الشعار 

الصفحة الرئيسية مشاريع الهندسة الميكانيكية خدماتنا الوقاية من الحريق من نحن السلامة المهنية - الأمن الصناعي خريطة الموقع

المضخات المصاعد والروافع الطاقة المتجددة حساب وزن الحديد العزل الحراري التدفئة و التكييف وغرف التبريد

غرف التبريد والتجميد التكييف التهوية

نعمل معاً من أجل موسوعة في الصحة والسلامة المهنية والهندسة الميكانيكية تلقى رضاكم

التهوية
 Mechanical Engineering & Occupational Health and Safety

التهوية

Ventilation

ضرورات التهوية :

إن وجود العنصر البشري في حيز مغلق يعرضه لتناقص الهواء النقي المحمل بالأوكسجين .

وبالتالي لابد من وجود فتحات تعوض الهواء النقي داخل هذا الحيز.

     كما يجب أن يكون هواء الأمكنة المأهولة صحياً و مستحباً أي أن يكون نقياً خالياً من الجراثيم و الغازات المضرة و ذرات الغبار وكذلك يجب أن يكون غير ممزوج بالدخان المزعج أو بالروائح غير المستحبة .

     و للحصول على هذه الشروط يجب تجديد هواء الغرفة بشكل مستمر و ذلك إما بتزويدها باستمرار بهواء خارجي نظيف كي يعاكس و يقلل من تأثير تلوث الهواء الداخلي أو تصفية قسم من الهواء الداخلي و تنقيته مما فيه من ملوثات و ذلك بواسطة مصافي هوائية خاصة ثم مزجه بهواء خارجي نقي و إدخالهما إلى الغرفة .

     و من وظائف أجهزة تكييف الهواء معالجة هذه القضية عن طريق تزويد الغرفة بشكل مستمر بهواء نقي يحافظ على جو داخلي صحي و مقبول و يمنع انتشار الروائح غير المستحبة و يقلل من تأثير الدخان المنبعث من التدخين حيث تعتبر مشكلة التدخين أصعب معالجة من غيرها .

     ليس هناك قواعد محددة و قاطعة لمستوى التهوية اللازمة ، إذ تختلف باختلاف الأمكنة و استعمالاتها ، ففي الأمكنة التي لا يكون فيها التدخين شائعاً فإن مقدار الهواء الخارجي اللازم للشخص الواحد بالساعة و يتراوح بين 10 m³/h  و 50 m³/h .

     أما في الأمكنة التي يكثر فيها التدخين فيجب أن لا يقل مقدار الهواء الخارجي للشخص الواحد بالساعة عن 25 m³/h و قد يكون من الضروري في بعض الأحيان أن يرتفع هذا المقدار إلى 80 m³/h .

     إن تمرير الهواء الداخلي المسحوب من الغرفة على أجهزة التكييف كغاسلات الهواء و أجهزة الترطيب أو التنشيف المستعملة في تكييف الهواء يساعد على امتصاص نسبة كبيرة من

الشوائب الممزوجة مع الهواء كالدخان و ذرات الغبار و الروائح و غيرها مما يؤدي إلى خفض

حجم الهواء الخارجي اللازم للتهوية إلى الحدود الدنيا .

طرق تقدير احتياجات التهوية:

هناك ثلاث طرق لتقدير الاحتياجات من هواء التهوية :

1- طريقة عدد مرات تغير الهواء : غير اقتصادية في الأماكن ذات السقف المرتفع .

2- طريقة m³/h للشخص : تفضل عندما تكون كثافة الأشخاص مرتفعة كما هو الحال في قاعات الرقص و الولائم حيث الكثافة من رتبة متر مربع لكل شخص.

3- طريقة m³/h لكل متر مربع : تصلح في الدوائر و المكاتب حيث كثافة الأشخاص محددة بشكل صحيح و تتراوح عادة بين 6  إلى 12 متر مربع لكل شخص .

     في بعض الحالات قد نضطر لمقارنة الطرق الثلاثة و اختيار القيمة الأكبر كما في حالة تهوية التواليتات التي ليس لها نوافذ خارجية ففي هذه الحالة يفضل تأمين تهوية آلية بمعدل 15 مرة تغير هواء في الساعة أو 300 m³/h لكل مرحاض أو 60 m³/h لكل متر مربع فأيهما أكبر . ويمكن كقاعدة عامة تطبق في الحالات الاعتيادية مزج كمية من الهواء الخارجي حدها الأدنى 17 m³/h مع 34 m³/h من الهواء المعاد لكل شخص .

