جدول مقاسات المجاري المستطيلة

طريقة الاحتكاك المتساوي في فقرة واحدة

اختر فاقد احتكاك مستهدفًا لكل 100 ft من المجرى (القيمة 0.10 in. w.g. هي الافتراضية في الصناعة). ولكل مقطع، حدّد مقاس المجرى بحيث يساوي الاحتكاك عند تدفق ذلك المقطع القيمة المستهدفة. والنتيجة نظام مجاري يسهم فيه كل مقطع بنفس الاحتكاك لكل وحدة طول، ويكون الضغط الستاتيكي للمروحة هو مجموع فواقد الاحتكاك كلها مع فواقد الوصلات، ولا تحتاج إلى مخمدات موازنة ثقيلة لمطابقة منحنى المروحة. ولهذا يُحدَّد مقاس 90% من مجاري HVAC التجارية بطريقة الاحتكاك المتساوي.

الإجراء خطوة بخطوة

1. اقرأ جدول الميكانيكا لمعرفة CFM عند كل مقطع من الفروع والمجرى الرئيسي.
2. ابدأ من تصريف المروحة بإجمالي CFM للنظام. اختر سرعة ابتدائية للمجرى الرئيسي: 1,200 FPM قيمة معتادة. استخدم الجدول أدناه لإيجاد قطر المجرى الذي يمرر إجمالي CFM عند 1,200 FPM.
3. اقرأ معدل الاحتكاك عند ذلك القطر وCFM من مخطط الاحتكاك. هذا هو الآن معدل الاحتكاك التصميمي، وعادة 0.08–0.12 in. w.g. لكل 100 ft. استخدم المعدل نفسه لكل المقاطع الأخرى.
4. لكل مقطع لاحق، أوجد القطر الدائري الذي يمرر CFM ذلك المقطع عند معدل الاحتكاك نفسه. وستنخفض السرعة تلقائيًا مع انخفاض CFM.
5. حوّل كل مقاس دائري إلى مستطيل باستخدام معادلة القطر المكافئ: De = 1.30 × (ab)^0.625 / (a+b)^0.25. اجعل نسبة الأبعاد 2:1 أو أقل، واعتبر 4:1 الحد الأعلى العملي.
6. اجمع فواقد الاحتكاك على أطول مسار لإيجاد الضغط الستاتيكي الكلي للنظام. أضف فواقد الوصلات (الأكواع والتفريعات T والانتقالات). وتحقق من منحنى المروحة مع هامش أمان 25%.

قطر المجرى الدائري مقابل CFM عند 0.10 in. w.g. لكل 100 ft

استخدم هذا الجدول لإيجاد القطر الدائري لتدفق CFM معين عند الاحتكاك التصميمي القياسي. ثم حوّله إلى أبعاد مستطيلة بجدول القطر المكافئ أدناه.

القيم محسوبة بمعادلة Darcy-Weisbach عند 0.10 in. w.g./100 ft وخشونة الصلب المجلفن (ε = 0.0003 ft). ويختلف الاحتكاك الفعلي بحسب حالة المجرى وكثافة الوصلات.

القطر المكافئ من الدائري إلى المستطيل: مرجع سريع

بعد أن تحصل على القطر الدائري، استخدم هذا الجدول لإيجاد الأبعاد المستطيلة بنسبة أبعاد 2:1 (النسبة التي يفضلها معظم المصممين لتركيب متوازن).

تعطي المقاسات المستطيلة نفس فاقد الاحتكاك لكل وحدة طول الذي يعطيه المجرى الدائري المكافئ. الأبعاد مقرّبة إلى زيادات قياسية قدرها 1" أو 25 mm. وتزيد نسب الأبعاد فوق 2:1 كمية الصاج لكل CFM وترفع هبوط الضغط الناتج عن الاضطراب عند الزوايا الداخلية.

