Water pressure boosting systems) أنظمة تغذية المياه There are three types of boostin

 (Water pressure boosting systems)

    أنظمة تغذية المياه
 There are three types of boosting systems:
يوجد ثلاثة أنظمة لتغذية المياه:
1-Gravity tank .      2-Hydropenumatic tank.            3-Booster pump.

1-Gravity tank:
Water tank is placed on building roof, pumps in the basement of the building pump water from the source up to the tank. The tank gravity feeds the water distribution system of the building.
The top of the tank is vented to the outdoors.
في هذا النظام يتم وضع المضخة في أرضية المبني تقوم بضخ المياه الي الخزان أعلي المبني ,والخزان يقوم بدوره بتغذية المبني بالجاذبية, يتم عمل تهوية للخزان للخارج.
2-Hydropenumatic tank:
a hydropneumatic tank can be chosen to meet a low-flow demand without operating a pump. it is a   closed tank so that when water is pumped into the tank, the displaced air becomes pressurized. The air pressure in the tank provides the pressure onto the surface of the water.
في هذا النظام يتم تعويض الفقد في كمية المياه عندما يقل الضغط وتكون كمية المياه قليلة وذلك للحفاظ علي المضخة من كثرة التشغيل, حيث يقوم الهواء الموجود بالخزان بالضغط علي سطح المياه لتعويض الفقد, الخزان في هذه الحالة يتم تركيبه بعد المضخة وليس بأعلي المبني كالحالة السابقة.
3- Booster pump:
This system uses variable speed pumps to push water into the water distribution system. These pumps automatically speed up and slow down to maintain a constant pressure based on  the variations in demand flow.
في هذا النظام يتم استخدام مضخة متغيرة السرعة حيث يتم تشغيل المضخة وفقا لكمية المياه المطلوبة حسب احتياج المبني للمياه
هذه المضخة توضع أسفل المبني وتقوم بسحب المياه من أي مصدر رئيسي مثل شبكة المياه العمومية,هذه المضخات تزيد سرعتها او تقل للحفاظ علي ثبات الضغط بناء علي كمية التدفق المطلوب.
 Any pump that draws directly from public water or well pump must be protected against cavitation damage,so a low-pressure cutoff shall be installed on all
booster pumps in a water pressure booster system to
prevent cavitation.
أي مضخة تقوم بسحب المياه مباشرة من شبكة المياه العمومية

او من بئر يجب أن يتم حمايتها ضد التكهف,لذلك يتم تركيب (low-pressure cutoff switch )
الصور المرفقة الموضح بيها تركيب كل نظام مقتبسة من مرجع:
(Practical Plumbing Engineering )

Reference: SBC 701

pumps

 pumps المضخات

concepts ,, vapor lock 

- ال pump concepts دي شويه مصطلحات هنفهم منهم الكورس بتاعنا عشان هنتكلم بيهم بعد كده طول الكورس.

- الطلمبات pumps في ال service بتاعتها بتتعامل مع سوائل بس يعني من الأخر الضغط يكون قليل تحطله pump يديك ضغط عالي ... خلي بالك liquids only 

- من المعروف إن السوائل دي incompressible غير قابلة للانضغاط يعني وافتكر دايمًا إن الخاصية دي معناها إن الحجم هو اللي ثابت وده ملهوش علاقة بالضغط فالضغط بتاع ال liquids بيتغير عادي ودي وظيفة الطلمبات.

- بص بقى المكونات الأساسية عندك ال inlet ده هنسميه suction line أو خط السحب ،، وال outlet ده هنسميه discharge line أو خط الطرد ،، والمضخة نفسها يعني كالتالي خط سحب << مضخة << خط الطرد.

- خط السحب suction line بيكون موجود فيه supports عشان توازن السوائل اللي موجودة جوه ال pipelines ،، وبيكون موجود isolation valve عشان لو عاوز توقف الخط لأي سبب ،، وكمان بيكون فيه filter أو strainer عشان لو فيه أي شوائب مع ال liquids يقوم عاملها إزالة منه ،، وكمان بيكون فيه pressure gauge ع الخط عشان يقيس الضغط اللي داخل.