طرق التهوية:

يمكن تأمين تهوية مكان ما بثلاث أنواع من التهوية :

آ_ التهوية الطبيعية:

وتعتمد على تغيير هواء بيئة العمل من خلال الاستفادة من سلوك الهواء الطبيعي عن طريق:
قوى الحمل الحراري
قوى الرياح
وذلك من خلال الأبواب والشبابيك والفتحات المعدة لهذه الغاية في التصميم الهندسي للبناء.
ومنه فإن التهوية الطبيعية تعتمد على عدة عوامل أهمها:
1- سرعة واتجاه حركة الهواء في الخارج.
2- فرق درجة الحرارة بين جو الصالة والهواء الخارجي التي تؤثر على قوى الحمل الحراري.
3- مواصفات البناء: من حيث:
حجم البناء
التصميم الهندسي للبناء وتوزع الفتحات (الأبواب والشبابيك والفتحات الخاصة بالتهوية)
المواد المستخدمة في البناء
 

     و تتم التهوية الطبيعية بصورة عامة بسبب عدم كتامة النوافذ و الأبواب مما يسمح بتسرب كميات متفاوتة من الهواء الخارجي يتجدد به قسم من هواء الغرفة الداخلي و يشمل هذا النوع أيضاً تجديد الهواء الداخلي بالتهوية الآنية ( فتح النوافذ أو الأبواب ) أو بواسطة مداخن التهوية.

ب_ التهوية الميكانيكية ( باستخدام مراوح ) .

حركة الهواء قسرية و تتم بواسطة مروحة حيث يساق مقدار معين من الهواء داخل الغرفة أ الصالة المراد تهويتها عن طريق فوهات إرسال خاصة و يمكن أن تكون تجهيزات التهوية جزء من تجهيزات تكييف الهواء .

ج_ التهوية المشتركة ( باستخدام التهوية الطبيعية والمراوح ) .

وفيها يتم اعتماد التهوية الطبيعية كمصدر أساسي للتهوية مع إضافة مراوح مساعدة لإدخال وإخراج هواء إضافي

اختيار نوع التهوية:

لاعتماد هذه الطريقة ندرس الشروط التالية :

1.   أن تخص الفرد من مساحة أرض الغرفة كحد أدنى 5 m³ .

2.   أن تخص الفرد من حجم الغرفة كحد أدنى 15 m³ .

3.   أن تكون نسبة النوافذ و الفتحات بالجدران 5% على الأقل من مساحة أرض الغرفة .

     فإذا تحققت هذه الشروط كانت التهوية الطبيعية كافية و إلا يتوجب استخدام المشتركة أو التهوية الصناعية عند تجاوز أحد تلك الشروط ( عندما لا يمكن تأمين كل الشروط السابقة ) .

ملاحظة 1 :

     في الأماكن العامة حيث يكون مكوث الشخص أقل من ثلاث ساعات يمكن الاكتفاء بنصف الرقم الأول أي أن يخص الفرد من مساحة المكان ( 2.5 m ) كحد أدنى فقط .

إن الشروط المحددة سابقاً توفر علينا إجراء الحسابات لأنها تعطي نتائج فورية و صحيحة .

ملاحظة 2 :

     غزارة المروحة يجب أن تؤمن كل الهواء اللازم لأنه عندما تعمل المروحة على دفع الهواء داخل الغرفة فسوف يرتفع ضغط الغرفة و ينعدم نتيجة ذلك التسرب من الشقوق و النوافذ .

طرق تحسين التهوية

تحسين شروط التهوية الطبيعية :

     أن تحسين شروط التهوية الطبيعية أمر حيوي و هام في المساكن التي لا تحوي تجهيزات تهوية آلية و خاصة إن التهوية الطبيعية أمر مرغوب من عدة نواحي ( اقتصادية و صحية ) و يمكن أن يتم ذلك بتطوير و إيجاد حلول معمارية مناسبة لكل حالة من الحالات . كأمثلة نذكر منها :

آ_ مجاري التهوية .

ب_ مداخن التهوية :

و هي مداخن ذات سحب طبيعي متوقف مقداره (و بالتالي كمية الهواء الممكن إدخالها إلى المكان V m³/h ) على :

Dt : فرق درجات الحرارة ما بين الهواء الداخلي و الهواء الخارجي .

H : ارتفاع المدخنة بالمتر .

A : مقطع المدخنة .

