اختيار المضخة الطردة المركزية

بعض المفردات و التعاريف الخاصة بالمضخة
أولا قبل التعرف على أداء و اختيار المضخة يجب التعرف على بعض المفردات و التعاريف الخاصة بالمضخة
1- الكثافة  DENISTY
هى كتلة المائع فى وحدة الحجم وتتأثر بالحرارة و الضغط
2- الوزن النوعى  SPECIFIC WEIGHT
وهو عبارة عن وزن وحدة الحجم من المائع
3- الحجم النوعى  SPECIFIC VOLUME
هو مقلوب الوزن النوعى أى عبارة عن حجم وحدة الأوزان
4- الكثافة النوعية  SPECIFIC GRAVITY
هى النسبة بين كثافة السائل و كثافة الماء فى نفس درجة الحرارة
5- ضغط المائع  PRESSURE
الضغط هو القوة المؤثرة على وحدة المساحات و الضغط دائما عمودى على السطح المؤثر علية
ضغط السائل = الكثافة × ارتفاع عمود السائل × عجلة الجاذبية
6- الضغط البخارى VAPOUR PRESSURE
إذا أغلق حيز فوق السطح الحر للسائل فان هذا الحيز يتشبع ببخار السائل ويستمر انتقال الجزيئات بين البخار و السائل عند السطح الحر فإذا انخفض الضغط فى الحيز فوق سطح السائل عن ضغط التشبع فإن السائل يبدأ فى التبخر مرة أخرى و الضغط البخارى يتغير بتغير درجة الحرارة
7- التصرف  FLOW
هو حجم السائل المار بالنسبة للزمن
8- ضغط السحب SUCTION HEAD
هو قيمة  ضغط المائع عند فتحة سحب المضخة و له حالتان
أ‌- الحالة الأولى إذا كانت المضخة تسحب من منسوب أعلى من منسوب محور مروحة المضخة و يسمى منسوب الضغط   SUCTION HEAD
ب‌- الحالة الثانية  إذا كانت المضخة تسحب من منسوب أقل من منسوب محور مروحة المضخة و يسمى منسوب الرفع   SUCTION LIFT

السرعة النوعية  SPECIFIC SPEED

السرعة النوعية عبارة عن تعبير أمكن منه ربط كل متغيرات المضخة تحت رقم واحد يعبر عن المضخة  و ممكن التعبير عنها بالمعادلة الآتية
NS = (N × √Q) / H 3/4
حيث
NS    :  السرعة النوعية   SPECIFIC SPEED
N      :  سرعة دوران مروحة المضخة (عدد اللفات فى الدقيقة)
Q     :  معدل تصرف السائل (بالمتر المكعب على الثانية)    FLOW
H     :  إرتفاع عمود السائل (بالمتر) HEAD
وتعتبر السرعة النسبية من أهم الأرقام التى تدل على نوع المضخة و شكل المروحة فعند القيم الصغيرة للسرعة النسبية تكون المروحة  قطرية والسرعات النسبية المتوسطة تكون المروحة ذات تدفق مختلط و عند القيم العالية جدا ً للسرعة تكون المروحة محورية

العلاقة بتن الضغط و منسوب السائل  PRESSURE , LEVEL RELATIONSHIP

لو افترضنا أن هناك وعاء تم ملؤه بالسائل حتى ارتفاع H   فإن الضغط الواقع على أى نقطه فى السطح السفلى للإناء تحسب من العلاقة الآتية
P =  × g × h

حيث  
  : ضغط السائل P
       :  كثافة السائل
     g:   عجلة الجاذبية

     h:   ارتفاع عمود السائل

ومن الشكل أيضاً نجد أن الضغط عند النقطة  1   يمكن حسابه من المعادلة الآتية

P1 =  × g × h1

ومن الشكل أيضاً نجد أن الضغط عند النقطة   2   يمكن حسابه من المعادلة الآتية

P2 =  × g × h2

وحيث  أن     h2  >   h1

إذاً              P2  >  P1

وهذا يعنى أنه كلما يزداد منسوب أو ارتفاع عمود السائل زاد الضغط

العوامل التى تؤثر على أداء المضخة

1- تأثير السرعة على أداء المضخة

كلما أمكن تصميم المضخة المروحية لسرعة أكبر استطعنا الحصول على مضخات تعطى معدل أكبر و ضغط أعلى و كفاءة أعلى فمثلاً عند سرعة 1500 لفة / دقيقة لا يمكن الحصول على تصرف أعلى من (5.7 جالون / دقيقة و ضغط أعلى من 220 رطل / البوصة المربعة و كفاءة 23 % ) و لكن تستطيع الحصول على (11.2 جالون / دقيقة و ضغط أعلى من 800 رطل / البوصة المربعة و كفاءة 40 % ) لنفس المروحة عند سرعة 3000 لفة / دقيقة وعليه فإن تصميم المضخات لسرعات أعلى أمكن التوصل لمعدلات تصرف و ضغوط و كفاءات أفضل و بالتالى ينخفض حجم المضخة بالنسبة للقدرة المستهلكة بالحصان لإدارتها و ينعكس هذا على التكلفة المبدئية للمضخة و المحرك و تكلفة التشغيل بعد ذلك  

2- تأثير الخلوص على أداء المضخة

للخلوص الذى يكونه حلقات الاحتكاك تأثير كبير على كفاءة المضخة و قدرتها على الوصول للتصرف المصمصة علية فكلما زاد الخلوص كان كمية السائل الراجع من الطرد للسحب مرة أخرى من خلال هذا الخلوص بمثابة خسارة لأنة تم ضغطه مسبقا وسيتم ضغطه مرة أخرى  و كلما كان هذا الخلوص أقل كان السائل المار من خلاله أقل وبالتالى أمكن للمضخة تحقيق التصرف المطلوب بكفاءة أكبر

