نظرة عامة: تُحرّك مراوح التدفق المحوري الهواء بشكل موازٍ للعمود، مما يجعلها مثالية للتهوية عالية الحجم ومنخفضة الضغط. في هذه المراوح، تُضفي الشفرات الدوارة حركةً دورانيةً على تدفق الهواء. غالبًا ما تُركّب ريش توجيه ثابتة (ريش الجزء الثابت) أسفل الدافع لتقويم التدفق. تلتقط هذه الريش الطاقة الحركية الدورانية وتحولها إلى ضغط ساكن مفيد. عمليًا، تُحقق مراوح الريش المحورية (المراوح المحورية المزودة بريش توجيه) ضغطًا ساكنًا أعلى وكفاءة إجمالية أفضل من مراوح الأنبوب المحوري البسيطة.

                      

رسم تخطيطي لهيكل ريشة التوجيه

تتضمن المروحة المحورية ذات الريش مجموعة من ريش التوجيه الثابتة خلف الشفرات الدوارة. تعمل هذه الريش على تقويم تدفق الهواء واستعادة الضغط من دوامة المروحة. يقلل هذا التقويم من اضطراب الهواء ويحول ضغط السرعة إلى ضغط ثابت. والنتيجة هي كفاءة أعلى للمروحة وارتفاع أكبر في الضغط.

كيف تعمل عربات الدليل على تحسين كفاءة المروحة

تترك المراوح المحورية بطبيعتها بعض المكونات الظاهرية (الدوامية) في تدفق التفريغ. بدون ريش، تُهدر طاقة الدوامة هذه وتخرج كضغط سرعة. تُجبر ريش التوجيه التدفق على العودة إلى المحور، مما يُزيل الدوامة ويستعيد تلك الطاقة كضغط. في الواقع، تعمل الريش كمرحلة ثابتة تدور عكس اتجاه الدوران: فهي تُقلل الدوامات المضطربة وتستعيد الضغط الديناميكي (الناتج عن الدوران) إلى ضغط ثابت مفيد. تشير العديد من الدراسات والمصنعين إلى أن ريش التوجيه يُمكن أن تُحسّن أداء المروحة المحورية بشكل كبير. على سبيل المثال، أفاد أحد المصنعين أن إضافة ريش في اتجاه مجرى النهر يُعوض الخسائر الدورانية ويعزز الضغط الثابت والكفاءة. ويُظهر آخر أن الريش يُمكن أن يرفع ضغط المروحة بنسبة 20% (حتى 25%) دون الحاجة إلى طاقة إضافية.

تتضمن الفوائد الرئيسية لريش التوجيه ما يلي:

• تقليل الدوامات: تُزيل أقسام الريش الدوامات المتبقية من الدافع، مما يُقوّم التدفق. يُعيد هذا هامش استعادة الضغط الساكن في المروحة.

• استعادة الضغط الساكن: بتحويل ضغط السرعة (الحركي) إلى ضغط ساكن، تُعزّز الريش ارتفاع ضغط المروحة. تُظهر الاختبارات أن مراوح الريش المحورية غالبًا ما تُوفّر ضغطًا أعلى من تصميمات الأنابيب المحورية عند نفس القدرة.

• زيادة الكفاءة: مع انخفاض الطاقة المُهدرة في دوامة المخرج، تعمل مراوح الريش المحورية بكفاءة أعلى. تُشير أدلة الصناعة إلى وفورات نموذجية في الطاقة تتراوح بين 5% و10% (غالبًا ما تصل إلى 15%) عند إضافة ريش التوجيه إلى مراوح المحور عالية الضغط.

• نطاق تشغيل أفضل: تُوسّع ريش التوجيه نطاق التشغيل الفعال. تحافظ المراوح ذات الريش الثابت على كفاءة أعلى عبر الأحمال، مما يُساعد في أنظمة التحميل الجزئي أو التدفق المتغير.

• تقليل الضوضاء: يُمكن أيضًا أن يُخفّض التدفق الأكثر سلاسةً واستقامةً عبر الريش الضوضاء الديناميكية الهوائية. تُفيد بعض التصميمات ذات الريش المحورية بتشغيل أكثر هدوءًا (انخفاض بضعة ديسيبل) مقارنة بالمراوح ذات المروحة بدون أجزاء ثابتة.

في الممارسة العملية، عادةً ما تكلف إضافة الريش القليل من المال لكل بوصة من المروحة ولا تتطلب المزيد من قوة المحرك، ومع ذلك فإنها تؤدي إلى زيادة ملحوظة في الكفاءة والضغط.