 و يمكن استخدام العلاقة التقريبية التالية لتحديد أبعاد مدخنة تهوية بحيث نضمن دخول مقدار معين من الهواء V :

A = V [ 420 x √(H x ∆t) ]                          m2

 ومهما يكن فإن مقطع المدخنة يجب أن لا يقل عن 20 Cm  ×20 

السرعة الوسطية للهواء داخل المدخنة :

W = 0.1 x H                            m/s

التهوية الآلية :

     من الواضح أنه لا نستطيع الحصول على تجديد كامل للهواء الداخلي و على توزيع منتظم و مضمون للهواء النقي المرسل إلا بواسطة تجهيزات التهوية الميكانيكية و باستعمال مراوح و يجب أن يتم توزيع الهواء المعالج المرسل إلى غرفة مكيفة بشكل لا يسبب فروقات كبيرة في درجات الحرارة ضمن المنطقة التي يوجد فيها الأشخاص .

     كما يجب إرسال الهواء المكيف بالكميات اللازمة إلى مختلف أقسام الغرفة حسب متطلبات التدفئة أو التبريد دون إحداث تيارات هوائية مزعجة للموجودين في الغرفة . إلا أنه يجب أن يكون للهواء المرسل سرعة مقبولة يحس بها الأشخاص حتى لا يشعروا بالضيق و عدم الارتياح .

     إذ يجب امتصاص الحرارة و الرطوبة من أجسامهم حالما تتولد و إلا فإن طبقة من الهواء الساكن الساخن و الرطب سوف تغلف جسم كل شخص فيشعر بالضيق و عدم الارتياح .

     و يجب ، كقاعدة عامة ، أن تتراوح سرعة الهواء ضمن الأمكنة المكيفة بين 5 m/min كحد أدنى و10 m/min كحد أعلى ، علماً بأن سرعة الهواء إذا زادت عن 14 m/min كونت تيارات هوائية و اعتبرت بالنسبة لمعظم الأشخاص مزعجة .

عالية يجب أن نستخدم فوهات إرسال من النوع الكاتم للضجيج و يجب أن لا تتعدى سرعة الهواء الخارج من تلك الفوهات و الداخل للغرف السرعة المحددة أعلاه .

 

تجهيزات التهوية :

     باستخدام مراوح نستطيع إرسال كمية الهواء اللازمة لكل صالة و أن نتحكم في توزع الضغوط داخل المبنى بحيث نمنع سريان الهواء من بعض الأماكن إلى أماكن أخرى مثلاً نجعل الضغط داخل المطبخ أقل من غرفة الجلوس فيستحيل انتقال الدخان و الروائح من المطبخ  (منطقة الضغط المنخفض ) إلى غرفة الجلوس .

     بل يحدث العكس و يكون تسرب الهواء دوماً من غرفة الجلوس إلى المطبخ بالإضافة إلى أننا نستطيع التحكم في صفات الهواء المرسل بتحضيره في مركز التهوية و إجراء عمليات التصفية و المعالجة له و لما كانت فروق الضغط التي يمكن الحصول عليها بواسطة هذه التجهيزات الميكانيكية كبيرة بقدر كافٍ فإن اختيار مسير شبكة توزيع هواء التهوية و تعيين المقاطع اللازمة لها يمكن التصرف فيه بما يناسب الناحية الإنشائية للمبنى و تحتوي تجهيزات التهوية المركزية على :

·مصافي لتنقية و تصفية الهواء .

·ملفات تسخين أو تبريد أو ترطيب .

·مروحة لتحريك الهواء و للتغلب على المقاومات في شبكة التوزيع .

·شبكة مجاري لسوق الهواء و توزيعه .

     تحتوي التجهيزات الكبيرة على مروحة مستقلة لحسب الهواء الداخلي و مروحة أخرى لدفع الهواء المعالج و حسبما يكون حجم الهواء المرسل أو حجم الهواء المسحوب أكبر فإن الضغط داخل الصالة يكون أكبر من الضغط الخارجي أو اقل منه و في هذه الحالة تتقاسم المروحتان ضائعات الضغط في الشبكة و بالتالي يمكن اختيار مراوح عدد دوراتها غير مرتفع مما يؤدي إلى خفض الصوت و الضجيج في التجهيزات و قد نلجأ في بعض الحالات إلى تركيب مروحة دفع تقوم في الوقت ذاته بسحب الهواء من بعض الصالات و الغرف و تقوم مروحة ثانية بسحب الهواء الفاسد من بعض الغرف (مطابخ ، تواليت) و الأماكن لطرده بكامله      في معظم الحالات يفضل دوماً المحافظة على ضغط داخلي أكبر بقليل من الضغط الجوي الخارجي و ذلك للحيلولة دون تسرب الهواء الخارجي إلى الداخل و منع ظهور تيارات هواء نتيجة هذا التسرب .

