مكونات ديناميكية هوائية

ريش توجيه

أدلة ديناميكية هوائية دقيقة تتميز بتقنية التبريد المدمجة الثورية الخاصة بنا. تقديم كفاءة تدفق رائدة في الصناعة لأنفاق الرياح، وأنظمة HVAC المتقدمة، ومجاري الهواء الصناعية.

ريش توجيه
نظرة عامةالمبادئ والكفاءةأبرز ميزات المنتجالتطبيقاتالتركيبالوثائقالمراجع

مقدمة عن ريش التوجيه

في مجال إدارة تدفق الهواء، يلعب تصميم زوايا المجاري دوراً رئيسياً في كفاءة ووظائف التهوية، وأنظمة HVAC، وأنفاق الرياح. عندما يُجبر الهواء على القيام بدوران حاد، كما هو مطلوب غالباً في مجاري الهواء، فإنه يواجه مقاومة هيدروليكية متزايدة، مما يؤدي إلى ارتفاع خسائر الضغط والاضطراب. هذا لا يضر بكفاءة النظام من خلال المطالبة بمزيد من الطاقة للحفاظ على تدفق الهواء فحسب، بل يؤثر أيضاً على السلامة الهيكلية لمجاري الهواء بسبب الضغوط غير المتساوية التي تمارسها التدفقات المضطربة.

هنا يأتي دور ريش التوجيه، والمعروفة أيضاً باسم ريش الزوايا أو الريش الموجهة (الشكل 1). تم تصميم ريش زوايا المجاري ليتم تثبيتها داخل الزوايا، وهي تسمح للهواء بالانتقال عبر الدوران بأقل مقاومة، مما يقلل بشكل فعال من خسائر الضغط ويخفف من الاضطراب دون الحاجة إلى المساحة الإضافية التي تتطلبها الانحناءات نصف القطرية الملساء. هذا يجعل ريش التوجيه حلاً مثالياً لإدارة تدفق الهواء بكفاءة في مساحة مدمجة.

تجميعة مقطع زاوية ريشة توجيه Tunnel Tech

الشكل 1. تجميعة مقطع زاوية ريشة توجيه Tunnel Tech

مقاطع ريش توجيه عالية الأداء تنافس حلول HVAC العامة.

الحل التقليدي للتغلب على الظواهر الضارة المذكورة المتمثلة في زيادة الاضطراب وفقد الضغط والضوضاء في مجرى منحني بشدة هو تصميم أكواع مجاري شعاعية (الشكل 2 و الشكل 4، الحالة 2). هذه الأكواع، على الرغم من فعاليتها في بعض التخفيف من الاضطراب والضوضاء وخسائر الضغط (والتي تعد شائعة في الانحناء الحاد كما يظهر في الشكل 4، الحالة 1)، إلا أن لها مجموعة من المشكلات الخاصة بها.

يتم عرض العديد من مجاري التهوية التقليدية ذات دوران مصنوع من صفائح معدنية منحنية بسلاسة مع موجهات تدفق مثنية في الشكل 2 على اليسار. تمثل الصورة أمثلة قليلة للمتغيرات القياسية الشائعة الاستخدام في مجاري HVAC، على سبيل المثال المتوافقة مع معايير مجاري الهواء DW144.

تعد حلول المجاري هذه شائعة وفعالة من حيث التكلفة للتطبيقات الصغيرة في الهندسة المدنية والشركات الصغيرة وأنظمة HVAC منخفضة الطاقة حيث لا تمثل تكلفة الطاقة عاملاً مهماً. ومع ذلك، فإن هذا التصميم ليس حلاً جيداً لأنظمة التهوية والتبريد في النطاق المتوسط والكبير وتوليد الطاقة عالي السعة، وعلم المعادن، والآلات التوربينية، والمبادلات الحرارية، واسترداد الحرارة المهدرة، وتطبيقات الطاقة الخضراء والمتجددة الحديثة حيث تعد الكفاءة الهيدروليكية وتوفير الطاقة أمراً ضرورياً.

ومع ذلك، ليست هناك حاجة لبناء مجرى مخصص غير قياسي في كل مرة يحتاج فيها استهلاك الطاقة لشبكة هيدروليكية إلى التحسين إلى حد الكمال. يُظهر الشكل 2 نفسه على اليمين متغيراً لمقطع ريشة التوجيه القطرية من Tunnel Tech، وهو موفر للطاقة، ومنخفض الضوضاء، ومنخفض الاضطراب، مع تلبية معايير الصناعة لأنظمة HVAC، ولكن يمكن استخدامه أيضاً في حالات الاستخدام الصناعي واسع النطاق وعالي الطاقة. يظهر مثال لمنشأة واسعة النطاق حيث يمكن دمج مقطع ريشة التوجيه القطرية بسهولة في الشكل 3.

كوع أملس تقليدي متوسط النطاق لنظام HVAC مع ريشة تقسيم مصنوعة من صفائح معدنية، معيار DW144 (على اليسار)، وتجميعة قطرية لريشة توجيه Tunnel Tech عالية الأداء لمجاري الهواء القياسية (على اليمين)

الشكل 2. كوع أملس تقليدي متوسط النطاق لنظام HVAC مع ريشة تقسيم مصنوعة من صفائح معدنية، معيار DW144 (على اليسار)، وتجميعة قطرية لريشة توجيه Tunnel Tech عالية الأداء لمجاري الهواء القياسية (على اليمين).

مقاطع توجيه مجاري الهواء واسعة النطاق من Tunnel Tech لأنفاق الرياح وتوليد الطاقة والتطبيقات الصناعية

الشكل 3. مقاطع توجيه مجاري الهواء واسعة النطاق من Tunnel Tech لأنفاق الرياح وتوليد الطاقة والتطبيقات الصناعية.