مكاسب الكفاءة النموذجية واعتبارات التصميم

في العديد من مراوح التهوية المحورية ذات القنوات الكبيرة، يُشير المصنعون والمهندسون إلى تحسن في الكفاءة بنسبة تتراوح بين 5% و15% بفضل ريش التوجيه. على سبيل المثال، يُشير دليل كفاءة الطاقة إلى أن ريش المخرج الثابت يُمكن أن يوفر ما يقارب 5% إلى 10% من طاقة المروحة عندما يكون ضغط النظام الساكن مرتفعًا (أكثر من 750 باسكال). ويُشير مصدر صناعي آخر إلى أن مراوح التهوية المحورية ذات الريش تُحقق ارتفاعًا في الضغط أعلى بنسبة 20% في المتوسط (ويصل إلى 25% في بعض الحالات) مُقارنةً بالمراوح المُماثلة بدون ريش. تحدث هذه الزيادة دون أي طاقة دخل إضافية تقريبًا - حيث يبقى حمل المحرك ثابتًا تقريبًا بينما تُنتج المروحة ضغطًا مُفيدًا أكثر.

من المهم ملاحظة أن ريش التوجيه تكون أكثر فائدة عندما يكون للمروحة مساحة في مخرجها (لقسم الريش) وتعمل بضغط متوسط إلى مرتفع. في المراوح ذات الضغط المنخفض جدًا أو الصغيرة جدًا، تُضيف الريش تكلفةً وتُقيد التدفق، وهو ما قد لا يُجدي نفعًا. أما بالنسبة للمراوح عالية التدفق في أنظمة القنوات الطويلة، أو حيث تتطلب السلامة ضغطًا مستقرًا (مثل مراوح عادم الدخان)، فإن الريش شائعة الاستخدام. عمليًا، يختار المهندسون مراوح الريش المحورية للأحجام الأكبر أو الضغوط الأعلى، حيث يُحسّن تعديل التدفق كفاءة التبريد بشكل ملحوظ.

التطبيقات الشائعة

تظهر المراوح المحورية ذات الريشة التوجيهية في العديد من أنظمة التهوية والعادم، وخاصة في السياقات التي تتطلب التحكم في التدفق والضغط العالي:

• تهوية المباني التجارية: غالبًا ما تستخدم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الكبيرة ومراوح الشفط في المكاتب والمدارس ومراكز التسوق تصاميم محورية ريشية. على سبيل المثال، تعتمد مراوح عادم الدخان ومراوح ضغط السلالم في المباني التجارية على مراوح عالية السعة. تساعد ريش التوجيه هذه المراوح التجارية على تحقيق الضغط الساكن المطلوب بكفاءة أعلى. كما تستفيد وحدات الأسطح (مراوح السقف) التي تتعامل مع أحجام كبيرة، لأن الريش تسمح للمروحة الواحدة بتوفير ضغط أعلى دون الحاجة إلى طاقة إضافية.

• مراوح عادم الدخان والسلامة من الحرائق: في أنظمة التحكم في الدخان، يجب أن تعمل المراوح (غالبًا ما تكون مزودة بمخمدات الحريق/الدخان) على تحريك الهواء بكفاءة حتى في حالات الطوارئ. تُحسّن ريش التوجيه قدرة المروحة على الحفاظ على تدفق الهواء عبر قنوات مغلقة جزئيًا أو متغيرة، مما يُعزز السلامة من الحرائق. في الواقع، غالبًا ما توفر المنتجات المعتمدة لعادم الدخان أقسامًا اختيارية لريش التوجيه. وكما ذكر أحد المصنّعين، فإن إضافة ريش التوجيه "يُمكّن من زيادة الضغط والكفاءة" لمراوح عادم الدخان. هذا يضمن أن تقوم المراوح بإزالة الدخان بفعالية من خلال مخمدات الدخان وفتحات التهوية في حالات الطوارئ.

• مراوح التهوية الصناعية: تستخدم المصانع والمستودعات ووحدات المعالجة مراوح محورية شديدة التحمل لتحريك الهواء، واستخراج الأبخرة، والتبريد. غالبًا ما تأتي هذه المراوح الصناعية بأنواع مختلفة من المراوح ذات الريش المحوري. تستعيد الريش الثابتة الطاقة من التدفق الكثيف والمضطرب، تاركةً دوافع كبيرة، مما يسمح للمروحة بدفع الهواء لمسافة أبعد (مع ثبات أعلى) أو استخدام محركات أصغر. تُصنع العديد من مراوح التهوية الصناعية السقفية والقنواتية ذات الريش المحوري لهذا السبب تحديدًا.

• مراوح الأنفاق والمترو: تتطلب تهوية الأنفاق والمناجم والمترو تدفقًا وضغطًا عاليين للغاية. في هذه التطبيقات، تُعد ريش التوجيه معيارًا عمليًا. تشير مراجعة هندسية للتهوية إلى أنه عند استخدام المراوح المحورية في المساحات تحت الأرض أو الأنفاق، "يُعد تركيب ريش التوجيه أمرًا شائعًا". بفضل القنوات الطويلة ومتطلبات السلامة العالية، تُصبح كل ذرة ضغط مستردة بالدوامة مهمة. غالبًا ما تُزود مراوح الأنفاق بريش مخرج لزيادة أداء الاستخراج إلى أقصى حد مع توفير الطاقة.