3- تأثير تقليل قطر المروحة على أداء المضخة  

تصمم المضخات عادة بحيث تقبل لأغلفتها أقطار متنوعة للمروحة حتى نستطيع الاستجابة لأى تغير فى ظروف التشغيل و علية فإن تقليل قطر المروحة ينتج عن ذلك ضغط للطرد أقل و تصرف أقل و بالتالى كفاءة أقل 

4- التكهف CAVITATION

تطلق كلمة تكهف عند تكون فقاعات أو جيوب مملؤه بالهواء أو الأبخرة أو الغازات أو خليط ما سبق داخل السائل وتحدث هذه الظاهرة عند أحد الأسباب الآتية 

أ‌- تسرب الهواء لداخل المضخة عبر أحد أجزاءها مثل ثقب فى الغلاف أو غرفة الحشو أو المانع التسرب الميكانيكى  أو أحد أنابيب السحب و يمكن حلها بمعالجة المكان الذى تسرب منه الهواء 

ب‌- عندما تكون ظروف السحب مهيأة لتكون بخار السائل المضغوط من انخفاض لضغط السحب أو ارتفاع لدرجة الحرارة و نستطيع معالجة هذا الأمر بجعل ظروف السحب ظروف لا يتكون فيها بخار للسائل عبر التحكم فى الرقم الآتى (صافى الضغط الموجب للسحب  NET POSITIVE SUCTION HEAD ) 

و عندما تكون هذه الجيوب و الفقاعات فى منطقة السحب فإنها تنجرف مع سريان السائل داخل المضخة ليعلو ضغطها بدورها كالسائل و لكن كونها فى حالة بخارية قابلة للانضغاط أكثر من السائل فإنها تستجيب بصورة أكبر لضغط السائل حولها و يصل ضغطها لحالته القصوى قبل الاصطدام  بالمروحة لتصطدم بالمروحة كالقنبلة الدقيقة جداً مكونة نحراً فيها و مع انفجار عدد كبير من الفقاعات و استمرار هذه الظاهرة لفترة يسمع للمضخة صوت طرقات عالية جداً و اهتزازات و ينتج عن ذلك مشاكل كبيرة للمضخة و هى 

• نحر و تآكل فى المروحة

• تدمير لكراسى التحميل

• اهتزازات و ضوضاء عالية

• انحناء لعمود الإدارة

5- صافى الضغط الموجب للسحب   (NET POSITIVE SUCTION HEAD (NPSH

هو أقل ضغط سحب يمكن للمضخة أن تعمل عنده لتعطى الضغط و التصرف المطلوبين دون التعرض لظاهرة التكهف و لصافى الضغط الموجب نوعان

أ‌- صافى الضغط الموجب للسحب  المطلوب    NPSH  (REQUIRED)

تقوم المصانع المنتجة للمضخات بتحديد صافى الضغط الموجب للسحب و الذى يمكن للمضخة أن تعمل عنده لتعطى الضغط و التصرف المطلوبين دون التعرض لظاهرة التكهف  

ب‌- الضغط الموجب للسحب  المطلوب    NPSH (AVAILABLE)

بعد تصميم خط أنابيب سحب المضخة  يمكن حساب الضغط عند آخره أى عند فتحة سحب المضخة بحيث يساوى أو أكبر من الضغط داخل المضخة حتى لا يحدث ظاهرة التكهف
NPSH (REQUIRED)  <=NPSH (AVAILABLE) 

6- تأثير درجة الحرارة

 يتأثر السائل المدفوع عبر المضخة عند زيادة درجة حرارته نظرا لما يتبع ارتفاع درجة الحرارة من إمكانية ظهور بخار للسائل عند هذا الضغط بعد الارتفاع فى الحرارة 

7- اللزوجة

كلما زادت اللزوجة قلت كفاءة المضخة المروحية وفى هذه الحالة يمكن تسخين السائل قبل دخوله للمضخة

منحنيات أداء المضخة  PUMP CHARACHETRISTIC CURVES

منحنيات أداء المضخة هى مجموعة منحنيات تبين طريقة استجابة المضخة للتغيرات من ضغط و كمية تصرف و مدى تأثير ذلك على القدرة الميكانيكية المستهلكة و الكفاءة وممكن استخلاص بعض النقاط المهمة من هذه المنحنيات
• إذا زادت كمية التصرف قل ضغط  طرد المضخة
• إذا زادت كمية التصرف زادت القدرة الميكانيكية المستهلكة
• عند قيمة محددة لكل من الضغط و التصرف أقصى كفاءة للمضخة
نقطة التشغيل  OPERATING POINT
هى عبارة عن الظروف المصمم عليها تشغيل المضخة من ضغط و كمية تصرف ولتحديد نقطة التشغيل يتم رسم منحنى خط أنابيب طرد المضخة مع منحنى أداء المضخة  و عند نقطة التقاء المنحين تكون هذه النقطة هى نقطة التشغيل وعندها يتم النظر فى كفاءة المضخة عند هذه الظروف  فإن كانت قريبة جداً من قيمة أقصى كفاءة كان اختيار المضخة مثالى أما لو كانت هذه الظروف بعيده عن أقصى كفاءة يتم اختيار مضخة أخرى ليتم مقارنة نقطة التقائها مع منحنى خط الطرد مع الكفاءة و هكذا حتى نصل لأقرب نقطة تشغيل لأقصى كفاءة

#pump selection guide

#pump selection software

#pump selection chart

#pump selection criteria

#pump selection calculator

#pump selection tool

#pump selection procedure pdf

#pump selection calculation pdf

#pump selection app

#pump selection and application

#pump selection and sizing

#pump selection armstrong