تصميم ريش التوجيه لتقليل هبوط الضغط والاضطراب والضوضاء

لمقارنة تصميمات زوايا التوجيه المختلفة، يتم إعطاء هبوط الضغط (ΔP) وأنماط التدفق المحاكاة بواسطة CFD في الشكل 4 أدناه. تم اختيار سرعة تدفق هواء عند المدخل تبلغ 20 م/ث ومجرى مربع 2×2 متر كمثال توضيحي. تم اختيار نطاق السرعة 20 م/ث لأغراض التوضيح، حيث أن أنفاق الرياح العمودية الاحترافية للقفز الحر الداخلي تعمل عادةً معظم الوقت في أوضاع تتراوح فيها سرعة التدفق في المقطع الدوار بين 10 و 30 م/ث. تم إجراء حسابات CFD لضغط جوي قياسي واحد عند 20 درجة مئوية ورطوبة هواء صفرية مع غاز قابل للانضغاط وجدار كظوم بخشونة 250 ميكرومتر. تم استخدام شبكة من 6 إلى 10 ملايين خلية لكل مجال. تم تطبيق ملف تعريف مدخل مسطح واضطراب بنسبة 2% عند حد المدخل. تمت معالجة الاضطراب باستخدام نموذج k-ε.

ملاحظة هامة! يرجى ملاحظة أن الرسوم التوضيحية المعروضة في الشكل 4 هي أمثلة محددة، تم تقديمها فقط لغرض توضيح مبادئ التشغيل ومقارنة أنواع قليلة من مقاطع الزوايا الدوارة. لا يمكن تفسير هذه الحالات على أنها عامة لكل حالة استخدام على الإطلاق. بالنسبة لكل نظام تهوية حقيقي أو شبكة هيدروليكية أخرى، يجب أخذ المعلمات الهيدروليكية المحددة، وحجم المجرى وشكله، والخشونة والمخالفات الهيكلية، وعدم تجانس التدفق، والمعلمات الفيزيائية الدقيقة للغاز في الاعتبار لكل نقطة حسابية. يمكنك طلب مثل هذا الحساب لنظام معين عن طريق الاتصال بنا.

يتم وصف حالات التصميم التالية:

  1. مقطع زاوية بدون ريش توجيه.
  2. مقطع زاوية منحني بسلاسة (نصف القطر = ½ ارتفاع المجرى) مع موجهات تدفق منحنية شعاعياً. يعتمد هبوط الضغط أيضاً على عدد وهندسة فواصل المجرى. يظهر المثال مع الحد الأدنى من عدد ألواح تقسيم تدفق الهواء ذات الشكل الأمثل.
  3. ألواح رقيقة بسيطة منحنية شعاعياً (بسمك 10-20 مم).
  4. ريش توجيه نموذجية غير محسنة لأقرب المنافسين.
  5. ريش توجيه Tunnel Tech (TTE-TV) ذات مقطع جانبي محسن.

المشكلة الأكثر أهمية في المجاري المنحنية الدائرية التي تحتوي على عدد قليل من فواصل الألواح المثنية البسيطة (أو بدون ريش توجيه على الإطلاق) هي نمط توزيع الضغط والسرعة عند مخرج مقطع التوجيه (الشكل 4، الحالة 2، انظر المقطع العرضي للمخرج). يُظهر هذا النمط أن السرعة ستزداد من الجدار الخارجي إلى الجدار الداخلي لكل مجال فرعي للتدفق، مما يؤدي إلى تدفق غير متجانس، واضطراب كبير، وضوضاء. كلما صغر نصف قطر الدوران، زادت احتمالية انفصال التدفق، وتشويه مجال الضغط والسرعة، ومستوى الضوضاء، وقيمة هبوط الضغط.

الطريقة الوحيدة للتغلب على هذه المشكلات هي نصف قطر انحناء كبير لمقطع الزاوية هذا وزيادة في عدد ريش توجيه تدفق الهواء. وهنا تكمن المشكلة الثانية – المساحة المتزايدة المطلوبة لاستيعاب مثل هذه الانحناءات والتكلفة المادية للعديد من فواصل مجاري الهواء الشعاعية، بحجم المقطع العرضي للمجرى. في أنظمة مجاري الهواء الكبيرة، يمكن أن يؤدي تنفيذ انحناءات نصف قطرية سلسة إلى هياكل كبيرة بشكل غير معقول، مما يجعل هذا النهج غير عملي في العديد من السيناريوهات، خاصة عندما تكون المساحة محدودة. تظهر المساحة الإضافية المطلوبة بالخطوط المتقطعة في الشكل 4، الحالة 2 أدناه. يجب على المرء زيادة ارتفاع وعرض كل منعطف بحد أدنى ½ من حجم المجرى. بالنسبة لأنفاق الرياح ذات الدارة المغلقة، يعني هذا زيادة أبعاد المبنى بعدة أمتار في كل اتجاه، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف مجاري الهواء وزيادة الاستثمارات الرأسمالية. بالإضافة إلى ذلك، سيكلف كل مقسم تدفق نفس تكلفة جدار المجرى.

مقاطع الزوايا في مجاري الهواء - مقارنة التصميم والأداء

الشكل 4. مقاطع الزوايا في مجاري الهواء - مقارنة التصميم والأداء

الحل الأمثل لأنفاق الرياح والتهوية الصناعية هو ريش التوجيه الدوارة ذات المقطع الانسيابي (الجناح) المرتبة على طول القطر كما هو موضح في الشكل 4، الحالات 3-5.

