حاسبة الضغط الاستاتيكي للمروحة (المجاري والقدرة)
الخطوة بعد تحديد مقاسات المجاري. أدخل التدفق والمقاس والطول وΣK لكل مقطع حتى أبعد فتحة، وأضف فواقد المرشحات والملفات والهامش، لتحصل على الضغط الاستاتيكي والكلي وقدرة العمود والمحرك.
أساس الحساب
يجمع كل مقطع فاقد الاحتكاك والفاقد الموضعي، ومع المعدات والهامش يُحصل على الضغط الكلي. الاستاتيكي = الكلي − ضغط السرعة عند المخرج.
| البند | المعادلة | ملاحظات · الأساس |
|---|---|---|
| كثافة الهواء | ρ = p / (R_da · T) | هواء جاف، غاز مثالي، R_da = 287.042 J/(kg·K). تُهمل الرطوبة (~1 %) |
| فاقد الاحتكاك | Δp_f = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f من Colebrook (طباقي 64/Re)، الدالة نفسها في حاسبة المجاري |
| القطر المكافئ للمستطيل | D_e = 1.30 (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 | معادلة Huebscher للاحتكاك فقط، وضغط السرعة بالسرعة الفعلية Q/(ab) |
| الفاقد الموضعي | Δp_K = ΣK · ρV²/2 | ΣK بمضاعفات ضغط السرعة، من الجدول أو ASHRAE Duct Fitting Database |
| الضغط الكلي والاستاتيكي | P_t = (Σ Δp + Σ Δp_e) × (1 + m), P_s = P_t − Pv₁ | m = الهامش، Pv₁ = ضغط السرعة للمقطع 1 (مخرج المروحة) |
| القدرة | P_a = Q · P, P_shaft = P_a / η, P_motor ≥ P_shaft × (1 + α) | Q بوحدة m³/s، وP هو P_t أو P_s حسب أساس الكفاءة. يُقرَّب المحرك لأعلى |
معاملات الفقد الموضعي (قيم مرجعية)
قيم نموذجية فقط. يعتمد K الفعلي كثيرًا على الشكل ونسبة التدفق، فصمّم باستخدام ASHRAE Duct Fitting Database أو SMACNA أو قيم المصنّع. حُذفت وصلات T لأنها تتراوح من نحو 0 إلى أكثر من 1.
| الوصلة | K (مرجعي) | الأساس والملاحظات |
|---|---|---|
| مخرج المجرى إلى حيز واسع | 1.0 | توازن الزخم: يُفقد ضغط السرعة كله. ثقة عالية |
| مدخل حاد الحافة مستوٍ مع الجدار | 0.5 | قيمة نموذجية لدى Idelchik وASHRAE. ثقة عالية |
| توسع مفاجئ (من A₁ إلى A₂) | (1 − A₁/A₂)² | معادلة Borda-Carnot بالنسبة لضغط السرعة قبل التوسع (A₁). ثقة عالية |
| كوع دائري أملس 90° بنسبة r/D 1.5 | 0.15 | قيمة ASHRAE نموذجية (نحو 0.2 عند r/D 1.0). ثقة متوسطة |
| كوع مستطيل قائم بدون ريش توجيه، H/W 1 | 1.2 | قيمة ASHRAE نموذجية، وتخفضها ريش التوجيه كثيرًا. ثقة متوسطة |
| دامبر فراشة مفتوح بالكامل | 0.2 | قيمة ASHRAE نموذجية، تتغير بسمك الريشة والتصميم. ثقة متوسطة |
مثال
هواء 20 °C و101.325 kPa، صاج مجلفن (ε 0.09 mm). المقاطع الثلاثة (القيم الافتراضية) مع مرشح 150 Pa وملف 200 Pa وناشر 30 Pa، هامش 10 %، كفاءة كلية 60 %، محرك 90 % وهامش 15 %.
| القسم | المقاس mm | التدفق CMH | السرعة m/s | ضغط السرعة Pv Pa | الاحتكاك R Pa/m | مجموع معاملات الفقد الموضعي ΣK | فاقد المقطع Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 800 × 400 | 12,000 · L 20 m | 10.42 | 65.3 | 1.94 | 0.5 | 71.5 |
| 2 | 600 × 400 | 8,000 · L 15 m | 9.26 | 51.6 | 1.76 | 1.2 | 88.4 |
| 3 | Ø400 | 3,000 · L 10 m | 6.63 | 26.5 | 1.16 | 1.5 | 51.3 |
| البند | Pa | mmAq |
|---|---|---|
| فاقد المجاري (احتكاك + موضعي) | 211.3 | 21.5 |
| مرشح متوسط | 150.0 | 15.3 |
| ملف الماء المبرد | 200.0 | 20.4 |
| ناشر الهواء | 30.0 | 3.1 |
| المجموع الفرعي | 591.3 | 60.3 |
| الهامش 10 % | 59.1 | 6.0 |
| الضغط الكلي P_t | 650.4 | 66.3 |
| ضغط السرعة عند المخرج Pv₁ (يُطرح) | −65.3 | −6.7 |
| الضغط الاستاتيكي P_s | 585.1 | 59.7 |
الضغط الكلي 650.4 Pa، والاستاتيكي 585.1 Pa، وقدرة العمود 3.61 kW، والمحرك المقترح 5.5 kW.
الحدود
تجمع الحاسبة المقاطع المدخلة كمسار واحد على التوالي فقط. لا تبحث عن المسار الحرج ولا تختار المروحة أو منحناها (نقطة التشغيل) ولا تحسب الضوضاء. أدخل تأثيرات النظام (توصيلات المروحة) كـ ΣK أو فواقد.
المصادر
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Duct Design: Darcy-Weisbach, Colebrook, Huebscher, duct material roughness, fitting loss coefficients
- ASHRAE Duct Fitting Database; SMACNA HVAC Systems Duct Design
- I. E. Idelchik, Handbook of Hydraulic Resistance: entry and sudden expansion (Borda-Carnot)
- IEC 60072-1: rated output series of rotating electrical machines
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين الضغط الاستاتيكي والكلي للمروحة؟
الضغط الكلي = الاستاتيكي + ضغط السرعة. مجموع الفواقد هو الضغط الكلي للمروحة، وبطرح ضغط السرعة عند المخرج (ρV²/2) يُحصل على الاستاتيكي. للكفاءة أيضًا نوعان كلي واستاتيكي، فاحسب القدرة على أساس المصنّع نفسه.
كيف أحسب فاقد الضغط في المجاري؟
اجمع في كل مقطع فاقد الاحتكاك R·L والفاقد الموضعي ΣK·ρV²/2. يُحسب R بمعادلة Darcy-Weisbach ومعامل Colebrook، وتستخدم المجاري المستطيلة القطر المكافئ Huebscher. فواقد المسار إلى أبعد فتحة مع المرشحات والملفات هي ما يتغلب عليه الضغط.
كيف تُحسب قدرة المروحة؟
قدرة الهواء P_a = Q × P (Q بوحدة m³/s وP بوحدة Pa والنتيجة W)، وقدرة العمود = P_a ÷ كفاءة المروحة. مثال: 3.33 m³/s × 650 Pa = 2.17 kW، وبكفاءة 60 % تكون قدرة العمود 3.61 kW. يُضاف للمحرك هامش (مثل 15 %) ويُقرَّب لأعلى إلى قدرة قياسية (هنا 5.5 kW).
آخر تحديث 2026-10-19.