 


 

توزيع الهواء

Air distribution

مقدمة :

     إن توزيع الهواء بشكل صحيح و بمقدار يتلاءم مع احتياجات الغرف المكيفة يعتبر من الأمور الأساسية لتأمين شروط الارتياح اللازمة في هذه الأمكنة.

و لكي يتم تأمين شروط الارتياح ضمن هذا الحيز فلقد تم إيجاد مؤشر مناسب سمي بدرجة الحرارة الفعالة التي مر ذكرها في فصل الارتياح ، و يشمل هذا المؤشر بعين الاعتبار درجة حرارة الهواء و حركته و الرطوبة النسبية و تأثير كل ذلك فيزيولوجياً على جسم الإنسان .

     و إن عدم تأمين المستوى اللازم لأحد هذه العوامل يؤدي إلى شعور الإنسان بعدم الارتياح

     تحتاج شبكات توزيع الهواء إلى مجاري الإرسال تنقل الهواء المعالج إلى الأمكنة المطلوب تكييفها و إلى فتحات الإرسال توزع الهواء بشكل مقبول ضمن هذه الأمكنة و تمزجه بهواء الغرفة و إلى فتحات عودة لإعادة الهواء لأجهزة المعالجة أو إلى فتحات تصريف لتصريف قسم من هواء الغرفة إلى الخارج مع مجاري للهواء تصل هذه الفتحات ، و إما بجهاز المعالجة و تسمى مجاري العودة أو تصريف الهواء إلى خارج المبنى .

تصميم مجاري الهواء :

     إن وظيفة مجاري الهواء هي تقل الهواء من مكان معالجته إلى مكان استخدامه و كذلك إعادته إلى مكان المعالجة بشكل فني و اقتصادي . و تعتبر شبكة مجاري الهواء مهمة من الناحية الاقتصادية إذ تؤلف كلفتها نسبة لا تقل عن ربع كلفة المشروع الإجمالية .

     الغاية من تصميم شبكة المجاري التي تنقل الهواء من تأمين شبكة يمكنها ضمن حدود السرعات و شده الضجيج المقبولتين و ضمن الحيز المخصص للمجاري نقل كمية الهواء المطلوبة لكل مكان مع المحافظة على التوازن بين كلفة التأسيس و كلفة التشغيل .

المواد المستعملة في التصنيع :

     يمكن استعمال : الصاج ( صفائح الحديد ) ، صفائح مضغوطة من مواد خفيفة ، البيتون ،

الأترنيت ، و لدى اختيار أحد الأنواع المذكورة يؤخذ بعين الاعتبار بالإضافة إلى ثمن المواد

كلفة الصنع و النقل و التركيب و سهولته و تحقيق الشروط المطلوبة .

     مجاري الهواء الشاقولية تصنع من مواد البناء العادية على أن يغطى سطحها الداخلي بطبقة من الزريقة الناعمة و أكثر المواد استعمالاً هو الصاج المزيبق من أجل المقاطع الصغيرة و المتوسطة و مقاومتها ضد التآكل و النار هي جيدة و سطوحها ناعمة سهلة التنظيف و يمكن إعطائها الشكل اللازم بسهولة.  

     و يجب مراعاة الأماكن التي سوف يمر منها المجرى فنتجنب الأماكن الرطبة و الأماكن صعبة الوصول و غالباً ما يمرر المجرى في سقف مستعار ( أو داخل جدار مستعار ) .

     و يجب تأمين فتحات ( محكمة الإغلاق ) تنظيف إذ أنه من غير المعقول أن تبقى شبكة توزيع الهواء التي ستستعمل عشرات السنين بدون إمكانية تنظيفها من الغبار المتراكم كذلك ليس صحيحاً أن حركة الهواء تمنع تراكم الغبار فالرطوبة المرافقة للغبار تجعله يلتصق بالزوايا و الأطراف .

تغيرات الضغط :

     إن مرور الهواء ضمن شبكة المجاري يحدث مقاومة يجب التغلب عليها بواسطة العمل الميكانيكي الذي تقدمه المروحة التي تحرك الهواء ضمن هذه المجاري .وإن تحديد كمية الهواء المرسلة إلى كل غرفة يتعلق بالقانون الذي ينص على أن مقدار هبوط الضغط الكلي اعتبار من مخرج المروحة حتى نهايات الفروع يجب أن يكون متساوي في كل فرع من فروع مجاري الهواء .

إن الضغط الكلي P عند أي مقطع من شبكة مجاري الهواء يساوي لحاصل جمع الضغط الستاتيكي Ps و الضغط الديناميكي Pv عند هذا المقطع ، أي :

P = Ps + Pv

 و بما أن الضغط ضمن مجاري الهواء هو عادة صغير لذلك يقاس mm H2O .