- خط الطرد discharge line بيكون موجود check valve عشان تخلي السوائل تمشي في اتجاه الخرج بس ،، وكمان موجود isolation valve عشان لو عاوز تفصل الخط برضو ،، وموجود pressure gauge عشان يقيس الضغط الخارج ويتأكد إن الطلمبة قامت بدورها من خلاله.

ممكن يكون موجود حاجات تاني بس دول الأساس.

- هنتكلم دلوقتي عن pump priming اللي هو تحضير الطلمبة وده معناه إن خط السحب وال pump يكونوا مليانيين بال liquids ،، وأحنا قولنا إن أي traces من ال vapor أو gas هيعملوا مشاكل زي cavitation أو vapor lock ،، طاب لو عاوز تتخلص من ال gases قبل التحضير؟ بيحطوه صمام اسمه bled valve وكل دوره إنه يعمل venting لأي غازات موجودة في الخط بتاعك.

- هنتكلم عن ظاهرة ال slip ودي نسبة السوائل اللي موجودة في الخط بس بيحصلها losses ،، يعني إيه؟ دول شويه liquids من الأخر رافضين طريق إنهم يتحركوا من ضغط قليل لضغط عالي وبالتالي مش بيخرجوا في ال discharge وبالتالي بنعتبرهم مفقودات ،، وحلها إنك تقلل شويه من الضغط عند خط الطرد يعني لو هيزيد من 3 إلى 8 خليه من 3 إلى 7 atm مثلًا ... ودي تعتبر مشكلة.

- هنتكلم عن ظاهرة ال vapor lock ودي مشكلة بتحصل في المضخة لما تفقد ال priming بتاعها ،، وقولنا ال priming ده معناه إن خط السحب وال pump يكونوا مليانيين بال liquids ،، يعني إيه تفقد ال priming بتاعها ؟ ... دي معناها حاجتين ،، أول حاجة no enough liquid يعني من الأخر إن ال flow اللي داخل مش قادر يملأ ال pump وخط السحب ،، المعنى التاني إنه موجود vapors أو gases مع السائل اللي في الخط.

- هنتكلم عن المشاكل والحلول بتاع ال vapor lock فيه كذا سبب ممكن يحصل vapor lock عشانهم كالتالي : 

* إن المضخة بتاعتك يكون فيها شويه gases قبل الشغل والغازات دي محصلهاش venting ... يعني لازم تعمل venting للغازات من خلال صمام اسمه bled valve وده كل دوره يعمل venting لأي غاز أو vapor موجود.

* ممكن يكون فيه holes صغيرة في الخط بتاعك ودي هتدخل air مع السائل بتاعك وبكده هيكون عندك 2 phases في الخط ... وده هيعمل مشكلة كبيرة عندك ،، فعشان تحل المشكلة دي لازم تعمل welding للثقوب دي أو من خلال استخدام foam .

* لو عندك negative suction يعني ال pump بتسحب من تانك مثلًا أقل من مستواها فبتكون ال pipeline بتاعتك مش مغمورة في التانك فيدخل معاه air وبالتالي هيكون عندك 2 phases ،، وحلها إنك تمد الأنابيب دي وتكون مغمورة في السائل اللي بتسحب منه.

* لو عندك درجة الحرارة عالية ... فده هيزود درجة حرارة السائل جوه الخط وبالتالي ممكن يعمل vapor وهيكون عندك 2 phases في الخط وده هيعمل مشكلة ،، وحلها إنك تعمل coating أو تدفن الخط بتاعك ،، ونفس المشكلة هتحصل لو عندك low pressure ودي هترجع للتشغيل بتاعك وتشوف فين المشكلة عشان الضغط يقل كده.

- References : 

- Process technology equipment and systems 

- channel of chemical engineering in arabic 

----------------------

pumps

 pumps المضخات 

 pump heads 

1- introduction to heads 

- جزئية ال pump heads دي تعتبر مقدمة عشان نفهم منها كام حاجة ليها علاقة بال cavitation. 