لماذا تهم نسبة الأبعاد أكثر مما تظن

للمجرى الدائري أصغر محيط بالنسبة إلى مساحة المقطع. وكلما سطّحت المجرى المستطيل زاد المحيط (أي زادت تكلفة الصاج) وازدادت مساهمة الجدران في الاحتكاك قياسًا بالتدفق الأساسي. عند نسبة أبعاد 4:1 تكون كمية الصاج لكل CFM أعلى بنحو 35% منها عند 1:1. وعند 8:1 تقارب الضعف تقريبًا، مع مشكلات إضافية هي الطنين وضعف فعالية التقوية وصعوبة التركيب في مساحات الأسقف.

قاعدة تقريبية: استخدم 1:1 حيث يسمح التخليص، و2:1 حيث تحتاج إلى المرور فوق سقف ممر، و3:1 حيث يكون المجرى مضغوطًا بين الجوائز، و4:1 فقط عندما لا يترك قيد المساحة بديلًا.

السرعات المستهدفة بحسب المقطع

• المجرى الرئيسي للهواء المغذّي: 1,000–1,500 FPM (5–7.5 m/s). تجاوزها يرفع الضوضاء، والنزول تحتها يهدر الصاج.
• فرع الهواء المغذّي: 600–900 FPM (3–4.5 m/s). توازن بين الضوضاء ومقاس المجرى.
• المجرى الرئيسي للهواء الراجع: 800–1,200 FPM (4–6 m/s). أقل قليلًا من التغذية للتعويض عن فواقد صندوق الهواء الراجع.
• فرع الهواء الراجع: 400–600 FPM (2–3 m/s). منخفضة بما يكفي ليكون الصوت غير مسموع عند الموزعات.
• سحب الهواء النقي: 500–700 FPM (2.5–3.5 m/s). تحد من انجرار المطر والحطام.
• تصريف العادم: 2,000–3,000 FPM (10–15 m/s). عالية بما يكفي لقذف عمود الهواء بنظافة فوق السقف.

قواعد تقريبية للضغط الستاتيكي

• يضيف تصميم الاحتكاك المتساوي المعتاد عند 0.10 in. w.g./100 ft ما يقارب 0.3–0.6 in. w.g. من الاحتكاك على أطول مسار في مكتب صغير إلى متوسط. أضف فواقد الملف والفلتر والوحدات الطرفية للحصول على الضغط الستاتيكي الخارجي الكلي.
• كل كوع 90° يضيف ما يعادل 10–15 قطرًا من المجرى المستقيم. نحو 10 للكوع الأملس ذي نصف القطر، ونحو 15 للكوع المقطع من 5 قطع؛ أما الكوع المربع المشطوف دون ريش توجيه فأسوأ بكثير. وتُعد الأكواع ذات نصف القطر الطويل (R/D = 1.5) هي الخيار الأمثل.
• تفريعة الفرع بوصلة مخروطية تضيف نحو 0.10–0.15 in. w.g.. أما التفريعة بقطع مستقيم فقد تضاعف ذلك، لذا حدّد المخروطية.
• قرّب الضغط الستاتيكي المحسوب للمروحة إلى الأعلى بنسبة 25% قبل اختيار المروحة. فالتركيبات في الموقع لا تطابق الحسابات الورقية أبدًا بسبب وصلات التخفيض والتعديلات الميدانية والفلاتر المتسخة.

مطابقة مقاسات المجاري مع الماكينات في الورشة

بعد تثبيت المقاسات، يصبح السؤال: أي ماكينة في ورشة المصنّع ستشكل كل مقطع. يتعامل خط المجاري الأوتوماتيكي بالكامل SBAL-V من Taokron مع عروض صاج من 800 إلى 1,500 mm، وهو ما يغطي الغالبية العظمى من مجاري HVAC التجارية (مجاري مستطيلة حتى نحو 1,250 × 1,250 mm). وفي المقاطع الصناعية الأكبر يمكن إعادة تهيئة الخط بعدة أوسع. أما الخط شبه الأوتوماتيكي SBAL-III فيغطي النطاق نفسه بإنتاجية أقل، وهو مناسب للمصنّعين الذين ينتجون أقل من 1,000 m في اليوم. وتُعالَج المواصفات ذات نسب الأبعاد فوق 2:1 على أفضل وجه بالخط الأوتوماتيكي لأنه يتتبع طول القطع وموضع الدرزة تلقائيًا؛ فالمجرى المطوي يدويًا فوق 2:1 يميل إلى الالتواء وزوايا غير قائمة.