تتوافق جميع صور CFD أعلاه مع مقطع زاوية مجرى الهواء بمدخل 2×2 متر عند سرعة تدفق هواء تبلغ 20 م/ث، كمثال، وهو الأكثر صلة بحالات استخدام القفز الحر الداخلي وأنفاق الرياح دون الصوتية منخفضة السرعة.

يُظهر الشكل 4 الحالة 3 مقطع زاوية بريش توجيه بسيطة مصنوعة من صفائح معدنية رقيقة مثنية. الشكل 4 الحالة 4 هو أفضل مثال لريش التوجيه الدوارة المتاحة من أقرب منافسي TunnelTech. كلاهما يتميز بطول وتر أصغر وشكل انسيابي غير محسن، مما يؤدي إلى ما يبدو أنه عدم تجانس متبقي في التدفق عند مخرج المقطع، ومقاومة ديناميكية هوائية أكبر وضوضاء في مجرى الهواء. عادة ما تتجاوز الريش الرقيقة المصنوعة من صفائح معدنية بسيطة مثنية مستويات الضوضاء المسموح بها حتى عند سرعة الهواء المنخفضة، كما أن الخيار ذو المقطع السميك والقصير مع نسبة وتر إلى سمك منخفضة سيكون له أيضاً مساحة سطح أصغر، وهو أمر غير مرغوب فيه في التطبيقات التي تستخدم فيها ريش التوجيه المبردة لنقل الحرارة.

في الجزء السفلي من الشكل 4 الحالة 5، يظهر زاوية مجرى الهواء المجهزة بـ ريش توجيه Tunnel Tech عالية الأداء (للطلب، يُرجى الرجوع إلى رقم القطعة التالي: TTE-TV-90). كما يتضح من المقاطع العرضية، يكون التدفق أكثر تجانساً في حالة ريش التوجيه ذات المقطع الجانبي المناسب، مما يؤدي إلى هبوط أقل في الضغط واضطراب منخفض.

كما أن ملف ضغط/سرعة الهواء عند المخرج أفضل بكثير لمقاطع زوايا Tunnel Tech المجهزة بريش ذات وتر طويل مقارنة بالحالات الأخرى. وينتج عن ذلك جودة ديناميكية هوائية لا مثيل لها من Tunnel Tech، كما يتضح من التقييمات العديدة من قبل محترفي القفز المظلي وغيرهم من العملاء.

تتوفر جميع البيانات التي تمت مناقشتها أعلاه، بما في ذلك طول الوتر وخيارات التبريد، في <strong>الجدول 1</strong> أيضاً.

الجدول 1. المعلمات المقارنة للحالات 1-5 من الشكل 4.
الحالة / نوع الريشةΔP (باسكال) (*)ξ (*)طول الوتر (مم)التبريد
1. بدون ريش، دوران حاد1140.47—لا
2. مقطع زاوية منحني بسلاسة410.17> 2000لا
3. ألواح رقيقة بسيطة منحنية شعاعياً800.33250–500لا
4. ريش توجيه لأقرب المنافسين880.37280نعم
5. ريش توجيه محسنة من Tunnel Tech570.24500نعم

تُعطى قيم معامل الفقد الهيدروليكي لنطاق السرعة حتى 100 م/ث لمقطع دوران المجرى مع ريش TunnelTech والمنافسين، دون أي اختلاف بسبب اختيار البيانات الأولية، في الشكل 5.

يتم تقديم المزيد من التفاصيل حول الخسائر الهيدروليكية على طول المجرى، والمقاومة الموضعية، ومعامل الفقد الهيدروليكي الإجمالي أدناه.

مقارنة مقطع التوجيه بين Tunnel Tech والمنافسين. معامل الفقد الهيدروليكي لدارسي-فايسباخ لنفس الهندسة وظروف الحساب الأولية.

الشكل 5. مقارنة مقطع التوجيه بين Tunnel Tech والمنافسين. معامل الفقد الهيدروليكي لدارسي-فايسباخ لنفس الهندسة وظروف الحساب الأولية.

تخفيف الاضطراب لإجراء حسابات هيدروليكية وهيكلية موثوقة للسلامة

مقياس اضطراب مقطع ريشة الزاوية من Tunnel Tech (م) عند 20 م/ث

الشكل 6. مقياس اضطراب مقطع ريشة الزاوية من Tunnel Tech (م) عند 20 م/ث

يعد ملف الضغط/السرعة السلس والمتوقع مهماً بشكل خاص للتطبيقات التي لا يكون فيها الاضطراب العالي أو انفصال التدفق مقبولاً، مثل أنفاق الرياح التجريبية، ومرافق القفز الحر الداخلي، والتطبيقات عالية الطاقة. هذه الظواهر الطفيلية، بالإضافة إلى نبضات الضغط الناتجة عن انفصال التدفق والاضطراب واسع النطاق، غير مقبولة أيضاً في المنشآت التي تتطلب غياب الاهتزازات المستحثة صوتياً وحيث لا يُسمح بأي انحرافات في الضغط الساكن بسبب متطلبات الاستقرار الهيكلي لمجرى الهواء. بالإضافة إلى ذلك، تعد هذه التدفقات المضطربة مصدراً شائعاً للضوضاء، مما يقلل من الأداء العام للنظام والراحة المقدمة للمستخدمين النهائيين.

