المكره
المروحة ، أو الدافعة ، [ 1 ] هي دوار مدفوع يُستخدم لزيادة ضغط وتدفق السائل. وهي عكس التوربين ، الذي يستخلص الطاقة من السائل المتدفق ويقلل ضغطه.
من الناحية الدقيقة، تعتبر المراوح فئة فرعية من المراوح الدافعة حيث يدخل التدفق ويخرج محوريًا، ولكن في العديد من السياقات، يُستخدم مصطلح "المروحة الدافعة" للإشارة إلى الدوارات غير المروحية حيث يدخل التدفق محوريًا ويخرج شعاعيًا، خاصة عند إنشاء سحب في مضخة أو ضاغط .
في المضخات
المروحة هي جزء دوار في المضخة الطاردة المركزية ، تعمل على تسريع السائل للخارج من مركز الدوران، ناقلةً بذلك الطاقة من المحرك الذي يُشغل المضخة إلى السائل المراد ضخه. [ 2 ] [ 3 ] يُولّد هذا التسارع ضغطًا عند خروج السائل من غلاف المضخة. عادةً ما تكون المروحة أسطوانة قصيرة ذات مدخل مفتوح (يُسمى عينًا) لاستقبال السائل، وريش لدفع السائل شعاعيًا ، وثقب مُسنّن أو مُسنّن أو مُلَولَب لاستقبال عمود الدوران.
قد يكون من الأرخص صبّ المروحة ومحورها كوحدة واحدة بدلاً من صبّهما بشكل منفصل. ويُشار إلى هذا المزيج أحيانًا ببساطة باسم "الدوار".
الأنواع
يفتح
تتكون المروحة المفتوحة من محور مزود بريش مثبتة عليه، وتُركّب على عمود. لا تحتوي الريش على جدار، مما يجعل المراوح المفتوحة أضعف قليلاً من المراوح المغلقة أو شبه المغلقة. ومع ذلك، نظرًا لعدم تثبيت الصفيحة الجانبية على جانب مدخل الريشة، تكون إجهادات الريشة أقل بكثير. [ 4 ] في المضخات، يدخل السائل إلى عين المروحة، حيث تضيف الريش الطاقة وتوجهها إلى مخرج الفوهة. يمنع الخلوص الضيق بين الريش وغلاف المضخة أو الصفيحة الخلفية معظم السائل من التدفق للخلف. يمكن تعويض التآكل في وعاء الريشة وحافة الريشة عن طريق ضبط الخلوص للحفاظ على الكفاءة بمرور الوقت. [ 5 ] نظرًا لأن الأجزاء الداخلية مرئية، فإن المراوح المفتوحة أسهل في الفحص بحثًا عن التلف والصيانة من المراوح المغلقة. كما يمكن تعديلها بسهولة أكبر لتغيير خصائص التدفق. تعمل المراوح المفتوحة ضمن نطاق ضيق من السرعة النوعية . عادةً ما تكون المراوح المفتوحة أسرع وأسهل في الصيانة. تُستخدم المراوح المفتوحة بشكل عام في المضخات الصغيرة وتلك التي تتعامل مع المواد الصلبة العالقة. [ 6 ] لا يحدث انحشار الرمل بسهولة كما هو الحال مع النوع المغلق.
شبه مغلق
تتميز المروحة شبه المغلقة بجدار خلفي إضافي، مما يمنحها مزيداً من المتانة. ويمكن لهذه المراوح تمرير مخاليط صلبة-سائلة مختلطة، ولكن على حساب انخفاض الكفاءة.
