مروحة التدفق المختلط هي نوع مراوح متخصص يجمع بين خصائص كلٍّ من المروحة المحورية ومروحة الطرد المركزي. في تصميم التدفق المختلط، يدخل الهواء محوريًا (موازيًا للعمود)، ثم ينحرف شعاعيًا نحو الخارج بواسطة شفرات مائلة. يتيح مسار التدفق "القطري" هذا لمروحة التدفق المختلط تحقيق ضغوط ساكنة أعلى من المروحة المحورية البسيطة، مع الحفاظ على تدفق كبير الحجم. عادةً ما تكون شفرات مروحة التدفق المختلط مثبتة على محور مخروطي أو أسطواني، مما يمزج بين الهندسة المحورية والشعاعية. تعزز هذه الهندسة الهجينة الضغط (مثل مروحة الطرد المركزي) دون المساس بمعدل التدفق العالي للوحدة المحورية، مما يجعل مروحة التدفق المختلط فعالة ومتعددة الاستخدامات.

أنواع المكره لمروحة التدفق المختلط                                                                           مروحة التدفق المختلط (محرك الحزام)

التصميم الهندسي ومبادئ الديناميكية الهوائية

تتميز دفّاعات المراوح مختلطة التدفق بشفرات مرتبة بزاوية قطرية (غالبًا حوالي 45 درجة) بالنسبة للعمود. عندما يتدفق الهواء الداخل مباشرةً إلى المروحة، تُضفي هذه الشفرات مزيجًا من الرفع المحوري والدوران الشعاعي. والنتيجة دوامة تضغط التدفق للخارج مع الاستمرار في دفعه للأمام. يخرج الهواء في النهاية باتجاه بين المستقيم والعمودي، مستفيدًا من ضغط الطرد المركزي والسرعة المحورية. يُسهّل هذا التصميم بفعالية سد فجوة الأداء بين المراوح المحورية والشعاعية. تشمل خصائص التصميم الرئيسية ما يلي:

• هندسة المكره: شفرات على محور مخروطي أو مدبب، بزاوية لتوليد ضغط (عادةً ما يكون الميل 30-60 درجة). يجمع الشكل الهجين بين التدفق المحوري السلس والتسارع الشعاعي.

• مسار التدفق: يكون تدفق المدخل محوريًا؛ بينما تُدير الشفرات التدفق نحو الخارج. يحافظ هذا الانحراف القطري (حوالي 45 درجة) على معدل تدفق مرتفع ويعزز الضغط الساكن بشكل كبير.

• السرعة وعزم الدوران: تعمل مروحة التدفق المختلط عادةً بسرعات دوران معتدلة. يمكن لهذا التصميم تحقيق الضغط المطلوب دون الحاجة إلى سرعات عالية جدًا، مما يقلل الضغط على المحرك.

• الديناميكا الهوائية: تقلل الشفرات ذات الزاوية من الاضطراب مقارنةً بالتصاميم المحورية الصرفة، مما يُسهّل تدفق الهواء ويُحسّن الكفاءة. كما أن تضافر القوى على الهواء يُقلل من إعادة التدوير والفقد.

فوائد الأداء مقارنةً بالمروحة المحورية والمروحة الطاردة المركزية

توفر مروحة التدفق المختلط مزيجًا من أفضل سمات الأنواع المحورية والطاردة المركزية، مما يؤدي إلى العديد من مزايا الأداء:

• ضغط ساكن أعلى: تُولّد مروحة التدفق المختلط ارتفاع ضغط أعلى بكثير من المروحة المحورية البحتة. هذا يجعلها مناسبة للأنظمة ذات المقاومة المتوسطة (مسارات طويلة للقنوات، أو المرشحات، أو مشتتات الحرارة). عمليًا، يمكن لوحدة التدفق المختلط أن تصل إلى ضغط يتراوح بين مئات وآلاف الباسكال، على غرار العديد من مراوح الطرد المركزي، ولكن في عبوة أكثر إحكامًا.

• كفاءة عالية: غالبًا ما يحقق التصميم المتوسط كفاءة قصوى قريبة من كفاءة مراوح الطرد المركزي المماثلة. في كثير من الحالات، تكون مروحة التدفق المختلط أكثر كفاءة بقليل من المروحة المحورية ذات القدرة المماثلة، خاصةً عند ارتفاعات معتدلة في الضغط. يُقلل مسار التدفق المائل السلس من الخسائر، لذا تستهلك مروحة التدفق المختلط طاقة أقل لنفس تدفق الهواء مقارنةً بالتصاميم المحورية الأقل تحسينًا.