يجب أيضاً مراعاة أن عدم انتظام التدفق يميل إلى التطور والاشتداد بشكل أكبر، إذا لم يتم استخدام مقومات خاصة، أو هياكل خلية النحل، أو شبكات إزالة الاضطراب، أو أجهزة إدارة تدفق الهواء الأخرى [1-3]. يتطلب التحليل الديناميكي الدقيق للغاز حساب مقاومة كل عنصر تالٍ في مجرى الهواء مع مراعاة ملف الضغط/السرعة الحقيقي عند المدخل، والذي يتم إنشاؤه في العنصر السابق من الشبكة الهيدروليكية. بالنسبة للشبكات الهيدروليكية الطويلة، غالباً ما يكون من المستحيل إجراء محاكاة CFD للنظام بأكمله بسبب الأبعاد الضخمة. في مثل هذه الحالة، يتم استخدام حسابات شبه تجريبية تقريبية تتضمن أرقاماً لابعدية للموائع ومعايير هندسية [4] أو برامج تعتمد على مثل هذه الطرق. كما يتم عادةً إجراء نمذجة FEA لتحديد الاستقرار الهيكلي للمجرى مع تطبيق مجال ضغط ساكن مستقر على جدران المجرى. وبالتالي، فإن عدم انتظام التدفق الشديد الذي يتطور في اتجاه مجرى التدفق يمكن أن يُدخل أيضاً خطأً في التحقيقات الحاسمة للسلامة للهياكل الحاملة.

لا تتعامل الطرق التقريبية عادةً مع تشوه ملف السرعة عند المدخل إلى عنصر الشبكة الهيدروليكية، وفي أحسن الأحوال تأخذ في الاعتبار ما إذا كان الملف متطوراً أو لم يتطور بعد (متجانس)، ومعلمات الطبقة الحدية. في أنفاق الرياح وأنظمة التهوية الصناعية، يمكن أن يتسبب كل دوران للتدفق في عدم تجانس ودوران قوي للتدفق، مما يؤدي إلى عدم اليقين في حسابات المقاومة الهيدروليكية في الشبكات الهيدروليكية الطويلة. لذلك، حيثما أمكن، يجب على المرء تجنب ظهور عدم انتظام كبير في ملف السرعة.

يمكن ملاحظة ذلك في الشكل 6 ومما تم توضيحه أعلاه أن معلمات مقاطع التوجيه مع ريش توجيه TunnelTech هي بحيث لا تخلق اضطرابات تدفق إضافية ولكن يمكن استخدامها أيضاً لتخميد الدوامات وعدم التجانس في اتجاه مجرى التدفق لمقطع التوجيه. وبالتالي، يمكن أن يعمل المقطع الدوار مع ريش TunnelTech أيضاً كمقوم تدفق فعال، يتم تثبيته بعد المروحة المحورية، أو ناشر المجرى، أو المبادل الحراري، أو مقطع الاختبار، أو التفرع أو التوصيل في مجرى، أو أي كائن آخر يولد الاضطراب.

معامل المقاومة الموضعية

يمكن حساب خصائص المقاومة الموضعية لزاوية الدوران باستخدام معادلة دارسي-فايسباخ المعروفة:

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

حيث:

  • ΔP – إجمالي فقد الضغط (هبوط الضغط) بالباسكال؛
  • ξ – معامل المقاومة الموضعية (دارسي-فايسباخ)؛
  • ρ – كثافة المائع (كجم/م³)؛
  • V – سرعة المائع عند المقطع العرضي للمدخل (م/ث).

تعتمد هذه المعلمات، التي تحدد كفاءة الطاقة لمجرى الهواء، بشكل كبير على تصميم ريش التوجيه.

وفقاً لـ [4]، يمكن تمثيل المقاومة الإجمالية لعنصر هيدروليكي معقد كمجموع لمقاومة احتكاك الطول ξL والمقاومة الموضعية ξ0:

ξSUM = ξL + ξ0

بالنسبة لمجرى الهواء المستقيم، تتناسب مقاومة الطول طردياً مع الطول وعكسياً مع القطر الهيدروليكي، وهو ما يُعبر عنه بالصيغة:

ξL = (L / D) · f

حيث f هو معامل احتكاك دارسي.

في حالة الأنابيب ذات الأشكال البسيطة (أي الدائرية، المربعة، السداسية)، يمكن التعبير عن f باعتماد غير خطي فقط على رقم رينولدز – انظر الفصل 2 في [4] أو https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation

يمكن حساب معامل الاحتكاك f لأنبوب دائري بسيط (مجرى دائري) بجدران ملساء، مع ملف تدفق مستقر متطور عند المدخل وللنظام المضطرب (أرقام رينولدز Re > 4×103) بالصيغة:

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

بالنسبة للمجاري الحقيقية، يجب أيضاً أخذ الخشونة في الاعتبار.

يُظهر الشكل 7 أدناه رسماً بيانياً لـ معامل احتكاك دارسي مقابل رقم رينولدز Re لخشونة جدار نسبية مختلفة، والذي نشره نيكورادزي لأول مرة في [5-8]. يُعرف هذا الرسم البياني أيضاً باسم مخطط مودي [9] أو ارتباط كولبروك-وايت [10-11]. يمكن العثور على دراسة حديثة للأنابيب الملساء في [12].

يوضح هذا المخطط الاعتماد المعقد لـ f(Re) لأنبوب دائري ذي خشونة مختلفة. بالنسبة للأنابيب المربعة وغيرها من الأنابيب غير الدائرية، سيكون المخطط أكثر تعقيداً. وبالتالي، يجب أخذ أنظمة التدفق (رقم رينولدز)، وشكل المجرى، وخشونة الجدار النسبية في الاعتبار.