مغلق أو مغطى
يتضمن تصميم المراوح المغلقة جدرانًا أمامية وخلفية إضافية على جانبي الريش، مما يعزز متانتها. كما يقلل هذا من حمل الدفع على العمود، مما يزيد من عمر المحامل وموثوقيتها، ويخفض تكلفة العمود. مع ذلك، فإن هذا التصميم الأكثر تعقيدًا، بما في ذلك استخدام حلقات تآكل إضافية، يجعل تصنيع المراوح المغلقة أكثر صعوبة وأعلى تكلفة من المراوح المفتوحة. تنخفض كفاءة المروحة المغلقة مع ازدياد خلوص حلقات التآكل أثناء الاستخدام. ومع ذلك، فإن ضبط خلوص حوض المروحة لا يؤثر على تآكل الريش بنفس القدر الذي يؤثر به على المراوح المفتوحة. [ 4 ] يمكن استخدام المراوح المغلقة في نطاق سرعات محددة أوسع من المراوح المفتوحة. [ 5 ] تُستخدم هذه المراوح عادةً في المضخات الكبيرة وتطبيقات المياه النقية. لا تعمل هذه المراوح بكفاءة مع المواد الصلبة، ويصعب تنظيفها في حال انسدادها. [ 6 ]
أفسد
يتوافق تصميم المروحة اللولبية بشكل أكبر مع قناة محورية متدرجة تسمح بمعالجة المواد الصلبة بحرية أثناء الدوران. [ 7 ] [ 8 ]
في الضواغط الطاردة المركزية
الجزء الرئيسي في الضاغط الطارد المركزي هو المروحة. المروحة المكشوفة لا تحتوي على غطاء، لذا يمكنها العمل بسرعات أعلى. يمكن أن يحتوي الضاغط ذو المروحة المغطاة على مراحل أكثر من الضاغط ذي المروحة المكشوفة.
في نفاثات المياه
بعض المراوح تشبه المراوح الصغيرة ولكن بدون الشفرات الكبيرة. ومن بين استخداماتها الأخرى، تُستخدم في محركات الدفع المائي لتشغيل القوارب عالية السرعة.
نظرًا لأن المراوح الدافعة لا تحتوي على شفرات كبيرة للدوران، فإنها تدور بسرعات أعلى بكثير من المراوح العادية. يتم توجيه الماء المدفوع عبر المروحة الدافعة بواسطة الغلاف، مما يُنشئ تيارًا مائيًا يدفع المركبة للأمام. عادةً ما يكون الغلاف مخروطيًا ليُشكّل فوهة لزيادة سرعة الماء، مما يُحدث أيضًا تأثير فنتوري حيث يسحب الضغط المنخفض خلف المروحة الدافعة المزيد من الماء نحو الشفرات، مما يزيد من السرعة.
لضمان كفاءة التشغيل، يجب أن يكون هناك تطابق تام بين المروحة والهيكل. عادةً ما يكون الهيكل مزودًا بحلقة تآكل قابلة للاستبدال ، والتي تتعرض للتآكل نتيجة اصطدام المروحة بالرمل أو الجزيئات الأخرى على جانب الهيكل.
عادةً ما يتم توجيه السفن التي تستخدم المراوح عن طريق تغيير اتجاه تدفق الماء.
قارن بمحركات الطائرات ذات المراوح والطائرات النفاثة .
في خزانات مُحَرَّكة
تُستخدم المراوح في الخزانات المُحَرَّكة لخلط السوائل أو المواد اللزجة داخل الخزان. ويمكن استخدامها لدمج المواد الصلبة والسائلة والغازية. ويُعدّ خلط السوائل في الخزان بالغ الأهمية في حال وجود تدرجات في الظروف، مثل درجة الحرارة أو التركيز.
يوجد نوعان من المراوح، وذلك حسب نظام التدفق الناتج (انظر الشكل):
- دافع التدفق المحوري
- دافع التدفق الشعاعي
تُطبّق المراوح ذات التدفق الشعاعي إجهاد قصّ على السائل، وتُستخدم، على سبيل المثال، لخلط السوائل غير القابلة للامتزاج أو بشكل عام عند وجود سطح فاصل قابل للتشوه يجب كسره. ومن التطبيقات الأخرى للمراوح ذات التدفق الشعاعي خلط السوائل شديدة اللزوجة.
تفرض مراوح التدفق المحوري حركة جماعية بشكل أساسي وتستخدم في عمليات التجانس، حيث يكون معدل التدفق الحجمي للسائل المتزايد مهمًا.
