<ص>
يشير تدفق الهواء، أو تدفق الهواء، إلى حركة الهواء. الهواء عبارة عن سائل، وتتدفق جزيئاته بشكل طبيعي من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. يرتبط الضغط الجوي ارتباطًا وثيقًا بالارتفاع ودرجة الحرارة والتكوين. في الهندسة، يشير تدفق الهواء إلى كمية الهواء التي تمر عبر قطعة معينة من المعدات لكل وحدة زمنية. يمكن وصف ذلك من حيث التدفق الحجمي أو التدفق الجماعي، مع تحديد العلاقة بين الاثنين من خلال كثافة الهواء، والتي تعد إحدى وظائف قانون الغاز المثالي. يمكن أن تبدأ حركة الهواء بوسائل ميكانيكية (مثل تشغيل مروحة كهربائية أو يدوية)، أو يمكن أن تحدث بشكل سلبي بسبب اختلافات الضغط الموجودة في البيئة.
ص>
أنواع حركة الهواء
<ص>
مثل السوائل الأخرى، يمكن للهواء أن يظهر كلا من أوضاع التدفق الصفحي والمضطرب.
يحدث التدفق الصفحي عندما يتدفق الهواء بسلاسة ويكون له شكل سرعة مكافئ؛ ويحدث التدفق المضطرب عندما تحدث عدم انتظام أثناء تدفق السوائل، مما يغير اتجاه الحركة ويجعل شكل السرعة مسطحًا. ص>
عندما يمر الهواء عبر أشكال هندسية مثل القنوات أو القنوات الواسعة أو القنوات المفتوحة أو الجنيحات، يمكن أن يتأثر حجم وشكل ملف التدفق بمجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك خصائص السائل وبنيته الفيزيائية وطاقته. إضافة مكونات مثل دور المضخات.
ص>
وحدة تدفق الهواء
<ص>
الوحدات النموذجية للتعبير عن تدفق الهواء هي:
- يتم حسابه حسب الحجم: m3/min (متر مكعب في الدقيقة)، m3/h (متر مكعب في الساعة)، ft3/h (قدم مكعب في الساعة)، ft3/min (قدم مكعب في الدقيقة)، l/s (لتر في الثانية)
- يتم حسابها بالكتلة: كجم/ثانية (كيلوجرام في الثانية)
يمكن أيضًا وصف تدفق الهواء من حيث تغيرات الهواء في الساعة (ACH)، وهو ما يمثل الاستبدال الكامل لحجم الهواء الذي يملأ المساحة المعنية. في مجال علوم البناء، غالبًا ما تتوافق قيم ACH الأعلى مع المزيد من الأغلفة المتسربة في المباني القديمة. ص>
ص>
أدوات قياس تدفق الهواء
<ص>
تسمى الأدوات التي تقيس تدفق الهواء أجهزة قياس تدفق الهواء، بينما يمكن أيضًا استخدام أجهزة قياس شدة الريح لقياس سرعة الرياح وتدفق الهواء الداخلي. هناك أنواع مختلفة من مقاييس شدة الريح، بما في ذلك مقاييس شدة الريح ذات المسبار المستقيم المصممة لقياس سرعة الهواء، ومقاييس شدة الريح الدوارة ومقاييس شدة الريح الساخنة المصممة لقياس حجم تدفق الهواء. قد تستخدم هذه الأدوات أسلاكًا بالموجات فوق الصوتية أو أسلاكًا مقاومة لقياس نقل الطاقة بين جهاز القياس والجزيئات المارة.