مخطط مودي (المعروف أيضاً باسم نيكورادزي)، يوضح معامل احتكاك دارسي-فايسباخ fD مرسوماً مقابل رقم رينولدز Re لخشونة نسبية مختلفة

الشكل 7. مخطط مودي (المعروف أيضاً باسم نيكورادزي)، يوضح معامل احتكاك دارسي-فايسباخ fD مرسوماً مقابل رقم رينولدز Re لخشونة نسبية مختلفة – المخطط الأصلي: S Beck و R Collins، جامعة شيفيلد، تمت مشاركته بموجب CC BY-SA 4.0، wikimedia.org

في حالة المجاري الخشنة الحقيقية، لا يزال من الممكن تمثيل المقاومة الإجمالية كمجموع ξSUM = ξL + ξ0 لمقاومة الطول والمقاومة الموضعية.

يبسط هذا التمثيل للمجموع دراسة معلمات المجرى، حيث يمكن حساب المقاومة الموضعية ξ0 لهندسة عنصر مبسطة – على سبيل المثال، في صياغة دورية للمشكلة مع مجال حساب أصغر أو في إصدار ثنائي الأبعاد للمشكلة. لاحظ الحجم الهائل للمجال الحسابي للأمثلة الموضحة في الشكل 4، حيث يبلغ ارتفاع المقطع 3 أمتار وطوله 18 متراً، ويبدأ تقارب الشبكة في الظهور بشكل مناسب عند حجم يزيد عن 10 ملايين عنصر شبكي. يمكن أن يحتوي متغير صياغة المشكلة مع شروط دورية أو ثنائية الأبعاد لهذه الحالات على عدد أقل من عناصر الشبكة بمقدار أسّي، وسيستغرق الحساب المبسط لكل نقطة سرعة للرسم البياني ΔP(v) بضع دقائق أو حتى ثوانٍ بدلاً من ساعات.

وبالتالي، فإن التقسيم إلى مجموع مقاومتين يمكن أن يبسط الحسابات بشكل كبير – يمكن للمرء تحديد المقاومة الموضعية ξ0 بسرعة ثم يمكن إضافة مقاومة الطول ξL. يمكن تقدير هذه الأخيرة بسرعة من الجداول المعروفة أو بواسطة صيغ تقريبية باستخدام معادلات مبسطة تعتمد على الأرقام اللابعدية ومعلمات هندسة مجرى الهواء. بالنسبة للعناصر الهيدروليكية وشبكات المجاري ذات التغيرات المفاجئة في اتجاه التدفق، (الأكواع ذات الزوايا، الانحناءات الملساء، الانحناءات بزوايا مختلفة مع وبدون ريش توجيه)، يتم تقديم نهج وطريقة مماثلة في الفصلين 6-1 و 6-2 في دليل المقاومة الهيدروليكية الشامل [4].

المواصفات الفنية

بيانات فنية شاملة للهندسة الدقيقة وحسابات الأداء.

عام
طول الوتر (Chord Length)500 mm
نسبة الوتر إلى التباعد≥3:1
زاوية الدوران90° (مخصص متاح)
الوزن لكل متر14.53 kg/m
المادةألومنيوم مؤكسد
معالجة السطحمؤكسد (Anodized)
قنوات التبريد6
الطول المتاح500 - 10,000 mm

تكنولوجيا التبريد المدمجة

بإحداث ثورة في تصميم الأنفاق، تتميز ريش التوجيه الخاصة بنا بقنوات تبريد داخلية مدمجة—مما يوفر كفاءة تبادل حراري فائقة دون المساس بجودة تدفق الهواء.

  • قدرة هائلة على تبديد الحرارة، قابلة للتطوير من مئات الكيلوواط إلى عشرات الميجاواط.
  • إدارة حرارية فعالة مع عدم وجود أي تأثير سلبي على اضطراب تدفق الهواء أو جودة التيار.
  • مصممة بست قنوات تبريد داخلية مدمجة لكل ريشة لأقصى كفاءة حرارية
  • تكامل سلس مع البنى التحتية القياسية لتبريد المياه الصناعية
تكنولوجيا التبريد المدمجة

أبرز ميزات المنتج

تأتي ريش توجيه تدفق الهواء من Tunnel Tech (منتج TTE-TV) في طليعة هذه التكنولوجيا، حيث توفر كفاءة لا مثيل لها في إدارة تدفق الهواء. تم تصميم منتجاتنا لمجموعة واسعة من التطبيقات، بدءاً من مرافق القفز الحر الداخلي وأنفاق الرياح إلى أنظمة HVAC والتهوية، مما يجسد أحدث ما توصل إليه التصميم الديناميكي الهوائي وكفاءة الطاقة.

شفة ريشة توجيه Tunnel Tech

أداء مقطع ريش التوجيه في مجاري الهواء

تضع ريش توجيه تدفق الهواء عالية الأداء من Tunnel Tech معيار الصناعة للطاقة والكفاءة الديناميكية الهوائية. تم تصميم ريش التوجيه الموفرة للطاقة لدينا لتقليل الاحتكاك الديناميكي الهوائي، مما يضمن تدفق هواء سلس وتقليل استهلاك الطاقة.

تتمتع ريش توجيه TunnelTech بخصائص مقاومة موضعية ممتازة لمجاري الهواء. يتم عرض معلمات المقاومة، المحسوبة باستخدام معادلة دارسي-فايسباخ، كما هو موضح أعلاه، في الأشكال التالية (انظر الشكل 8 أدناه) وفي ورقة بيانات ريش التوجيه.

