English
Français
Türkçe
Español
Русский
العربية
Deutsch
Italiano
عند اختيار محرك شفاط جمع الغبار يعدّ معظم الناس المرشح المتسخ أصعب حالة. أما في المراوح الشعاعية فالعكس هو الصحيح: فعندما يكون المرشح نظيفًا أو يتمزق كيس تنخفض مقاومة النظام، ويزداد التدفق، ويسحب المحرك أعلى قدرة. ولذلك يُختار المحرك وفق أنظف حالة للمرشح، ويُختار ترتيب الإقلاع وفق القصور الذاتي الثقيل للمروحة الدوارة. تشرح هذه المقالة كيف تزيح مقاومة المرشح نقطة التشغيل، وما الذي يُجهد المحرك عند الإقلاع.
كيف تغيّر مقاومة المرشح نقطة تشغيل المروحة؟
تتكون المقاومة الكلية لنظام جمع الغبار من فواقد الأغطية والمجاري، وفاقد السيكلون إن وُجد، وانخفاض الضغط في وحدة الترشيح. ومن بين هذه لا يتغير باستمرار طوال التشغيل إلا فاقد المرشح. فالكيس أو الخرطوشة الجديدة أو المنظفة حديثًا تُبدي مقاومة منخفضة؛ ومع تراكم كعكة الغبار عليها ترتفع المقاومة. ويخفض التنظيف بالنفض أو بنبضات الهواء (pulse-jet) الكعكة جزئيًا، فتبدأ الدورة من جديد.
تعمل المروحة في كل لحظة عند النقطة التي يتقاطع فيها منحناها مع منحنى النظام. وعندما تزداد المقاومة يصبح منحنى النظام أشد انحدارًا وتنزاح نقطة التقاطع إلى تدفق أقل. وعندما تقل المقاومة تنتقل النقطة إلى اليمين، نحو تدفق أعلى.
| حالة المرشح | مقاومة النظام | التدفق | حمل المحرك (مروحة شعاعية) |
|---|---|---|---|
| جديد أو منظَّف حديثًا | الأدنى | الأعلى | الأعلى |
| تشغيل عادي (تكونت الكعكة) | القيمة التصميمية | التدفق التصميمي | القيمة التصميمية |
| تأخر التنظيف، متسخ بإفراط | عالية | منخفض | أقل |
| كيس ممزق أو غطاء مفتوح | منخفضة جدًا | عالٍ جدًا | خطر الحمل الزائد |
المرشح المتسخ يُضعف الشفط ويؤدي إلى تسرب عند مصدر الغبار؛ وهذه مشكلة في العملية لا في المحرك. أما ما يُجهد المحرك فهو الصفان العلوي والسفلي من الجدول.
تُختار قدرة المحرك وفق أنظف حالة للمرشح
يعطي مصنّع المروحة قدرة عمود لنقطة التصميم. لكن هذه النقطة محسوبة في الغالب وفق متوسط اتساخ المرشح. وعند اختيار المحرك انظر إلى نقطتين إضافيتين على منحنى المروحة:
- نقطة المرشح النظيف: النقطة التي يقطع فيها منحنى النظام المحسوب بانخفاض الضغط لوحدة الترشيح النظيفة منحنى المروحة. ويجب أن يلبّي المحرك قدرة العمود عند هذه النقطة.
- السقف المرتبط بنوع المروحة الدوارة: في المروحة الدوارة ذات الريش المائلة إلى الخلف يبلغ منحنى القدرة قمة؛ فإذا اختير المحرك فوق قيمة هذه القمة فلن يحدث حمل زائد مهما ازداد التدفق. أما في المراوح ذات الريش الشعاعية والمائلة إلى الأمام فتستمر القدرة في الارتفاع مع التدفق؛ وفي هذه المراوح لا بد من خانق ضبط في جانب الشفط أو من تحديد للتدفق.
تدخل كثافة الغبار في الحساب أيضًا. فكلما ازدادت كمية الغبار في الهواء المنقول ارتفعت القدرة التي تسحبها المروحة قليلًا؛ وفي الأنظمة ذات الحمل الثقيل يعطي مصنّع المروحة تصحيحًا لذلك. وإذا كانت المروحة بعد المرشح (في جانب الهواء النظيف) فإن الغبار الواصل إلى المروحة الدوارة قليل؛ أما في المراوح الواقعة قبل المرشح فتكون القدرة والتآكل أعلى معًا.
حرارة الهواء والكثافة
تتناسب القدرة التي تسحبها المروحة طرديًا مع كثافة الهواء الذي تنقله. فالمروحة المختارة لهواء عملية ساخن تنقل، عند تشغيلها لأول مرة في الشتاء بهواء بارد، هواءً أكثف وتسحب قدرة أكبر من المحسوب. فمثلًا، النظام المحسوب لهواء 80 °C قد يتطلب نحو 29% قدرة إضافية عند العمل بهواء 0 °C. وفي مثل هذه الأنظمة يُختار المحرك وفق ظرف التشغيل البارد، أو يُخنق الخانق عند الإقلاع البارد.
حمل الإقلاع: مروحة دوارة ثقيلة وتسارع طويل
تُصنع المراوح الدوارة لمراوح جمع الغبار من صفائح سميكة لتتحمل التآكل، وتكون كبيرة القطر. ويفوق عزم القصور الذاتي لهذه المروحة الدوارة بكثير عزم القصور الذاتي للعضو الدوار للمحرك نفسه. وعند الإقلاع يضطر المحرك لرفع هذه الكتلة من السكون إلى السرعة الاسمية، لا الهواء وحده. والنتيجة زمن تسارع قد يمتد من بضع ثوانٍ إلى عشرات الثواني.
- زمن التسارع: كلما كبر القصور الذاتي الكلي وصغر الفرق بين عزم المحرك وعزم المروحة طال الزمن. وخلال هذه المدة يسحب المحرك عدة أضعاف التيار الاسمي وتسخن الملفات بسرعة.
- الإقلاع والخانق مغلق: تسحب المروحة الشعاعية أقل قدرة عندما يكون الخانق مغلقًا. وإغلاق خانق الشفط عند الإقلاع يقصّر التسارع بخفض العزم المعاكس.
- الإقلاع بنجمة-مثلث: في وضع النجمة ينخفض عزم المحرك إلى نحو الثلث. فإذا لم تتسارع مروحة ذات مروحة دوارة ثقيلة بما يكفي في النجمة، تتكون نبضة تيار كبيرة عند الانتقال إلى المثلث. ولا تناسب هذه الطريقة إلا إذا كان الخانق مغلقًا وكانت المروحة تبلغ في النجمة سرعة قريبة من الاسمية.
- بادئ التشغيل الناعم والمشغّل: يمكن ضبطهما لزمن تسارع طويل؛ ومع المشغّل يُحدّ تيار الإقلاع أيضًا. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل عند سرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلًا فيُنظر في مرشّح dv/dt أو مرشّح جيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب.
- ضبط الحماية: إذا لم تُختر فئة الفصل للمرحّل الحراري ملائمة للإقلاع الطويل فإن المحرك يخرج من الخدمة قبل أن يُنهي التسارع. اختيار حماية المحرك مقالة تشرح فئات الفصل.
يرد عزم القصور الذاتي للمروحة والمروحة الدوارة في بيانات مصنّع المروحة. وإذا أبلغت بهذه القيمة وبطريقة الإقلاع المستخدمة عند الطلب، يصبح ممكنًا تقييم الإقلاع من منظور المحرك. ولمقارنة قيم العزم الاسمية يمكنك الاطلاع على مقالة جدول العزوم.
