1. ما هي المضخة؟
الإجابة: بشكل عام، أي آلة ترفع السوائل، أو تنقل السوائل، أو تزيد من ضغط السوائل، أي تحويل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي إلى طاقة سائلة، يُشار إليها مجتمعة بالمضخة.
2. تصنيف المضخات؟
الجواب: تختلف استخدامات المضخات. وفقا لمبادئ عملها، يمكن تصنيفها إلى ثلاث فئات رئيسية:
① مضخة الحجم ② مضخة ريشة ③ أنواع أخرى من المضخات
3. كيف تعمل المضخة الحجمية؟ هل يمكنك إعطاء مثال؟
الجواب: الاستفادة من التغيرات الدورية في حجم العمل لنقل السائل.
على سبيل المثال: مضخات المكبس، مضخات الغطاس، مضخات الحجاب الحاجز، مضخات التروس، مضخات الغطاس، مضخات المسمار، الخ.
4. كيف تعمل مضخة الريشة؟ أعط مثالا؟
الجواب: الاستفادة من تفاعل السائل داخل الشفرات لنقل السائل.
على سبيل المثال: مضخات الطرد المركزي، ومضخات التدفق-المختلطة، ومضخات التدفق المحورية-، والمضخات الدوامية، وما إلى ذلك.
5. كيف تعمل مضخة الطرد المركزي؟
الإجابة: تقوم مضخة الطرد المركزي بنقل الطاقة الميكانيكية من المحرك الرئيسي إلى السائل من خلال عمل المكره الدوارة. أثناء العملية عندما يتدفق السائل من المدخل إلى مخرج المكره، تزداد طاقة سرعته وطاقة الضغط. يتم تحويل السائل الذي يتم تفريغه بواسطة المكره إلى طاقة ضغط في غرفة المخرج ثم يتم إرساله على طول خط أنابيب التفريغ. في هذا الوقت، يتم تشكيل فراغ أو ضغط منخفض على جانب مدخل المكره بسبب تفريغ السائل. يتم ضغط السائل الموجود في حجرة الشفط إلى مدخل المكره تحت تأثير ضغط سطح السائل (الضغط الجوي). وبالتالي، فإن المكره الدوارة تقوم بشفط وتفريغ السائل بشكل مستمر.
6. ما هي خصائص مضخات الطرد المركزي؟
الإجابة: مميزاته هي: سرعة دوران عالية، حجم صغير، وزن خفيف، كفاءة عالية، معدل تدفق كبير، هيكل بسيط، أداء مستقر، سهولة التشغيل والصيانة. العيب هو أنه قبل البدء، يجب ملء المضخة بالسائل. اللزوجة العالية لها تأثير كبير على أداء المضخة ولا يمكن استخدامها إلا للسوائل ذات اللزوجة المشابهة للماء. نطاق التدفق: 5 - 20,000 متر مكعب في الساعة، نطاق الرأس: 8 - 2,800 متر.
7. كم عدد أنواع الأشكال الهيكلية التي تمتلكها مضخة الطرد المركزي؟ ما هي خصائصها وتطبيقاتها؟
الجواب: تصنف مضخات الطرد المركزي حسب أشكالها الهيكلية إلى: المضخات العمودية والمضخات الأفقية. خصائص المضخات العمودية هي: مساحة أرضية صغيرة، تكلفة بناء منخفضة، وسهولة التركيب. أما عيوبه فهي: مركز ثقل عالي، غير مناسب للتشغيل في المواقف التي لا تحتوي على أساسات ثابتة. خصائص المضخات الأفقية هي: نطاق تطبيق واسع، مركز ثقل منخفض، وثبات جيد. العيوب هي: مساحة أرضية كبيرة، تكلفة بناء عالية، حجم كبير، ووزن ثقيل. على سبيل المثال: المضخات العمودية هي مضخات خطوط الأنابيب، ومضخات DL متعددة -المراحل، والمضخات الكهربائية الغاطسة، وما إلى ذلك. تشمل المضخات الأفقية مضخات IS، ومضخات المرحلة D-النوع متعدد-المرحلة، ومضخات الشفط المزدوجة من النوع SH-، والنوع B-، والنوع BA، والنوع IH، والنوع IR. وفقا لمتطلبات معدل الرأس والتدفق وبناء على هيكل المكره وعدد المراحل يتم تصنيفها على النحو التالي:
①، مضخة شفط واحدة-مرحلة واحدة-: تتكون المضخة من دافع واحد بمنفذ شفط واحد. نطاق معدل التدفق العام هو: 5.5 - 2000 متر مكعب في الساعة، ومدى الرأس: 8 - 150 متر. الخصائص هي: معدل تدفق صغير ورأس منخفض.
②، مضخة شفط أحادية -مرحلة مزدوجة-: تحتوي المضخة على دافع واحد مع قسمي مدخل. نطاق معدل التدفق العام هو: 120 - 20,000 متر مكعب في الساعة، ومدى الرأس: 10 - 110 متر. لديها معدل تدفق كبير ورأس منخفض.