الضغط الديناميكي Pv :

     يمكن حساب الضغط الديناميكي و هو الضغط الناتج عن سرعة جريان المائع من المعادلة الأساسية التالية :

V = √(2xgxh)

 حيث V : سرعة جريان المائع m/s .       g : التسارع الأرضي 9.81 m/s² .

       h : ضغط المائع m H2O  .

 كما يمكن كتابة المعادلة بشكل آخر :

P = 140 x √ ( Pv / r )

حيث Pv : الضغط الديناميكي مقداراً بmm H2O ـ                      r : كثافة المائع Kg/m³ .

و من أجل الهواء النظامي حيث كثافته 1.2:

Pv = (V / 4.04 )2

حيث V : سرعة جريان الهواء .

و يمكن حساب سرعة جريان الهواء من المعادلة التالية :

 V = Q / A             m/s

حيث Q : حجم الهواء المار في واحدة الزمن m³/s .

      A : مساحة مقطع المجرى m²   .

     يمكن في مجاري الهواء المثالية حيث لا يوجد احتكاك اعتبار أن مجموع الضغطين الستاتيكي و الديناميكي ثابت و متساوي في كل مقاطع المجرى ، و عند تغير السرعة فإن الضغط الديناميكي الناتج عنها يتغير تبعاً لذلك الضغط الستاتيكي بحيث يظل مجموع الضغطين ثابتاً .

      أما في المجاري الحقيقية فيوجد على طول المجرى ضياع بالضغط بحيث أن الضغط الكلي للهواء يتناقص باستمرار باتجاه جريان الهواء بالرغم من أن الضغطين الستاتيكي و الديناميكي قد يزداد أحدهما و ينقص الآخر . و ينتج هذا الضياع عن احتكاك المائع بجوانب المجرى و تسمى بالضياعات الاحتكاكية أو ينتج عن تغير مفاجئ بمقدار سرعة الهواء أو اتجاهه أو عن عوائق ضمن المجرى تحدث دوامات مبددة للقدرة و تسمى هذه الضياعات بالضياعات الديناميكية .

 هناك فرقاً أساسياً بين الضغطين الستاتيكي و الكلي ، حيث يستعمل الأول كقاعدة للحساب بينما يحدد الثاني القدرة الميكانيكية الحقيقية التي يجب إعطاؤها للهواء عند دخوله . و إن الضغط الكلي يتناقص أو يزداد الضغط الستاتيكي باتجاه الجريان وقد يصبح أيضاً سالباً ( أي أقل من الضغط الجوي )

     ينتج معظم ضياع الضغط في المجاري المستقيمة عن احتكاك المائع بجدران المجرى أي ما يسمى بالضياعات الاحتكاكية التي تتناسب مع مربع سرعة المائع و هناك معادلات رياضية تجريبية يمكن بواسطتها حساب مقدار هذه الضياعات ، و قد تم تحويل هذه المعادلات إلى مخططات يمكن بواسطتها معرفة ضياع الضغط الناتج عن تدفق مقدار معين من الهواء ضمن مجرى ذي قطر معين و كذلك معرفة سرعة جريان الهواء المتعلق بهذا التدفق .

     تصمم عادةً مجاري الهواء على أساس المجرى الدائري ، أما إذا كان المطلوب أن يكون المجرى مستطيلاً فيتم تحويل المقطع الدائري المستخرج من المخطط إلى مقطع مستطيل مكافئ يعطي نفس التدفق و له نفس هبوط الضغط.

ضياعات الضغط الديناميكية :

    كلما كان هناك جريان مضطرب ناتج عن تغيرات مفاجئة في اتجاه سرعة جريان الهواء أو مقدارها أو عن عوائق موضوعة ضمن المجرى ، فإن الضغط الكلي يحدث فيه ضياع أكبر

مما يحدث لو كان الجريان منتظماً ضمن مجرى مستقيم له نفس الطول .

و يسمى مقدار الضياع الزائد عن الضياع الناتج عن الجريان المنتظم بالضياع الديناميكي . بالرغم من أن الضياعات الديناميكية يمكن اعتبارها ناتجة عن تغيرات المساحة التي يشغلها الهواء أثناء جريانه فأنه يمكن تقسيم هذه الضياعات إلى قسمين :

      1.        الضياعات الديناميكية الناتجة عن تغيرات في اتجاه جريان الهواء .

      2.        الضياعات الديناميكية الناتجة عن تغيرات في مساحة مقاطع المجرى .

يمكن حساب كل من الضياع الخطي و الضياع المحلي أي الضياع الإجمالي لمجرى الهواء  (ضغط المروحة) و يساوي :

P = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6

P1 : ضياع الضغط عند مدخل المجرى ( فتحة سحب الهواء ) .