• مراوح الطاقة النووية: تتطلب تهوية محطات الطاقة النووية مراوح قوية وعالية الكفاءة. عادةً ما تكون المراوح المحورية المخصصة للطاقة النووية هي الأكبر حجمًا، ويجب أن تتمتع بموثوقية عالية. في هذا السياق، تلعب ريشات توجيه المخرج (OGVs) دورًا بالغ الأهمية. تُبرز دراسة حديثة لتصميم المراوح النووية أن إضافة ريشات توجيه مخرج مُحسّنة "يستعيد الطاقة الحركية" لمخرج الدافع، ويزيد الضغط الكلي والكفاءة بشكل كبير. في الواقع، تُظهر المراوح النووية المزودة بريش توجيه زيادات ملحوظة في الضغط وتشغيلًا أكثر هدوءًا مقارنةً بالمراوح غير المزودة بريش، مما يؤكد قيمة الريش حتى في أكثر التطبيقات تطلبًا.

في جميع هذه الحالات، يُشير مُصنِّعو مراوح التهوية وشفط الدخان إلى أن تصميمات الريش المحورية هي "التصميم المحوري الأكثر كفاءة" لتلبية احتياجات التدفق العالي والضغط المتوسط إلى العالي. تسمح ريش التوجيه للمروحة بتوليد ضغط أعلى مع استهلاك طاقة أقل.

العمل مع مصنعي مراوح التهوية وشفاطات الدخان

عند التخطيط لنظام تهوية أو عادم، يُنصح باستشارة مصنّعي المراوح ذوي الخبرة. يدرك كبار مصنّعي مراوح التهوية وعوادم الدخان دور ريش التوجيه. يُقدّم العديد منهم مراوح ريش محورية أو أقسام ريش اختيارية كمعيار أساسي للمراوح الأكبر حجمًا، مُشيرين صراحةً إلى أن إضافة دليل ريش يُتيح "ضغطًا أعلى (يصل إلى 20-25% زيادة في الضغط) وكفاءة أعلى" لمراوحهم المحورية.

في الواقع، يُعدّ تحديد حجم المروحة وخيار الريشة المناسبين أمرًا مُقايضًا: فعند تجاوز حدّ تدفق/ضغط مُعيّن، تُحقق الريشات عوائد كفاءة واضحة. يُمكن للمصنّعين استخدام بيانات التصميم التجريبية لتحديد وقت إضافة الريش. كما يُراعون الهندسة - عدد الريش، وزاوية الانحناء، والطول المحوري، وما إلى ذلك - لتحسين الأداء في كل تطبيق. على سبيل المثال، بالنسبة لنا في شركة SHUANGYANG FAN، نُضيف ريشة توجيه لمروحة DTF ذات الخطوة المتغيرة عندما يكون قطر دافعها أكبر من 12.5 ديسيمتر.

من خلال العمل مع شركة مصنعة ذات خبرة في مجال التهوية ومراوح عادم الدخان، يمكن للمهندسين التأكد من استخدام ريش التوجيه حيث توفر أقصى فائدة، دون الإفراط في بناء المروحة.

الخلاصة: باختصار، تُعدّ مراوح التوجيه طريقةً فعّالة لتعزيز كفاءة المراوح المحورية. فمن خلال تعديل تدفق ما بعد المكره واستعادة الضغط الديناميكي، تُوفّر المراوح عادةً ما بين 5% و15% من الطاقة، بالإضافة إلى ضغطٍ ساكنٍ أعلى على محرك المروحة نفسه. تُعد هذه المزايا بالغة الأهمية في أنظمة التهوية والعادم عالية الحجم، بدءًا من أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في المباني التجارية ومراوح الأسطح، وصولًا إلى أنظمة عادم الدخان المزودة بمخمّدات أمان من الحرائق، وصولًا إلى مراوح التهوية الصناعية الكبيرة ومراوح الأنفاق، وحتى مراوح محطات الطاقة النووية. عندما تكون الكفاءة، والقدرة على الضغط، وتقليل الضوضاء من الأولويات، تُعدّ مراوح الريش المحورية الخيار الأمثل عمومًا. في جميع هذه الأنظمة، يضمن التعاون مع مُصنّع ذي خبرة في مراوح التهوية وعادم الدخان تحديد مواصفات مراوح التوجيه بدقة، مما يُوفّر تدفق هواء مثاليًا مع أقصى قدر من التوفير في الطاقة.

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