② مضخة شفط فردية متعددة المراحل-: تتكون المضخة من دافعات متعددة. المكره الأول لديه منفذ شفط واحد، وغرفة التفريغ للمكره الأول بمثابة منفذ الشفط للمكره الثاني، وهكذا. نطاق معدل التدفق العام هو: 5 - 200 متر مكعب في الساعة، ويتراوح الرأس بين 20 و240 متر. خصائصه هي معدل تدفق منخفض ورأس مرتفع.
8. ما هي مضخة خط الأنابيب؟ ما هي مميزاته الهيكلية؟
الإجابة: المضخة الأنبوبية هي نوع من أنواع -مضخة الطرد المركزي أحادية المرحلة-الشفط. لديها هيكل عمودي. نظرًا لأن مدخلها ومخرجها يقعان على نفس الخط المستقيم وأقطار المدخل والمخرج متماثلة، فهي تشبه مقطعًا من الأنبوب ويمكن تركيبها في أي موضع على خط الأنابيب، ومن هنا تسمى "مضخة الأنبوب".
الميزات الهيكلية: إنها مضخة طرد مركزي-مفردة الشفط-مرحلة واحدة. المدخل والمخرج متماثلان ويقعان على نفس الخط المستقيم، بشكل متعامد مع الخط المركزي للعمود، وهي عبارة عن مضخة رأسية.
9. الميزات والمزايا الهيكلية لمضخة الطرد المركزي العمودية ذات الشفط الأحادي-المرحلة الواحدة-من النوع ISG هي كما يلي:
أولاً، المضخة ذات هيكل عمودي. تم تصميم غطاء المحرك وغطاء المضخة كوحدة واحدة. المظهر مدمج وجذاب، مع مساحة أرضية صغيرة، وتكلفة بناء منخفضة، ويمكن وضعه في الخارج عندما يكون مزودًا بغطاء واقي.
ثانيًا، قطري مدخل ومخرج المضخة متماثلان ويقعان على نفس الخط المركزي. يمكن تثبيته مباشرة على المنصة مثل الصمام، وعملية التثبيت بسيطة للغاية.
ثالثًا، يسهل التصميم الأساسي المبتكر التثبيت المستقر للمضخة.
رابعاً، يعمل عمود المضخة بمثابة العمود الممتد للمحرك. إنه يحل مشكلة الاهتزاز الخطيرة التي تحدث عندما يستخدم عمود مضخة الطرد المركزي التقليدي وعمود المحرك أداة توصيل للنقل. سطح عمود المضخة مطلي بالكروم-، مما يزيد من عمر خدمة المضخة بشكل كبير.
خامسا، يتم تثبيت المكره مباشرة على العمود الممتد للمحرك. أثناء التشغيل، لا تصدر المضخة أي ضوضاء. تستخدم محامل المحرك محامل منخفضة الضوضاء-، مما يضمن تشغيل الماكينة بشكل عام بضوضاء منخفضة للغاية، مما يؤدي إلى تحسين بيئة الاستخدام بشكل ملحوظ.
سادسا، يعتمد ختم العمود على ختم ميكانيكي، والذي يحل مشكلة التسرب الخطيرة الناتجة عن آلية ختم مضخة الطرد المركزي التقليدية. الحلقة الثابتة والحلقة المتحركة للختم مصنوعة من كربيد السيليكون، مما يعزز عمر خدمة الختم ويضمن بيئة عمل جافة ومرتبة.
سابعا، توجد فتحات تهوية على غطاء المضخة. على الجانب السفلي وعلى جانبي جسم المضخة، توجد فتحات تصريف المياه وفتحات قياس الضغط، والتي يمكن أن تضمن التشغيل والصيانة العادية للمضخة.
ثامناً، يتيح الهيكل الفريد صيانة نظام خطوط الأنابيب دون الحاجة إلى تفكيكه. كل ما هو مطلوب هو إزالة صامولة غطاء المضخة، وبعد ذلك يمكن إجراء الصيانة بشكل مريح للغاية.
10. كم عدد أنواع مضخات الأنابيب الموجودة وما هي السمات المشتركة بينها؟ وما هي التطبيقات الخاصة بكل منها؟
الإجابة: ①، مضخة مياه تعمل بالطرد المركزي من النوع ISG-مرحلة واحدة-من أجل الحصول على مياه نقية. يتم استخدامه لإمدادات المياه الصناعية والمنزلية والصرف الصحي،-تعزيز ضغط المباني الشاهقة، وإمدادات المياه، والتدفئة، والتبريد، وتدوير تكييف الهواء، وضغط خطوط الأنابيب الصناعية لتعزيز النقل، والتنظيف، ومعدات إمدادات المياه ومطابقة الغلايات. درجة حرارة التشغيل أقل من أو تساوي 80 درجة.