 P1 = K x Pv = K x ( V / 4.04 )2

K : عامل يؤخذ تبعاً لشكل المدخل .

P2 : ضياع الضغط الخطي في المجرى :

P1 = K x Pv

K = f  x L / D

 

f : عامل الاحتكاك و يتبع كلاً من الخشونة النسبية للصاج e/D و لسرعة الهواء و قطر المجرى V × D.

و يحدد عامل الاحتكاك من مخطط مودي . و من ناحية العملية فإن أغلب مجاري الهواء تصنع من الصاج الأبيض  e = 5 و f = 0.02 أي :

K = 0.02 ( L / D)

و بالنسبة للمقاطع غير الدائرية نستخدم مفهوم القطر المكافئ و يساوي :

 D = 4 x ( Area / Sround )

 إذن

 K = 0.005 x ( Area / Sround ) x L

 و من أجل مقطع مستطيل :

 K = 0.01 x [ (A+B) / (AxB) ] x L

 

P3 : ضياع الضغط نتيجة مرور الهواء على وشائع التبريد أو التسخين P3 = K  x Pv

P4 : ضياع الضغط نتيجة تغير المقطع ( توسع أو تضيق ) P4 = K  x Pv

P5 : ضياع الضغط نتيجة تغير اتجاه التيار P5 = K  x Pv

P6 : ضياع الضغط نتيجة الخروج من فوهات الإرسال P6 = K  x Pv

و تشكل الضياعات الديناميكية نسبة هامة من مجموع ضائعات الضغط في المجرى .

ملاحظة : عندما يتعرض المجرى للجو الخارجي نأخذ صاج أسمك ( الرقم الأعلى مباشرة ) .

السرعات التصميمية :

     لا يمكن إعطاء قاعدة محددة لانتقاء السرعات التصميمية لجريان الهواء ضمن المجاري . و بما أن المروحة تزداد السعة تقريباً كمربع سرعة جريان الهواء ، و كذلك يزداد تولد الضجيج بازدياد السرعة ، لذلك يجب المحافظة على سرعات منخفضة من أجل التشغيل الهادئ و الاقتصادي . و لكن من ناحية أخرى فإن حجم المجرى يزداد بتخفيض السرعة و يؤدي ذلك إلى ارتفاع في كلفة تأسيس المشروع .

طرق تصميم مقاطع المجاري :

عند تصميم مقاطع أي مجرى للهواء يجب أ تؤخذ بعين الاعتبار الملاحظات التالية :

  1.   يحتاج نقل الهواء من مكان إلى آخر إلى قدرة ، و تتناسب هذه القدرة مع هبوط الضغط الكلي للهواء و هي تقل عن 35 mm H2O في معظم الحالات .

  2.   إن الضغط الكلي للهواء عند أي نقطة ضمن المجرى يتناسب مع القدرة الميكانيكية الكلية للهواء عند هذه النقطة و يساوي إلى مجموع الضغطين الستاتيكي و الديناميكي .

      3.        ضمن أي مجرى هواء يتناقص الضغط الكلي بشكل مستمر باتجاه جريان الهواء .

  4.   في أية شبكة مجاري هواء مؤلفة من عدة تفرعات ، يكون هبوط الضغط الكلي بين المروحة و نهاية كل فرع متساوي بالنسبة لجميع التفرعات .

  5.   يمكن للضغطين الستاتيكي و الديناميكي أن يتحول أي واحد منهما إلى آخر و يمكن لكل منهما أن يزداد أو ينقص أو يبقى ثابتاً باتجاه جريان الهواء . فمثلاً ، في مجرى مستقيم ذي مقطع ثابت يتناقض الضغط الستاتيكي باتجاه جريان الهواء بينما يبقى الضغط الديناميكي ثابتاً و يتناقص الضغط الكلي الذي هو مجموع الضغطين السابقين .

  6.   يفضل استخدام مجاري الهواء ذات المقطع الدائري ، إلا أنه في الحالات التي لا تسمح فيها الأمكنة المخصصة للمجاري بذلك فيمكن استخدام المجاري ذات المقطع البيضوي أو المستطيل .

      7.        المجرى ذو المقطع المستطيل أكثر اقتصادية في استخدام المكان ضمن البناء ( تحتاج لمكان أصغر )

طريقة السرعة المتناقصة :

     يمكن حساب مقطع مجرى الهواء بمعرفة كمية الهواء المارة فيه ، و بانتقاء سرعة عظمى مناسبة للهواء في بداية المجرى من طرف المروحة ثم تخفيض هذه السرعة تدريجياً في كل قسم من أقسام المجرى التالية .