تحدث إلى مهندس من Taokron →

مقدّر وزن صاج المجاري

قدّر وزن الصاج العاري ومساحة السطح لمسار مجرى مستقيم، وهو مفيد لتكلفة المواد وتخطيط الشحن. حسابات هندسية بحتة: مساحة السطح × السماكة × كثافة المادة. أضف هامشك الخاص للدرزات والتراكبات والوصلات (عادة +10–20%).

مزيد من أدوات Taokron المجانية: أداة اختيار الماكينة · حاسبة فترة الاسترداد والعائد · محوّل gauge ↔ mm

الأسئلة الشائعة

ما طريقة الاحتكاك المتساوي في تحديد مقاسات المجاري؟

تحدد طريقة الاحتكاك المتساوي مقاس كل مقطع في نظام المجاري بحيث يكون فاقد الاحتكاك لكل وحدة طول ثابتًا، وعادة ما بين 0.08 و0.12 بوصة عمود ماء لكل 100 قدم من المجرى. وهي الطريقة الافتراضية لمجاري HVAC منخفضة ومتوسطة الضغط لأنها سريعة، وتعطي أنظمة متوازنة لا تحتاج إلى ضبط كبير للمخمدات في الموقع، وتتوافق مع طريقة رسم منحنيات المراوح.

ما أقصى نسبة أبعاد للمجرى المستطيل؟

تعتبر معظم أدلة التصميم 4:1 الحد الأقصى العملي لنسبة الأبعاد للمجرى المستطيل؛ ويُفضَّل 2:1 أو أقل لسهولة التركيب وانخفاض هبوط الضغط. وفوق 4:1 ترتفع كمية الصاج لكل CFM بحدة، ويصبح تقوية المجرى أصعب، وتزداد احتمالات الاهتزاز والطنين عند نقاط تشغيل المروحة المعتادة.

ما السرعة التي أستهدفها في مجاري HVAC المستطيلة؟

في أنظمة HVAC التجارية: المجاري الرئيسية للهواء المغذّي 1,000–1,500 FPM، وفروع الهواء المغذّي 600–900 FPM، والمجاري الرئيسية للهواء الراجع 800–1,200 FPM، وفروع الهواء الراجع 400–600 FPM. تجاوز 1,500 FPM يرفع الضوضاء وفاقد الضغط بشدة؛ والنزول كثيرًا تحت هذه النطاقات ينتج مجرى أكبر من اللازم وصاجًا مهدرًا.

كيف أحوّل قطر المجرى الدائري إلى أبعاد مستطيلة؟

استخدم معادلة القطر المكافئ De = 1.30 × (a×b)^0.625 / (a+b)^0.25 حيث a وb هما البعدان الداخليان للمجرى المستطيل. أوجد قيمتي a وb اللتين تعطيان نفس De للقطر الدائري المستهدف. ويستخدم معظم المصممين جدولًا محسوبًا مسبقًا بدلًا من حل المعادلة مباشرة.

ما فئة الضغط التي أحددها للمجرى المستطيل؟

الضغط المنخفض (حتى 2 in. w.g.): فئة الضغط 1 أو 2 في SMACNA. الضغط المتوسط (2–4 in. w.g.): الفئة 3 أو 4. الضغط العالي (4–10 in. w.g.): الفئتان 6 و10. اختر بحسب الضغط الستاتيكي الكلي الذي يجب أن توفره المروحة مضافًا إليه هامش أمان نحو 25%. حدّد فئة الضغط في المخططات لأنها تحدد السماكة ونوع الدرزة وتباعد التقوية وفئة الإحكام.