يمكن تصنيف المراوح بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع فرعية:
المراوح
المراوح عناصر محورية لتوليد الدفع. تُحدث هذه العناصر دوامة عالية جدًا داخل الوعاء، ويشبه نمط التدفق المتولد في السائل شكلًا حلزونيًا.
في الغسالات
تستخدم بعض تصميمات غسالات الملابس ذات التحميل العلوي مراوح لتحريك الغسيل أثناء الغسيل.
شارة رتبة رجل إطفاء
تستخدم فرق الإطفاء في المملكة المتحدة والعديد من دول الكومنولث رسماً رمزياً لمروحة كشارة رتبة. ويرتدي الضباط واحدة أو أكثر منها على أكتافهم أو ياقات زيهم الرسمي كرمز مماثل للشارات التي يرتديها الجيش والشرطة .
في مضخات الهواء
تستخدم مضخات الهواء، مثل منفاخ جذور الهواء ، مراوح متشابكة لتحريك الهواء عبر النظام. وتشمل تطبيقاتها أفران الصهر، وأنظمة التهوية، وشواحن التوربينات لمحركات الاحتراق الداخلي.
في الطب
تُعدّ المراوح جزءًا لا يتجزأ من مضخات التدفق المحوري ، المستخدمة في أجهزة مساعدة البطين لتعزيز وظيفة القلب أو استبدالها بالكامل. [ 9 ] [ 10 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "مروحة، اسم". قاموس أكسفورد الإنجليزي على الإنترنت. مارس 2013. مطبعة جامعة أكسفورد. 20 مارس 2013.
- ↑ غوليش، يوهان فريدريش (2010). المضخات الطاردة المركزية ( الطبعة الثانية). سبرينغر. ISBN 978-3-642-12823-3.
- ↑ كتيبات، سيلوك مارين (2008). محركات فولفو بنتا الخلفية 2003-2012: محركات البنزين وأنظمة الدفع (كتيبات سيلوك مارين . دار نشر سيلوك. ISBN 978-0893300746.
- 1 2 "تصميم المضخة وخصائصها" . المكتبة الرقمية النيوزيلندية .
- 1 2 "المراوح المفتوحة مقابل المراوح المغلقة - معهد ماكنالي" . mcnallyinstitute .
- 1 2 "المراوح المفتوحة والمغلقة" . مجلة توربوماشينري إنترناشونال . 15 سبتمبر 2017.
- ↑ "أنواع المراوح في المضخات - الاختيارات والاعتبارات" . 30 يناير 2021.
- ^ لين ، بنغ. ليو، ميكينغ؛ تشاو، ون شنغ؛ ليو، تشى يونغ؛ وو، يوانوي؛ شيويه، فاي. تشانغ، ييبنغ (2017). "تأثير خلوص الطرف على أداء مضخة التدفق المحوري اللولبية" . التقدم في الهندسة الميكانيكية . 9 (6). دوى : 10.1177/1687814017704357 . S2CID 117627953 .
- ↑ ميلر، إل دبليو؛ باجاني، إف دي (2007). "استخدام جهاز التدفق المستمر لدى المرضى المنتظرين لزراعة القلب" . مجلة نيو إنجلاند الطبية . 357 (9): 885-96 . doi : 10.1056/nejmoa067758 . PMID 17761592 .
- ↑ تشو، ن.ك.؛ وانغ، س.س.؛ تشو، ش.هـ.؛ تشين، ي.س.؛ لين، ي.هـ.؛ تشانغ، س.ج.؛ شيو، ج.ج.؛ جان، ج.ج. (2001). "تحليل فسيولوجي لدورة القلب في جهاز مساعدة البطين الأيسر الطارد المركزي القابل للزرع". الأعضاء الاصطناعية . 25 (8): 613-616 . doi : 10.1046/j.1525-1594.2001.025008613.x . PMID 11531711 .
- مضخات
- الدفع البحري
- ديناميكا الموائع