     إن هذه الطريقة سهلة و بسيطة و لكنها غير دقيقة إذ ليس هناك قاعدة ثابتة لمقدار تخفيض مقدار السرعة و يترك هذا الأمر عادة لخبرة للمهندس المصمم ، كما يجب الاستعانة بخمادات في كل فرع من فروع المجرى و في كل مخرج من مخارجه لضبط كمية الهواء المارة بالمقدار المطلوب . و تستخدم هذه الطريقة فقط في الشبكات الصغيرة . 

طريقة الاحتكاك المتساوي :

    مبدأ هذه الطريقة هو جعل مقدار ضياع الضغط في واحدة الطول متساوي في جميع أجزاء

أجزاء و تفرعات المجرى . و في هذه الطريقة نحتاج إلى إجراء توازن بسيط في الشبكة ذات التفرعات المتناظرة التي لها نفس الطول تقريباً حيث يكون لها أيضاً هبوط ضغط متساوي تقريباً .

     أما في الشبكة التي تحتوي على تفرعات طويلة و أخرى قصيرة ، فإن التفرعات القصيرة تحتاج إلى تخميد كي تتوازن مع التفرعات الطويلة .

     ولقد يحدث في بعض الأحيان هذا التخميد ضجة يجب الانتباه إلى معالجتها . إن هذه الطريقة أفضل من الأولى إلا أنها تحتاج أيضاً إلى تخميد لضبط مقدار جريان الهواء .

     و يمكن استخدام هذه الطريقة الشبكات العادية البسيطة حيث تعطي نتائج مقبولة و يمكن باستعمال المخمدات ضبط تدفق الهواء في جميع أجزائها .

     و تفضل هذه الطريقة خاصة في حساب مجاري العودة و طرد الهواء . و المتبع في هذه الطريقة انتقاء سرعة مناسبة في المجرى الرئيسي بالقرب من المروحة بحيث يكون مستوى الضجيج الناتج عنها مقبولاً حسب المكان الموجودة فيه الشبكة .

     يمكن تحديد مقاطع المجرى في كل جزء من أجزاء الشبكة و نلاحظ أن سرعة التدفق تتناقص في هذه الطريقة من تلقاء نفسها كلما تناقص التدفق في الشبكة ، و بحيث تكون السرعات في الحدود المقبولة دوماً .

     بعد الانتهاء من تحديد مقاطع مختلف أجزاء شبكة المجاري ن يجب حساب هبوط الضغط الكلي في الممر ذي المقاومة الكبرى الذي هو في معظم الأحيان الممر الأطول .

     و يشمل هبوط الضغط هذا الضياعات الناتجة عن الطول المكافئ مضروباً بمقدار الاحتكاك النوعي ، و يساوي الطول المكافئ لمجموع الأطوال المستقيمة و الأطوال المكافئة لجميع الأكواع و غيرها من المقاومات المحلية الموجودة ضمن هذا الممر .

طريقة استرجاع الضغط الستاتيكي :

     يتم في هذه الطريقة تخفيض السرعات في تفرعات شبكة المجاري بحيث يساوي تغير الضغط الديناميكي إلى مقدار انخفاض الضغط الكلي ، أي أن الضغط الستاتيكي في مختلف أجزاء الشبكة يكون متساوياً و تعطي هذه الطريقة توازناً في مختلف فروع الشبكة إلا أنها تحتاج إلى حسابات طويلة وشاقة ، كما أنها تؤدي إلى تصميم مجرى ذي مقاطع أكبر مما يجب في نهايات التفرعات الطويلة . تستخدم هذه الطريقة في تصميم الأنظمة الكبيرة و المرتفعة الضغط فقط .

ملاحظة :

1_ إن المجاري المستديرة المقطع هي عادة أكثر اقتصادية . و في المجاري المستطيلة المقطع يفضل المحافظة على ارتفاع ثابت للشبكة بكاملها و يتم تغيير المقطع بتغيير عرض المجرى فقط و أثناء اختيار أبعاد المقطع ينبغي أخذ أبعاد ألواح الصفيح المتوفرة في الأسواق بعين الاعتبار منعاً الهدر في المواد .

2_ يراعى عند تصميم المجرى تقليل الأكواع و التفريعات و أيضاً سهولة التنفيذ .

فوهات الهواء :

يوجد نوعان رئيسيان من فوهات الإرسال ، الفوهات المركبة على الجدران و الفوهات المركبة على السقف

أولاً_ فوهات إرسال الهواء :

1_ فوهات الإرسال المركبة على الجدران : تكون هذه الفوهات بشكل مستطيل مزودة بمجموعتي شفرات متعامدة يمكن بواسطتها توجيه إلى الأعلى أو الأسفل أو اليمين أو اليسار .