• ضوضاء أقل: من خلال تقليل الدوامات المضطربة من خلال هندسة شفراتها المائلة، تعمل مروحة التدفق المختلط بشكل عام بهدوء أكبر من المروحة المحورية عالية السرعة أو وحدة الطرد المركزي المماثلة. تدفق الهواء أكثر ثباتًا، ويتحمل المحرك أحمالًا عند دورات منخفضة في الدقيقة، مما يقلل الضوضاء الديناميكية الهوائية والميكانيكية. هذا الأداء الهادئ هو سبب اختيار مروحة التدفق المختلط غالبًا عندما يكون التحكم في الضوضاء أمرًا مهمًا.

• حجم صغير: تجمع مروحة التدفق المختلط بين الأداء العالي في هيكل صغير نسبيًا. تتطلب عادةً حجم غلاف أقل، وتتميز بتوصيل قناة أبسط من وحدة الطرد المركزي المماثلة. بالنسبة لتدفق هواء وضغط معينين، يكون حجم مروحة التدفق المختلط أقرب إلى حجم المروحة المحورية، مما يسهل تركيبها في المساحات الضيقة. هذا الحجم الصغير يعني أيضًا وزنًا أخف ومتطلبات أقل للأساسات أو التركيب في المباني أو على أسطح المنازل.

• نطاق تشغيل واسع: تحافظ مراوح التدفق المختلط على تشغيل مستقر عبر نطاق واسع من التدفق والضغط. إنها تتعامل مع طفرات التيار وظروف الحمل الجزئي بشكل أفضل من المراوح المحورية، وعلى عكس بعض المراوح الشعاعية، فإنها لا تتوقف أو تفقد سرعتها فجأةً إذا تغير تدفق الهواء. يمكن لهذه المتانة أن تبسط تصميم نظام التهوية وتقلل الحاجة إلى محركات متغيرة السرعة في بعض الحالات.

باختصار، غالبًا ما تحقق مراوح التدفق المختلط توازنًا عمليًا: فهي تُنتج ضغطًا أكبر من المروحة المحورية، ولكن بحجم مماثل للمروحة المحورية. كما أنها توفر كفاءة وهدوءًا يُقاربان مروحة الطرد المركزي، دون الحاجة إلى الحجم الكامل للمروحة الشعاعية. ونتيجةً لذلك، تُعدّ مراوح التدفق المختلط الخيار الأمثل للمراوح التجارية أو الصناعية عند الحاجة إلى تدفق هواء وضغط متوسطين إلى مرتفعين في وحدة واحدة.

التطبيقات في مختلف القطاعات

تُستخدم مروحة التدفق المختلط في العديد من الصناعات. تعدد استخداماتها يجعلها مثالية لمهام التهوية ومعالجة الهواء والعادم حيث تكون المساحة أو الضوضاء محدودة، ولكن الأداء بالغ الأهمية. تشمل تطبيقاتها الرئيسية ما يلي:

المباني التجارية

في المجمعات التجارية، مثل مراكز التسوق وأبراج المكاتب والمباني الشاهقة، تُستخدم مروحة التدفق المختلط غالبًا كمروحة إمداد أو طرد. فهي تتحمل أحمال المباني بكفاءة أعلى من مروحة المروحة التقليدية. ولأن مروحة التدفق المختلط صغيرة الحجم وهادئة نسبيًا، فهي مناسبة تمامًا لوحدات المراوح التجارية التي تتطلب ضوضاء منخفضة. وتُدمج عادةً مع أنظمة مخمدات دخان الحرائق لضبط ضغط السلالم: أثناء نشوب حريق، يمكن لمروحة التدفق المختلط إمداد الهواء أو طرده بسرعة عبر مخمدات الدخان للتحكم في انتشار الدخان، مع الالتزام بمعايير السلامة والحفاظ على تدفق الهواء. غالبًا ما تكون المراوح مصممة للعمل المستمر، وقد تتضمن عناصر تحكم VFD (محرك تردد متغير) لتعديل التدفق وتوفير الطاقة.

المرافق الصناعية

مروحة التدفق المختلط شائعة الاستخدام في المصانع والوحدات الصناعية وصناعات العمليات. وهي تتميز بأداء ممتاز في مهام مثل جمع الغبار والتجفيف والتبريد والتهوية العامة. على سبيل المثال، يمكن لمروحة التدفق المختلط تهوية قاعة الآلات أو المستودع بكفاءة أكبر من المروحة المحورية، دون الحاجة إلى مساحة كبيرة مثل مروحة الطرد المركزي. تُركّب العديد من تركيبات المراوح الصناعية وحدات تدفق مختلط مزودة بمحركات سيور ومحركات كبيرة لضمان المرونة والمتانة. غالبًا ما تُصمّم المراوح لمقاومة المواد الكيميائية أو الكاشطة، وتُستخدم عجلات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مطلية عند الحاجة.