على سبيل المثال، يمكن لمقياس شدة الريح ذو السلك الساخن حساب معدلات تدفق الهواء عن طريق تحليل درجة حرارة السلك المنخفضة، نظرًا لأن مقاومة المعدن تتغير مع درجة الحرارة، مما يؤثر على تأثيرات التبريد بالحمل الحراري. ص>
ص>
محاكاة تدفق الهواء
<ص>
يمكن محاكاة تدفق الهواء من خلال نمذجة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) أو ملاحظتها تجريبيًا من خلال تشغيل نفق الرياح. ويمكن استخدام هذا للتنبؤ بأنماط تدفق الهواء حول السيارات والطائرات وسفن المحيطات، بالإضافة إلى تسرب الغاز إلى أغلفة المباني. نماذج CFD قادرة على تتبع تدفق المواد الصلبة عبر النظام وبالتالي يمكن استخدامها لتحليل تركيزات الملوثات في البيئات الداخلية والخارجية.
ص>
معدات للتحكم في تدفق الهواء
<ص>
يُطلق على الجهاز المستخدم لتنظيم تدفق الهواء في القناة اسم المثبط. يمكن استخدام مثل هذا الجهاز لزيادة تدفق الهواء أو تقليله أو إيقافه تمامًا. تسمى الأجهزة الأكثر تطورًا معالجات الهواء، والتي لا تنظم تدفق الهواء فحسب، بل تقوم أيضًا بتوليده ومعالجته.
ص>
الغرض من تدفق الهواء
<ص>
يعد قياس تدفق الهواء ضروريًا في العديد من التطبيقات مثل التهوية (لتحديد مقدار الهواء الذي يتم استبداله)، وناقل الحركة الهوائي (للتحكم في سرعة الهواء ومرحلة النقل)، والمحركات (للتحكم في نسبة الهواء إلى الوقود). علم الخصائص الهوائية هو فرع من ديناميكيات الموائع التي تركز على قياس ومحاكاة ومراقبة تدفق الهواء. تعد إدارة تدفق الهواء محورًا في مجالات متنوعة مثل الأرصاد الجوية والطيران والطب والهندسة الميكانيكية والهندسة المدنية والهندسة البيئية وعلوم البناء.
ص>
تدفق الهواء في المباني
<ص>
في علم البناء، غالبًا ما يكون هناك تركيز على مدى استصواب حركة الهواء، مثل التهوية المتناقضة والتسلل. يتم تعريف التهوية على أنها إدخال الهواء الخارجي النقي إلى مساحة داخلية أخرى والتفريغ المتزامن لهواء العادم الداخلي إلى الخارج. يمكن تحقيق ذلك من خلال الوسائل الميكانيكية (مثل استخدام فتحات سحب الهواء أو المخمدات والمراوح لتحفيز تدفق الهواء عبر القنوات) أو الاستراتيجيات السلبية (المعروفة أيضًا بالتهوية الطبيعية).
ص>
<ص>
تتمتع التهوية الطبيعية بميزة اقتصادية على التهوية الميكانيكية لأنها تتطلب عمومًا طاقة أقل لتشغيلها ولكن لا يمكن استخدامها إلا في أوقات معينة وفي ظل ظروف خارجية.
ص>
العلاقة بين تدفق الهواء والراحة الحرارية وجودة البيئة الداخلية بشكل عام
<ص>
تعد حركة الهواء أمرًا بالغ الأهمية عند أخذها في الاعتبار عند التصميم لتلبية معايير الراحة الحرارية للركاب. يمكن أن تؤثر معدلات حركة الهواء المختلفة بشكل إيجابي أو سلبي على إدراك الفرد للحرارة أو البرودة، وبالتالي تؤثر على راحته. تعد حركة الهواء (التهوية) الكافية والمتحكم فيها بشكل صحيح أمرًا مهمًا لجودة البيئة الداخلية الشاملة (IEQ) وجودة الهواء الداخلي (IAQ) لأنها توفر الهواء النقي الضروري وانبعاثات العادم الفعالة.
ص>
<ص>
إن فهم سر تدفق الهواء قد يسمح لنا بالتحكم بشكل أفضل في بيئتنا المعيشية وتحسينها، فهل ستشعر بسحر ذلك؟
ص>