2_ فوهات الإرسال المركبة في السقف : يرسل هذه الفوهات الهواء بشكل شاقولي .

3_ سرعة خروج الهواء من الفوهات : هناك سرعات معينة لا يجوز تجاوزها عند تحديد مقياس الفوهة حتى لا يحدث ضجيجاً و أصواتاً مزعجة. .

و يتم اختيار الفوهات المناسبة من النشرات الفنية للشركات المصنعة و التي تعطي المميزات التالية المحددة:

1- سرعة خروج الهواء m/s

2- التدفق m³/h .

3- هبوط الضغط ( مقاومة الفوهة ) mm H2O .

4- المجال المجدي ( الفعال ) و المؤثر و هو مجال انتشار هواء الفوهة و يعطي ضمن قيمة دنيا و أخرى عظمى مقدرة بـ m .

5- مستوى الضجيج ( ديسيبل ) dB .

ثانياً_ فوهات سحب الهواء :

       من الصعب إدخال الهواء إلى غرفة بدون سحب الهواء منها . و على عكس فوهات

الإرسال فإن فوهات السحب ذات تأثير محدود على حركة الهواء في الغرفة . فإذا كانت سرعة الهواء عند الفوهة  2.5 m/s فإنها تتضاءل إلى 1 m/s عند مسافة 15 Cm  من فوهة السحب و تتضاءل إلى 0.5 m/s  عند مسافة 30 Cm و تتلاشى حركة الهواء بعد تلك المسافة.

     و نستنتج من ذلك أن تغير موقع فوهة السحب لن يؤثر كثيراً على حركة الهواء في الغرفة ، لذا يراعى في شبكة سحب الهواء استقامتها و بساطتها . و بحيث لا يزيد الضياع العام للضغط فيها عن ربع ضياع الضغط الإجمالي لشبكة الإرسال و السحب ( ضغط المروحة ) كذلك فإن عدد فوهات السحب أقل دوماً من عدد فوهات الإرسال .

     مثلاً لصالة تحوي 10 فوهات إرسال قد يكتفى بفوهة سحب واحدة و لا تزيد في أي حال عن 4 فوهات .

     و ينصح أن تركب في الممر الذي ينفتح عليه أكبر عدد من الغرف ، وينصح بترك مسافة لا تقل عن  1Cm أسفل الأبواب للمساعدة على سحب هواء الغرف المغلقة مثل غرف النوم و العنابر قليلة الفتح و الإغلاق .

     و تبلغ سرعة الهواء أسفل الأبواب2 – 3 m/s     مما يعني يدفقاً 100 – 150 m³/h لكل باب و هو يمثل نسبة هامة من هواء الإرسال الذي يبلغ من اجل غرف نوم عادية 100 – 300 m³/h و يمكن باختيار مناسب لفتحات السحب التحكم بالضغط و حركة الهواء داخل الغرف و عموماً فإننا لا نضع فوهات سحب في المطابخ أو الحمامات أو الأمكنة التي تطلق روائح أو أبخرة .

 

سرعة دخول الهواء من الفوهات :

     كما بينا سابقاً فإن تأثير فوهات السحب على الهواء قليلة و يمكن الاكتفاء بسرعة 2.5m/s للمساكن و الأماكن المشابهة ،و بسرعة 4 m/s للورش و المصانع و ما شابهها .

     تبلغ نسبة السطح الحر لفوهات السحب 70 – 80 %  من السطح الإجمالي للفوهة و تبلغ مقاومتها الإيروديناميكية : 0.25 – 0.5 mm H2O .

و يجب تأمين سحب معين عند فوهة السحب قادر على امتصاص الهواء من مسافة كافية و يمكن الاكتفاء بسحب مقداره 1 mm H2O من المساكن و سحب مقداره 2.5 mmH2O في الورش و المصانع ويضاف هذا السحب إلى ضغط المروحة كقيمة موجبة مثله مثل السرعة المتبقية في حالة فوهات الإرسال .

 

للمعلومات العامة

 

لمراسلة مدير الموقع

info@safety-eng.com

 

safety@safety-eng.com

الصفحة الرئيسية ] أعلى ] مشاريع الهندسة الميكانيكية ] خدماتنا ] الوقاية من الحريق ] من نحن ] السلامة المهنية - الأمن الصناعي ] خريطة الموقع ]

Copyright © 2000 الصحة والسلامة المهنية
تاريخ التعديل: 03-05-2012