بشكل عام، بالنسبة للحالة التي يكون فيها حجم المجرى غير معروف، يتم إعطاء القيم لعنصر مثالي يتميز بشروط حدودية جانبية دورية، دون الأخذ في الاعتبار المساهمة التي تقدمها مقاومة الجدار الإضافية على طول الطول، والخشونة وتأثير المعلمات الموضعية الأخرى. في الشكل 8 يتم إعطاء القيم لعنصر زاوية دوار مثالي مع ريش Tunnel Tech، والذي تم حسابه في تقريب التسلسل الدوري اللانهائي لمجموعة من 15 ريشة مع شروط حدودية دورية.

الشكل 8. معامل المقاومة الموضعية لريشة توجيه Tunnel Tech وهبوط الضغط المقابل.

إذا كان نظام HVAC أو أي نظام هيدروليكي آخر يتكون من مجاري لا تغير بشكل عام شكل المقطع العرضي لمنطقة التدفق على طول مسار التدفق، فمن الملائم تقدير المقاومة لكل وحدة طول للحسابات التقريبية (يتم تقديرها، بالطبع، لنطاق السرعة بأكمله):

KL = ξL / L = f / Dh

حيث Dh هو القطر الهيدروليكي للمجرى. من السهل تحديد قيمة KL من الكتب المرجعية، كما نوقش أعلاه. وبالتالي، بضرب هذا في الطول، وإضافة قيم المقاومة الموضعية ξ0 التي تم الحصول عليها من أوراق البيانات أو حسابها بشكل مستقل، يمكن تقدير إجمالي فقد الضغط في النظام بسرعة.

ξSUM = KL · L + ξ0

الأمثلة التوضيحية أعلاه الموضحة في الشكل 4 لمجرى مربع 2×2 متر مع معلمات الغاز والخشونة المستخدمة في الحساب لها مقاومة لكل وحدة طول في حدود K<sub>L</sub> = ξ<sub>L</sub> / L ~ 2.1 باسكال. تنطبق هذه القيمة عند تقييم مجرى مربع دون احتساب الانحناءات أو الريش أو المعدات الداخلية الأخرى. بالنسبة لطول كامل يبلغ 21 متراً تقطعه كتلة الهواء على طول المجرى، سيعطي هبوطاً في الضغط يبلغ حوالي 44 باسكال. وبإضافة القيمة الموضحة في الشكل 8 إلى ذلك (11 باسكال لسرعة 20 م/ث مأخوذة وفقاً لورقة بيانات ريش التوجيه (الجدول A.2.1) يعطي مقاومة إجمالية تبلغ 55 باسكال لمقطع مجرى مربع حقيقي 2×2 مع ريش دوارة فيه. تتوافق هذه القيمة بشكل جيد مع القيمة الموضحة في الشكل 4، الحالة 5.

يمكن العثور بسهولة على مزيد من المعلومات حول الطرق التقريبية لحساب مقاومات المجاري من أي شكل دون استخدام طرق CFD في <a href="#references">[4]</a> أو المؤلفات المماثلة.

ملاحظة هامة! يرجى ملاحظة أن الأمثلة الموضحة في الشكل 4 هي مجرد حالة خاصة لإثبات تشغيل الريش الدوارة ولا يمكن استخدامها لتقييم مجرى عشوائي! ينطبق الشكل 8 في سياق أوسع، ومع ذلك، يجب مراعاة المعلمات المحددة لمجرى العميل. يحتاج كل نظام محدد إلى تحليل مفصل، والذي يمكنك طلبه من Tunnel Tech. للحصول على حساب دقيق للمقاومة الهيدروليكية للمجرى وتقييم خبير لاستهلاك الطاقة لمعدات التهوية أو نفق الرياح الخاص بك، يرجى الاتصال بنا.

يمكن أيضاً العثور على معلومات إضافية حول الخدمات والبحث والتطوير في صفحة التكنولوجيا وفي قسم الخدمات.

ريش التوجيه للتبريد والتدفئة الصناعية

فريدة من نوعها بين ريش التوجيه لمجاري الهواء الصناعية، توفر منتجاتنا القدرة على تدوير سائل التبريد بمعدل تدفق عالٍ، مما يسمح بتبريد أو تسخين الهواء بكفاءة أثناء مروره عبر المجرى. تفتح هذه الميزة إمكانيات جديدة في التنظيم الحراري لاستخدام ريش التحكم في المناخ الداخلي والمبادلات الحرارية المدمجة في مجاري الهواء منخفضة المقاومة، مما يوفر لعملائنا حلولاً متعددة الاستخدامات لاحتياجات تدفق الهواء الخاصة بهم.

تم تقييمها باستخدام طريقة حساب HTCL (معامل نقل الحرارة لكل متر طولي)، والتي تحدد التدفق الحراري (بالواط) لكل متر من طول ريشة التوجيه لكل كلفن من متوسط فرق درجة الحرارة اللوغاريتمي (ΔTLMTD) بين الهواء الخارجي وسائل تبريد ريشة الزاوية، تم تصميم ريش التوجيه لدينا لتبديد الحرارة بشكل فعال عبر ظروف تدفق الهواء المختلفة، مما يضمن أداءً مستقراً وتنظيماً لدرجة الحرارة.

يتم عرض معلمات معامل نقل الحرارة لريش التوجيه المبردة بالماء في الشكل 9، لكل من الهواء الرطب والجاف، حيث يمثل ΔP [كيلوباسكال] فرق ضغط الماء بين منافذ دخول وخروج الريشة (الأزرق والأحمر في الشكل 10).

الشكل 10. قنوات تبريد ريش التوجيه

الشكل 9. معامل HTCL. الهواء الجاف (الرطوبة النسبية=0%) والرطب (الرطوبة النسبية=90% عند 30 درجة مئوية) عند اختلاف ضغط سائل التبريد (الماء) بين منافذ قنوات سائل التبريد للدخول والخروج.

