ما المقصود بسرعة الهواء في المجرى؟
سرعة الهواء في المجرى هي السرعة التي يتحرك بها الهواء داخل مجرى التكييف، ويُعبَّر عنها عادةً بوحدة القدم في الدقيقة (fpm). وهي من القيم التصميمية الأساسية في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC): فإذا ارتفعت السرعة أكثر من اللازم ظهر الضجيج والاهتزاز وارتفع الضغط الساكن، وإذا انخفضت كثيرًا قد يعجز النظام عن نقل الهواء أو العوالق بكفاءة. تحسب هذه الأداة سرعة الهواء انطلاقًا من معدل التدفق (CFM) ومساحة المقطع العرضي للمجرى، وتدعم المجاري الدائرية والمستطيلة على حدٍّ سواء.
طريقة الاستخدام
اختر شكل المجرى أولًا، ثم أدخل معدل التدفق بوحدة CFM. في حالة المجرى الدائري أدخل القطر بالبوصة، أما في المجرى المستطيل فأدخل العرض والارتفاع بالبوصة. تقوم الحاسبة بتحويل الأبعاد إلى مساحة مقطع عرضي بالقدم المربعة، ثم تقسم معدل التدفق على هذه المساحة لتعطيك السرعة بوحدة fpm، إضافةً إلى المساحة والسرعة المكافئة بالمتر في الثانية.
شرح المعادلة
تقوم العلاقة الأساسية على المبدأ التالي: السرعة (fpm) = معدل التدفق (CFM) ÷ المساحة (قدم²). فمعدل التدفق CFM (القدم المكعبة في الدقيقة) هو معدل تدفق حجمي، وعند قسمته على المساحة نحصل على سرعة خطية. وفي المجاري الدائرية تُحسب المساحة بالعلاقة πنق²، حيث يساوي نصف القطر نصفَ القطر الكلي. وبما أن أبعاد المجرى تُدخل بالبوصة، يُقسم كل بُعد على 12 لتحويله إلى أقدام قبل حساب المساحة.
$$V = \dfrac{\text{CFM}}{\pi\left(\dfrac{\text{Diameter (in)}}{24}\right)^{2}}$$
$$V = \dfrac{\text{CFM}}{\dfrac{\text{Width (in)}}{12}\times\dfrac{\text{Height (in)}}{12}}$$
مثال محلول
لنفترض أن معدل تدفق قدره 400 CFM يمرّ عبر مجرى دائري قطره 8 بوصات. يكون نصف القطر 4 بوصات = 0.3333 قدم، ومن ثَمّ تكون المساحة = \( \pi \times 0.3333^{2} \approx 0.3491 \) قدم². السرعة = \( 400 \div 0.3491 \approx 1{,}146 \) fpm، وهي سرعة نموذجية للمجرى الرئيسي في الأنظمة المنزلية.
الأسئلة الشائعة
ما هي السرعة المناسبة للهواء في المجرى؟ غالبًا ما تُستهدف سرعة تتراوح بين 700 و1,000 fpm في المجاري الرئيسية المنزلية، وبين 400 و700 fpm في المجاري الفرعية، بينما تعمل الأنظمة التجارية عند سرعات أعلى. وكلما انخفضت السرعة كان التشغيل أهدأ.
هل يؤثر شكل المجرى على النتيجة؟ لا يؤثر إلا من خلال المساحة. فالمجرى المستطيل بأبعاد 12×8 بوصة والمجرى الدائري المكافئ له بالمساحة نفسها يعطيان السرعة ذاتها عند معدل التدفق نفسه.
كيف أحوّل من fpm إلى متر/ثانية؟ اضرب القيمة بوحدة fpm في 0.00508، وتُظهر الحاسبة هذه النتيجة تلقائيًا.
