في العديد من المجالات مثل الإلكترونيات والأجهزة المنزلية والمعدات الطبية والزراعية، مراوح التدفق المتقاطع أصبحت مراوح التدفق المتقاطع والمراوح المحورية تدريجيًا الخيار الأمثل لحلول تبديد الحرارة الفعالة والهادئة، بفضل طريقة تزويد الهواء الفريدة وتصميمها الهيكلي. ستُحلل هذه المقالة بإيجاز الخصائص الهيكلية ومزايا التطبيق والاختلافات بين مراوح التدفق المتقاطع ومراوح التدفق المحوري من ثلاثة جوانب: المبدأ، والمقارنة، واختبار الأداء.

1. هيكل وخصائص تدفق الهواء للمراوح ذات التدفق المتقاطع

مراوح التدفق المتقاطع (المعروفة أيضًا باسم مراوح التدفق المتقاطع أو مراوح السحب الشعاعية) تتكون من دوافع أسطوانية متعددة الشفرات، وحلزونات، وألسنة حلزونية. الدوافع مفتوحة جزئيًا ومحاطة جزئيًا باللولب. مدخل الهواء عبارة عن هيكل مفتوح، ولا توجد مداخل هواء على كلا الجانبين مثل مراوح الطرد المركزي. عند تشغيل المروحة، يدخل تدفق الهواء إلى شبكة الشفرات من الجانب المفتوح، ويمر عبر الدوافع، ويتم تفريغه من اللولب من الجانب الآخر، مكونًا تدفق هواء عامل واسع. تدفق الهواء الداخلي معقد وفي حالة غير مستقرة. وقد لوحظ أن مركز الدوامة سيتشكل في الدوافع، وعادةً ما يكون بالقرب من اللسان الحلزوني. تؤثر الدوامة على كفاءة المروحة واستقرارها: عندما تكون الدوامة قريبة من اللسان الحلزوني، يكون للمروحة أداء أفضل وكفاءة أعلى؛ إذا كانت الدوامة بعيدة عن اللسان الحلزوني، تزداد مساحة الدوران، وتنخفض كفاءة المروحة، ويضعف استقرار التدفق. يؤثر هيكل الغلاف، وموضع اللسان الحلزوني، وفرق الضغط بين المدخل والمخرج على موضع الدوامة. حاليًا، لا يزال التحسين يعتمد على التحقق التجريبي. خصائص التطبيق: يمكن تحقيق معدل تدفق كبير حتى عند قطر صغير؛ توزيع ضغط الرياح متساوٍ نسبيًا؛ مناسب للهياكل ذات الشرائط الطويلة أو المعدات التي تتطلب تبريدًا منتظمًا (مثل شاشات العرض، وأجهزة التنقية، إلخ)؛ تركيب مرن، هيكل مدمج، مناسب للمساحات المسطحة.

2. مقارنة الأداء بين مراوح التدفق المتقاطع ومراوح التدفق المحوري

مراوح التدفق المحوري تُوزّع هذه المروحة الهواءَ بتدفق محوري، وتُستخدم غالبًا في ظروف التهوية التي تتطلب ضغط رياح مُركّزًا وتدفقًا كبيرًا. تتكون بشكل أساسي من مُجمّع رياح، ومُدفّع، وريشة توجيه، وناشر. المُدفّع مُكوّن دوار، والمكونات الأخرى ثابتة. تتميز مروحة التدفق المحوري بمرونة تصميمها، ويتأثر منحنى الأداء بشكل كبير بزاوية تركيب الشفرة. على الرغم من أن لها مزايا معينة في حجم الهواء وكفاءة تحويل الطاقة، إلا أنها تتناقض مع مروحة التدفق المتقاطع في الجوانب التالية: عناصر المقارنة مروحة التدفق المتقاطع مروحة التدفق المحوري اتجاه تدفق الهواء أفقيا من خلال الدافع محوريا من خلال الدافع خصائص تفريغ الهواء تفريغ هواء موحد، مناسب للشرائط الطويلة تفريغ هواء مركّز، مناسب للتبريد القسري المحلي هيكل التركيب مسطح ومضغوط، مناسب للمشاهد ذات المساحة المحدودة يتطلب عمق تركيب أكبر، والهيكل سميك نسبيًا أداء الضوضاء تشغيل منخفض السرعة، ضوضاء منخفضة ضوضاء عالية قليلاً بسرعة عالية التطبيقات الشائعة معدات العرض، وحدات الطاقة، أجهزة تنقية الهواء مكيفات الهواء، قنوات تبديد الحرارة، الأجهزة الكهربائية الكبيرة تبديد الحرارة.

3. تجربة أداء مروحة التبريد وطرق الاختبار الفعلية

مروحة التبريد لا يعتمد التصميم على الحسابات النظرية فحسب، بل يتطلب أيضًا التحقق من أدائه من خلال التجارب. وباعتبارها جهازًا شائع الاستخدام، غالبًا ما يُختبر الأداء الديناميكي الهوائي لمراوح التدفق المتقاطع بالطرق التالية.

نوع الجهاز التجريبي جهاز تجريبي للسحب: مناسب لمناسبات قنوات الشفط، هيكل بسيط، استخدام متكرر؛ جهاز تجريبي للعادم: يستخدم لمراوح قنوات مخرج الهواء؛ جهاز مشترك للسحب والعادم: مناسب للمعدات ذات القنوات عند كل من المدخل والمخرج، اختبار أكثر شمولاً.

طريقة قياس معلمات الأداء يركز أداء المروحة بشكل أساسي على المعلمات التالية:

معدل التدفق (Q) : يمكن قياسها بواسطة المجمع (قوس أو مخروط)، ويتم أخذ معامل الخسارة φ (عادةً 0.98~0.99) في الاعتبار؛

و الضغط الداخلي: يتكون من الضغط الساكن والضغط الديناميكي، مما يؤثر على كثافة إمداد الهواء؛

القدرة (نيوتن): يتم الحصول على قوة عمود المروحة باستخدام مقياس عزم الدوران أو مقياس القوة الكهربائي؛

كفاءة: يتم الحصول عليها بناءً على نسبة طاقة الإدخال وضغط الهواء في حجم الهواء الخارج.

تعمل هذه المعلمات بشكل مشترك على بناء منحنى أداء المروحة، والذي يتم استخدامه لتحسين تصميم المنتج والاختيار الفعلي.

4. الملخص

مناسبة لمتطلبات مخرج الهواء الشريطي الطويل: مثل وحدات الطاقة، وتبريد الشاشة، ومنافذ التنقية؛ تركيب مرن وهيكل مضغوط: توفير المساحة، ومناسب بشكل خاص للأجهزة المضمنة؛ تأثير تشغيل صامت جيد: يستخدم على نطاق واسع في البيئات الطبية والمكتبية؛ حجم هواء موحد وقابلية تحكم قوية: تلبية احتياجات تبديد الحرارة المتوازن أو إمداد الهواء؛ التحكم الدقيق مع محرك التيار المستمر: تنظيم السرعة الذكي ممكن.