ريش التوجيه لاسترداد الحرارة المهدرة

توفر ريش التوجيه المبردة مع قنوات التبادل الحراري المدمجة حلاً متعدد الاستخدامات لاسترداد الحرارة المهدرة عبر مجموعة متنوعة من التطبيقات. عند دمجها في أنظمة التبادل الحراري، يمكن لهذه الريش التقاط الطاقة الحرارية الزائدة التي كانت ستُفقد لولا ذلك، ونقلها إلى أنظمة استرداد الحرارة، مما يعزز بشكل كبير الكفاءة الإجمالية للنظام.

في التطبيقات العملية، يمكن استخدام هذه التكنولوجيا في مجالات متعددة. على سبيل المثال، في العمليات الصناعية، يمكن لريش التوجيه المبردة استرداد الحرارة المهدرة من غازات العادم وإعادة توجيهها لتسخين السوائل أو الهواء الوارد مسبقاً، مما يقلل من استهلاك الطاقة. في أنظمة HVAC، يتم استخدام مبادئ مماثلة من خلال أجهزة مثل أجهزة تهوية استرداد الحرارة (HRVs) وأجهزة تهوية استرداد الطاقة (ERVs)، والتي تنقل الحرارة بين تيارات هواء العادم والهواء الوارد. تقلل هذه العملية من الطاقة اللازمة لتسخين أو تبريد الهواء الوارد، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج ريش التوجيه المبردة في الأنظمة المستخدمة في قطاعات توليد الطاقة والطاقة المتجددة. على سبيل المثال، في أنظمة الحرارة والطاقة المشتركة (CHP)، يتم استرداد الحرارة المهدرة من توليد الكهرباء واستخدامها لأغراض التدفئة، مما يحسن الكفاءة الإجمالية للنظام. في أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية، يمكن أن تساعد هذه الريش في إدارة الطاقة الحرارية المستخرجة من الأرض، وتحسين عمليات نقل الحرارة.

في مبادرات الطاقة الخضراء والمتجددة، يلعب استرداد الحرارة المهدرة دوراً حاسماً في تقليل البصمة الكربونية وتعزيز استدامة أنظمة الطاقة. يتماشى هذا النهج مع مبادئ التصنيع الخالي من الهدر من خلال تحسين كفاءة الموارد وتقليل تكاليف التشغيل من خلال الإدارة الفعالة للحرارة. علاوة على ذلك، في مشاريع ESG، يوضح دمج مثل هذه التقنيات الالتزام بتقليل التأثير البيئي وتحسين استخدام الموارد، بما يتماشى مع أهداف الاستدامة الأوسع.

استرداد الحرارة – المشاريع ذات الصلة

تتمتع Tunnel Tech بخبرة واسعة في تنفيذ المشاريع التي تتضمن التبادل الحراري وأنظمة HVAC المصممة لاسترداد الحرارة المهدرة باستخدام ريش التوجيه المبردة. من خلال دمج هذه الريش في إعدادات التبادل الحراري، المصممة لالتقاط وإعادة استخدام الطاقة الحرارية التي كانت ستُفقد لولا ذلك، تتيح Tunnel Tech استرداداً أكثر فعالية للحرارة المهدرة من مختلف العمليات الصناعية والتجارية. لا يؤدي هذا النهج إلى تحسين كفاءة الطاقة فحسب، بل يدعم أيضاً أهداف الاستدامة من خلال تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.

التطبيقات

تخدم ريش التوجيه لدينا مجموعة واسعة من الصناعات والتطبيقات

أنظمة HVAC

المباني التجاريةتحسين مجاري الهواء؛ كفاءة الطاقة؛ تقليل تكاليف التشغيل؛ تعزيز الصحة والسلامة من خلال الإدارة الفعالة لجودة الهواء ودرجة الحرارة؛
المجمعات السكنيةضمان بيئات معيشية مريحة مع جودة وتدفق هواء مثاليين؛ تعزيز الصحة والسلامة؛
مراكز البياناتتحافظ ريش تدفق هواء الإدارة الحرارية على مستويات الحرارة والرطوبة الحرجة لضمان أداء الخوادم وطول عمرها؛

أنظمة تهوية الهندسة المدنية

المستشفيات ومرافق الرعاية الصحيةتوفر ريش التوجيه الهادئة تحكماً حيوياً في جودة الهواء لحماية المرضى والموظفين؛ وتعزز الصحة والسلامة من خلال الإدارة الفعالة لجودة الهواء ودرجة الحرارة
المؤسسات التعليميةخلق بيئات تعليمية ملائمة من خلال تحسين دوران الهواء

التحكم البيئي

مرافق الإلكترونيات والتكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا الأغذية وغيرها من المرافق عالية التقنية / الغرف النظيفةتنظيم درجة الحرارة والرطوبة للإنتاج عالي التقنية والمتطلب؛ تحافظ ريش توجيه تكييف الهواء على معايير تدفق الهواء الصارمة للتصنيع والأبحاث
الساحات الرياضيةضمان الراحة والسلامة للرياضيين والمتفرجين على حد سواء