تركيبات على الأسطح

في العديد من المباني، تُعدّ مروحة السقف (سواءً مدخلاً أو عادماً) ضرورية لتهوية غرف المعدات والمطابخ والمساحات العامة. تُعد مروحة السقف ذات التدفق المختلط شائعة الاستخدام لأنها تُثبّت على حواف السقف القياسية وتدفع الهواء عمودياً عبر السقف. تصميمها النحيف يعني أن وحدة مروحة السقف ليست أطول أو أثقل بكثير من مروحة السقف المحورية، ومع ذلك يمكنها التغلب على مقاومة مجاري الهواء أو الشبكة بسهولة أكبر. يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص لوحدات تعويض هواء السقف أو فتحات عادم الدخان. تُستخدم مروحة السقف ذات التدفق المختلط أيضاً في بعض الأحيان لأبراج التبريد أو المكثفات: من خلال الجمع بين تدفق الهواء والضغط، يمكنها سحب الهواء عبر أنوية المبادل الحراري بشكل أكثر اتساقاً. يتم تطبيق مقاومة الطقس المناسبة (أغطية المطر والواقيات)، وحامل محرك المروحة المدمج يناسب العديد من تطبيقات السقف.

مرافق الطاقة النووية

تخضع محطات الطاقة النووية لمتطلبات تهوية صارمة للغاية. تُستخدم مراوح التدفق المختلط في المنشآت النووية عادةً في حلقات التهوية المتعلقة بالسلامة، مثل عادم الطوارئ للاحتواء أو لإمداد غرف السلامة بالهواء النقي. ولأن المباني النووية غالبًا ما تكون محصورة وذات ترشيح عالي، فإن قدرة مراوح التدفق المختلط على توليد ضغط كبير في حجم صغير تُعد قيمة. يجب على المصنّعين اتباع معايير التصميم النووي واستخدام مواد تتحمل درجات الحرارة العالية والإشعاع. عند استخدامها في المناطق المشعة، قد تكون هذه المراوح مزودة بطلاءات خاصة ومراقبة لضمان استمرارية العمل لعقود. غالبًا ما يتطلب تصميم مراوح التدفق المختلط مستوى أعلى من التفتيش/الاعتماد، وهو ما تستطيع تصاميم التدفق المختلط استيفاؤه مع توفير التدفق والضغط المطلوبين.

السلامة من الحرائق ومكافحة الدخان

في أنظمة السلامة من الحرائق والأرواح، غالبًا ما تُربط مروحة التدفق المختلط بأنظمة التحكم في الدخان. على سبيل المثال، يمكن توصيل مروحة عادم الدخان ذات التدفق المختلط بعمود مزود بمخمد دخان حريق آلي. في الظروف العادية، تُهوي المروحة الممرات أو تحافظ على الضغط. عند اكتشاف حريق، يُفتح المخمّد وتبدأ مروحة التدفق المختلط بالعمل لإزالة الدخان أو توفير هواء نقي. ولأن مروحة التدفق المختلط قادرة على توفير تدفق وضغط عاليين، فإنها قادرة على التغلب على الضغط الخلفي المفاجئ للمخمدات المقاومة للحريق ومقاومات القنوات.

خاتمة

تُقدّم مروحة التدفق المختلط مزيجًا رائعًا من أداء تحريك الهواء، والكفاءة، والحجم الصغير. بفضل توجيه الهواء عبر مكونات محورية وشعاعية، تُشكّل هذه المروحة مكانةً فريدةً بين مراوح الطرد المركزي التقليدية والمروحية. هذا يجعلها مناسبةً بشكلٍ خاص لتطبيقاتٍ مثل التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التجاري، وأنظمة العادم الصناعي، وتهوية الأسطح، وحتى المنشآت النووية ذات المتطلبات الصارمة. في جميع الحالات، يُنتج التصميم الهجين ضغوطًا أعلى من المروحة المحورية البسيطة، وضوضاءً أقل من مُعظم المراوح الشعاعية. يضمن تعدد استخداماتها إمكانية اعتماد المهندسين والمقاولين على مروحة التدفق المختلط كمروحة تجارية، أو صناعية، أو مروحة سقف، أو حلٍّ لمروحةٍ نووية، بالإضافة إلى التكامل مع أنظمة تخميد دخان الحرائق للسيطرة على الدخان في حالات الطوارئ.

باختصار، تُوفّر مروحة التدفق المختلط تهويةً فعّالة، وهادئة، وعالية الضغط، بتصميمٍ يُناسب العديد من المشاريع التجارية والصناعية ومشاريع البنية التحتية. كما أن تصميمها الهندسي الدقيق للمروحة وغلافها يجعلها خيارًا قويًا لأي بيئة تُعدّ فيها الموثوقية والأداء أمرًا بالغ الأهمية.

ملاحظة: هذه البيانات للإشارة فقط، يُرجى مراجعة الشركات المعنية لمزيد من التفاصيل. محتوى المقالة خالٍ من السهو والأخطاء. نرحب باقتراحاتكم.