm hàng không, Trường Đại
học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh đã áp dụng loại quạt hướng trục hai tầng cánh.