- ال head زي ما أنت فاهم هو الارتفاع ... بمعنى لو عندك مثلث قائم فالارتفاع بتاعه هو ال head وده بالتوازي مع المضخة إنها بترفع السائل من نقطة عند خط السحب لنقطة ع خط الطرد فالفرق ما بينهم هو ال head ،، وفي المضخات بشكل عام بنعبر عن الضغوط بكلمة head .

- وده من قانون الضغط وهو عبارة عن عجلة * ارتفاع * كثافة السائل ،، فالكثافة والعجلة يعتبروا ثابتين فهتلاقي إن المتغير الوحيد تقريبًا هو الارتفاع ،، عشان كده بنعبر عن الضغط باستخدام الارتفاع اللي هو ال head تمام؟ وصلت.

2- Types of heads in pump 

* suction head [ hsp ] 

- وده الضغط عند خط السحب ،، بمعنى لو عندك pump المفروض عشان تشتغل يكون عندك ضغط يكفي إنه يسحب السائل بتاعك على أي حال وده اسمه suction head 

* static suction head [ hs ]

- ودي مرتبطة بطول العمود vertical وده باختصار عبارة عن الارتفاع بتاع مستوى خط السحب لغاية التانك اللي بيسحب منه ،، وهو ضغط لازم المضخة تتغلب عليه عشان تحرك السائل من التانك لغاية المضخة pump 

* vapor pressure head [ hvp ]

- وده الضغط اللي عنده السائل بيبدأ يتحول بخار ،، إنت عارف طبعًا إن عشان الطلمبة تشتغل المفروض لازم يكون فيه سوائل بس ،، ساعات بيحصل losses في صورة بخار والبخار اللي اتحول ده بيكون له ضغط طبعًا ويعتبر حاجة سلبية بتسحب من ضغط السائل * إشارة سالبة هتعرف * 

* friction head [ hf ]

- ودي تعتبر مجموع المفقودات losses اللي بتحصل في خط السحب بتاعك ،، لو عندك خط السحب وماشي فيه سائل فمش بيكون smooth وبيكون فيه frictions زي مثلًا elbow كوع أو filter أو valve فده بيقلل الضغط بتاع السائل برضو * إشارة سالبة *.

* NPSHA & NPSHR 

- وده عبارة عن ال net positive suction head إما يكون available أو required .

- ال NPSHa بيكون عبارة عن محصلة الضغوط بتاعت الطلمبة في خط السحب وله قانون مشهور خاص 

NPSHa = hps + hs - hvp - hf

من القانون ده هتبص بعينك هتعرف إن ال hps بيزود ال NPSHa وكمان ال hs ،، وعندك ال vapor head وكمان ال friction بيقللوا ال NPSHa وده مهم جدًا لازم يتحسب.

- تعريف ال NPSHa ؟ هو الضغط اللي إنت محتاجة في ال suction line عشان تشتغل الطلمبة بصورة جيدة.

- أهميته؟ بتقارنه بال NPSHr لازم يكون أكبر من أو ع الأقل يساويه عشان الطلمبة ميحصلهاش cavitation. 

- تعريف ال NPSHr ؟ ضغط مخصوص موضوع أثناء عملية التصميم عشان يمنع حدوث مشاكل زي cavitation وبيكون زي indication ليك لأن زي ما قولنا بنقارن ال NPSHa بال NPSHr ومنها بنعرف إذا كان فيه cavitation أو لا ،، عشان كده الاتنين دول مهمين جدًا جدًا

3- Additional notes 

- موجود عندك أنواع تانية من ال heads كالتالي 

* static discharge head 

- هو المسافة الرأسية بين سطح الماء الحر في خط الطرد ومركز المضخة ويرمز له hsd 

* total static head 

- هو المجموع الكلي بتاع ال static suction head وال static discharge head وبيرمز له hts. 

- References : 

* Process technology equipments and systems. 

* channel of chemical engineering in arabic 

* industrial pumps book, Saudi Arabia. 

#pumps 

#Oil_And_Gas