فن، یک ماشین دوار است که انرژی مکانیکی را دریافت می کند و با استفاده از پره هایش (blades) جریان پیوسته ای از هوا و یا سایر گازهایی که از داخل آن عبور می کنند، به وجود می آورد. مقدار کاری که فن بر یک کیلوگرم گاز انجام می دهد معمولا از ۲۵ کیلوژول بیشتر نمی شود. وظیفه اصلی یک فن این است که حجم نسبتا بالایی از هوا را جهت خنک کردن یک وسیله یا یک محیط حرکت دهد. فشار این جریان هوا متناسب با وسیله یا قطعه ای است که فن به آن متصل شده است. عملکرد آیرودینامیکی یک فن، از لحاظ فشارهایی که ایجاد می کند و همچنین کارایی آن، پارامتر هایی هستند که انواع مختلف فن ها را از یکدیگر متمایز می سازند. برای هر فشار و دبی جرمی مدنظر و یا وظیفه خاص، تعدادی از فن ها از انواع مختلف را می توان برگزید و به کار گرفت. به صورت کلی برای انتخاب یک فن مناسب باید چند مورد را در نظر بگیریم:
– فضایی که فن در آن نصب می شود، محدودیت هایی را در سایز فن ایجاد می کند.
– روشی که با استفاده از آن می خواهیم فن را به حرکت دربیاوریم. (مثلا اتصال به الکتروموتور یا … )
– محدودیت های صوتی. بعضی فن ها سروصدای زیادی ایجاد می کنند و همین باعث محدودیت در به کارگیری آنها می شود.
– کارآیی مدنظر ما چه از لحاظ آیرودینامیکی و چه از لحاظ مکانیکی
– جنس فن مورد نظر ما باید مقاومت لازم را در برابر فشار گاز و همچنین خوردگی توسط گاز داشته باشد.
– فاکتور هزینه هم مانند هر کار مهندسی دیگر در انتخاب نوع فن دخیل می باشد.
البته مانند سایر قطعات مکانیکی، ممکن است فرایند نامناسب ساخت یک فن، آن را از شرایط ایده آلی که ما روی آن حساب کردیم، دور کند.

انواع فن:
حال به معرفی انواع فن می پردازیم. این دسته بندی با توجه به شکل پره ها و خصوصیات سیال عبوری انجام شده است.

الف) جریان محوری ( propeller or axial flow) : 

در جایی که جریان هوای عبوری موثر، مستقیم و با فاصله ثابتی از محور فن حرکت می کند. مؤلفه اصلی نیروی پره ها بر هوا، به صورت محوری و در راستای ورودی فن به سمت خروجی است. همین نیروی وارد شده از طرف فن باعث هدایت مستقیم جریان به سمت خروجی و افزایش فشار می شود. البته به خاطر گشتاور پره های فن و مقاومت جریان هوا، یک نیروی مماسی هم ایجاد می شود که باعث حرکت جریان هوا به دور محور اصلی می گردد.

در مقایسه با انواع دیگر، فن جریان محوری سر و صدای نسبتا زیادی ایجاد می کند. فن هایی که به طور روزمره با آنها سر و کار داریم ( مثل پنکه سقفی و میزی یا فن کامپیوتر) معمولا از این نوع فن هستند.

ب) جریان شعاعی (radial flow) : 

 جریان مستقیم هوا وارد محفظه می شود و با توجه به طراحی مخصوص این فن، یک زاویه نود درجه ایجاد می کند. به خاطر حرکت شعاعی جریان داخل محفظه، یک نیروی مماسی از طرف پره ها به هوا وارد می شود و درنتیجه جریان هوا شروع به چرخیدن به دور محور اصلی فن می کند. در اثر چرخش هوا به دور محور، یک نیروی گریز از مرکز در راستای شعاعی به جریان هوا وارد می شود. چرخش جریان هوا، دلیل اصلی افزایش فشار در این نوع فن می باشد. با توجه به طراحی فن، ممکن است یک نیروی افزایش در جهت غیر مماسی هم بر جریان هوا وارد شود. این دسته از فن ها، با نام فن های سانتریفیوژی (یا گریز از مرکز) نیز شناخته می شوند. در صنعت معمولا از این نوع فن استفاده می شود. بیشترین کاربرد فن برای جریان های کثیف (به معنای اینکه دارای رطوبت زیاد و گرد و غبار می باشد) است. البته در سیستم هایی با دمای بالا هم این نوع فن کاربرد زیادی دارد.

ج) جریان ترکیبی (mixed or compound flow ): 

هنگامی که جریان به صورت محوری وارد می شود اما با زاویه ای بین ۳۰ تا ۸۰ درجه از محفظه فن خارج می شود. در این مورد، پره ها نیرویی در جهت زاویه ای بین ۳۰ تا ۸۰ درجه به جریان عبوری وارد می کنند و باعث زاویه گرفتن آن از محور اصلی می شوند. همچنین یک نیروی مماسی نیز به جریان هوا وارد می شود. در اینجا دو عامل باعث افزایش فشار می شوند: نیروی وارد شده از طرف پره ها و نیروی گریز از مرکز جریانی که به علت نیروی مماسی به دور فن می چرخد.

د) جریان هوای مماسی (tangential or cross flow ) : 

در اثر ورود هوا یک جریان گردابه ای، شکل می گیرد که محور آن نزدیک محیط داخلی محفظه و موازی شفت متصل به فن است. پوسته (قسمت بیرونی) این جریان گردابه ای از دیفیوزر خارج می شود. سپس همان حجم از هوا به قسمت داخلی جریان گردابه ای اضافه می شود. به همین خاطر جریان هوا باید دوبار مسیر عبوری از پره ها را بپیماید. این فن برای جریان هایی با دبی بالا مناسب است.

گرچه از لحاظ ظاهری این فن شباهت زیادی به فن سانتریفیوژی (جریان شعاعی) دارد اما از لحاظ عملکرد کاملا با هم متفاوت هستند.