التطبيقات الصناعية والمتخصصة

بناء وصيانة الأنفاقتحسين جودة الهواء والسلامة للعمال في بيئات الأنفاق؛
المرافق الصناعيةتحسين مجاري الهواء؛ كفاءة الطاقة؛ التنمية المستدامة؛ تقليل تكاليف التشغيل؛
المسابك والمرافق ذات الخدمة الشاقةكفاءة الطاقة؛ تقليل تكاليف التشغيل؛ استرداد طاقة الحرارة المهدرة؛ إزالة الكربون والممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات (ESG)؛ مجاري هواء HVAC للخدمة الشاقة؛ الإدارة الحرارية؛
الهندسة البحريةتعزيز أنظمة التهوية في السفن والغواصات لراحة الطاقم وموثوقية المعدات؛
التعدين والبناء تحت الأرضتوفير تهوية حاسمة لمواقع التعدين والهياكل الأخرى تحت الأرض لتقليل مخاطر الظروف الخطرة؛

يستفيد كل من هذه التطبيقات بشكل كبير من التصميم المتقدم والوظائف التي تتميز بها ريش توجيه TunnelTech، مما يمثل قفزة نوعية في الإدارة الفعالة لتدفق الهواء. باختيار ريش توجيه الهواء منخفضة السحب من TunnelTech، يمكن للعملاء توقع ليس فقط تلبية أهداف أداء أنظمتهم بل وتجاوزها، كل ذلك مع

  • •تقليل استهلاك الطاقة * بنسبة تصل إلى 30%
  • •تقليل الضوضاء * بنسبة 60%، مقارنة بمجاري الهواء التقليدية.

* – نتائج تجريبية لهندسة نفق الرياح TT45Pro.

للاستفسارات ومزيد من التفاصيل حول كيفية تخصيص ريش التوجيه لدينا لتناسب احتياجات معينة، يرجى التواصل مع فريقنا. دع TunnelTech تكون شريكك في تحقيق حلول الإدارة المثلى لتدفق الهواء.

التركيب والصيانة

دليل التركيب
دليل التركيب
  • •
    الأبعاد والمواصفات

    تحقق من أبعاد المجرى ومواصفات ريش التوجيه قبل التركيب

  • •
    خيارات التثبيت

    متوفرة بتكوينات التثبيت بالمشابك، والتثبيت بالمسامير، والتثبيت باللحام

  • •
    التعامل مع الأحمال

    اتبع إرشادات التعامل مع الأحمال للنقل وتحديد المواقع بأمان

  • •
    التركيب خطوة بخطوة

    تعليمات تركيب مفصلة مرفقة مع تسليم كل منتج

نصائح الصيانة
تفاصيل الصيانة
  • •
    جدول الفحص

    فحوصات بصرية منتظمة لضمان محاذاة الريش والسلامة الهيكلية

  • •
    إجراءات التنظيف

    تنظيف دوري لإزالة تراكم الغبار والحطام على أسطح الريش

  • •
    مراقبة البلى والتآكل

    مراقبة علامات التآكل أو التآكل أو التلف الميكانيكي

  • •
    دليل استكشاف الأطراف وإصلاحها

    معالجة المشكلات الشائعة مثل الاهتزاز أو الضوضاء أو انخفاض كفاءة تدفق الهواء

الوثائق

ورقة بيانات منتج TTE-TSA

تتوفر المعلومات الفنية حول تجميعات مقاطع الزوايا في نفق الرياح من Tunnel Tech ومعلمات ريش التوجيه في ورقة بيانات شاملة لمنتجات TTE-TSA و TTE-TV. تحتوي الوثائق على معلومات حول خيارات التصميم، والمقاومات الموضعية لزوايا توجيه التدفق الأفقية والعمودية بزاوية 90 درجة، بالإضافة إلى المعلمات الهيدروليكية ونقل الحرارة لريش التوجيه المبردة.

تنزيل ورقة بيانات TTE-TSA (PDF)

المراجع والمنشورات ذات الصلة

يمكن العثور على معلومات إضافية حول تصميم وتحسين الريش الدوارة لأنفاق الرياح، ومجاري الهواء الصناعية، ومجاري HVAC، ومعدات إدارة تدفق الهواء، ومقومات المراوح، وما إلى ذلك، في الروابط أدناه:

  1. Baals, D.D., و W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. فرع المعلومات العلمية والتقنية، الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء، 1981. books.google.rs
  2. Barlow, J.B., W.H. Rae, و A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
  3. Pope, A., و K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
  4. Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
  5. Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (الترجمة الإنجليزية: Laws of flow in rough pipes). تقرير فني، مذكرة ناسا الفنية 1292. اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (1950)، واشنطن العاصمة. ntrs.nasa.gov
  6. Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
  7. Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (الترجمة الإنجليزية). NASA TT F-10: 359 (1966).
  8. Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., ستوكهولم، 239-248.
  9. Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
  10. Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers، المجلد 11 الإصدار 4، فبراير 1939، ص. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
  11. Colebrook, C. F. (فبراير 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. لندن. المجلد 12 الإصدار 8، أكتوبر 1939، ص. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
  12. McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, و Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
  13. Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
  14. Cattafesta, Louis, Chris Bahr, و Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” في Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
  15. Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
  16. Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. و McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. مذكرة ناسا الفنية، ورقة AIAA 86-0044. رينو، نيفادا، يناير 1986. semanticscholar.org
  17. Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” رسالة ماجستير، جامعة ماريلاند، 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
  18. Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, و Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (26 فبراير 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
  19. Modi, P. P., و S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82، رقم 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
  20. Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, و A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26، رقم 1 (يناير 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
  21. Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
  22. Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: لندن، المملكة المتحدة، 2003؛ ص. 153–155.
  23. Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.

انظر أيضاً:

اطلب ريش التوجيه الخاصة بك

حدد الأبعاد المطلوبة، وسنقوم بتصنيع تكوين مخصص مصمم خصيصاً لمتطلباتك الفنية الدقيقة.