Bộ nâng cấp Diffuser & Quạt cho Modular STEM Wind Tunnel

Cập nhật

2024-06-18: Thêm một thiết kế thay thế cho phần diffuser phía hạ lưu (downstream), phù hợp với quạt generic có vùng lưu lượng 200mm và kiểu bắt mặt (face mount). Mẫu lỗ bắt kèm theo dùng được cho Noctua NF-A20 và EBM-Papst K1G200-AD65-04.

2024-05-09: Bản phát hành đầu tiên.

Giới thiệu

Bộ thiết kế này nâng cấp đáng kể cho , cho phép lưu lượng (flow rate) cao hơn nhiều (và vì vậy, vận tốc dòng tự do ở test-section) so với cấu hình mặc định dùng quạt PC 140mm.

Thiết kế này thay vào đó sử dụng quạt ống gió (duct fan) AC Infinity 8-inch chạy điện AC ở đây (affiliate link) và như bên dưới.

Động lực / Lợi ích

Nói rõ luôn: thiết kế này không bắt buộc nếu bạn dùng Modular Wind Tunnel đúng theo nhu cầu chính hiện tại — quan sát khói (smoke visualization) để chẩn đoán dòng chảy cơ bản tại nhà.

Thay vào đó, các động lực chính của bản nâng cấp này là:

1. Hỗ trợ các dự án tương lai có thể cung cấp chỉ báo trực quan hoặc đo lực và moment tác dụng lên mẫu thử. Vận tốc cao hơn = lực khí động lớn hơn, dễ đo hơn.
2. Tăng độ bền và tính linh hoạt cho các lắp đặt cố định có thể muốn gắn thêm silencer, filter, và/hoặc ống xả mềm (flexible exhaust ducting) để quản lý việc dùng khói với duty cycle cao trong lớp học trong nhà hoặc bối cảnh bảo tàng.

Note: bản nâng cấp này không làm mất khả năng tiếp tục dùng wind tunnel để quan sát khói; ở mức tốc độ thấp nhất từ 1 đến 3 (trên tổng 10 mức), quạt cho hiệu năng tương đương lựa chọn quạt PC 140 mm khi chạy full throttle, với mức ồn tương tự (rất êm).

Thành phần đi kèm và khuyến nghị in

Giống như các chi tiết lớn nhất trong cấu hình mặc định của Modular Wind Tunnel, các bộ phận này được thiết kế để in trên máy có build volume khoảng ~256 x 256 x 256 mm (ví dụ: Bambu A1, X1, dòng P1) hoặc lớn hơn.

Thiết kế này bao gồm:

• Một diffuser dài hơn dạng 2 phần, có chuyển tiếp liên tục từ vuông sang tròn, kết thúc gần đường kính 200 mm
  • In mỗi loại 1 cái
  • Có thể lồng vào nhau để in chung trên một plate
• Một vòng nối (junction ring) mới để ghép 2 phần
  • In 1 vòng chia làm 2 nửa
  • Lắp 1 M5x10mm threaded insert
• Một tùy chọn inline hub diverter và flow straightener
  • Điều hướng dòng chảy rời khỏi hub của quạt một cách từ từ và giảm xoáy (swirl) trước mặt phẳng quạt
  • In không cần support (chia làm 2 mảnh tại vòng), lắp lại bằng chốt (pins) và/hoặc keo CA
  • Lắp trực tiếp giữa diffuser và quạt, kẹp (sandwiched) trong duct coupling bằng cao su.
  • Cảnh báo: kiểm tra kỹ khoảng hở (clearances) và đảm bảo gắn chắc chắn.
• Một chân đế quạt đơn giản tương thích AC Infinity Cloudline A8 và các chân đế mặc định của wind tunnel
  • In 1 chân đế và 4 nắp chụp vát (countersunk caps)
  • Lắp 4 M5x10mm threaded inserts để dùng với vít M5 đầu bằng vát (flat-head cap screws)
• Một bộ cradle đỡ tương thích hệ chân kiểu RepRack, dùng ống EMT làm khung

Giống như các chi tiết lớn nhất trong cấu hình mặc định của Modular Wind Tunnel, các bộ phận này được thiết kế để in trên máy có build volume khoảng ~256 x 256 x 256 mm.

Link mua thêm

Các quạt ống gió 8" từ AC Infinity (affiliate links) sau đây tương thích với các phần diffuser được cung cấp:

• AC Infinity Cloudline A8 - bộ điều khiển có dây 10 mức tốc độ
• AC Infinity Cloudline S8 - hiệu năng nhỉnh hơn chút, bộ điều khiển có dây 10 mức tốc độ
• AC Infinity Cloudline PRO T8 - giống S8 nhưng có smart controller

Trong 3 mẫu này, khuyến nghị A8 vì hiệu quả chi phí tốt nhất và đây cũng là mẫu dùng để thiết kế chân đế và diverter trong bộ này. A8 đi kèm bộ điều khiển có dây 10 mức cơ bản, thao tác đơn giản bằng một nút. Nối quạt với phần diffuser đi kèm bằng rubber duct coupler và hose clamps.

Hai mẫu S8 và T8 chỉ cho hiệu năng cao hơn A8 rất nhẹ, còn T8 thêm smart controller nâng cao. Theo mình thấy thì controller này gần như không mang lại thêm lợi ích cho dự án này, trừ khi bạn muốn tìm hiểu khả năng tự động hóa qua Wi‑Fi hoặc Bluetooth.