②، يتم استخدام مضخة خط أنابيب الماء الساخن ذات -المرحلة الفردية- من النوع IRG لزيادة الضغط وتوزيع الماء الساخن من الغلايات في صناعات مثل المعادن والهندسة الكيميائية والنسيج ومعالجة الأخشاب وصناعة الورق، وكذلك في أقسام مثل الفنادق والحمامات ودور الضيافة. الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل أقل من أو يساوي 120 درجة.
③، يتم استخدام مضخة الشفط الكيميائية ذات المرحلة الواحدة-المرحلة الواحدة من IHG لنقل السوائل المسببة للتآكل كيميائيًا في صناعات مثل المنسوجات، والبترول، والهندسة الكيميائية، والطب، والنظافة، والغذاء، وتكرير النفط. درجة حرارة التشغيل أقل من أو تساوي 100 درجة. إنه منتج مثالي لاستبدال المضخات الكيميائية التقليدية.
④، مضخة زيت أنبوب الشفط من النوع YG-مرحلة واحدة-مفردة. إنه منتج مثالي لمضخات الزيت التقليدية. إنها مناسبة لمستودعات النفط والمصافي والصناعات الكيماوية وإدارات الطاقة للمؤسسات والمؤسسات لنقل النفط والسوائل القابلة للاشتعال والمتفجرة. يجب أن تكون درجة حرارة التشغيل أقل من 120 درجة.
5. تم تصميم مضخات خط أنابيب GRG وGHG وGYG-المرحلة الفردية-الشفط العالي-من خلال إضافة جهاز تبريد الماء-إلى النوع العادي. درجة حرارة التشغيل أقل من أو تساوي 185 درجة. نطاق تطبيقها يشبه نطاق النوع العادي.
GRG عبارة عن-مضخة ماء ساخن ذات درجة حرارة عالية، وGHG عبارة عن-مضخة خط أنابيب كيميائية ذات درجة حرارة عالية، وGYG عبارة عن-مضخة زيت لخط أنابيب ذات درجة حرارة عالية.
11. المعلمات الأساسية للمضخة؟
الإجابة: معدل التدفق Q (m³/h)، الرأس H (m)، السرعة n (r/min)، الطاقة (الطاقة الإجمالية والطاقة المطبقة) Pa (kW)، الكفاءة h (%)، فرق رأس الشفط والتفريغ r (m)، أقطار المدخل والمخرج φ (مم)، قطر المكره D (مم)، وزن المضخة W (كجم).
12. ما هو التدفق؟ ما الحرف الذي يستخدم لتمثيل ذلك؟ كم عدد وحدات القياس الموجودة؟ كيف يتم تحويله؟ وكيف يمكن تحويله إلى وزن وما هي صيغته؟
الإجابة: يسمى حجم السائل الذي يتم تفريغه في وحدة الزمن بمعدل التدفق. يُشار إلى معدل التدفق بالحرف Q.
وحدات القياس: متر مكعب في الساعة (م3/ساعة)، لتر في الدقيقة (لتر/دقيقة)، لتر في الثانية (لتر/ثانية)
1 لتر في الثانية=3.6 متر مكعب في الساعة=0.06 متر مكعب في الدقيقة=60 لتر في الدقيقة
G=Qr G يمثل الوزن r يمثل الجاذبية النوعية للسائل
مثال: معدل التدفق لمضخة معينة هو 50 م3/ساعة. ما هو الوزن في الساعة عند ضخ الماء؟ تبلغ الكثافة النوعية للماء 1000 كجم/متر مكعب (أو 1 جم/سم3).
الحل: G=Qr=50 × 1000 (m³/h.kg/m³)=50000 كجم/ساعة=50 T/h
13. ما هو الرأس؟ ما الحرف الذي يستخدم لتمثيل ذلك؟ ما هي وحدة القياس؟ كيف ترتبط بتحويل الضغط والصيغة المقابلة؟
الجواب: الطاقة التي يكتسبها وزن وحدة من السائل بعد المرور عبر المضخة تسمى الرأس.
رأس المضخة، بما في ذلك رأس الشفط، يساوي تقريبًا فرق الضغط بين مخرج المضخة والمدخل. يُشار إلى الرأس بالحرف "H" ويُقاس بالمتر (م). يتم تمثيل ضغط المضخة بـ "P" ويتم قياسه بـ Mpa (ميجاباسكال)، كيلوجرام (كجم)/سم، H=P/r
على سبيل المثال، P=1 كجم/سمH=P/r=(1 كجم/سم) / (1000 كجم/م)=(10000 كجم/م) / (1000 كجم/م)=10 ميجا باسكال=10 كجم (كجم) / سم H=(P2 - P1) r (P2 - ضغط المخرج)
14. ما هي كفاءة المضخة؟ كيف يتم حسابها؟
الجواب: يشير إلى نسبة القوة الفعالة للمضخة إلى قوة عمودها.
تشير الطاقة الفعالة إلى رأس المضخة × معدل التدفق × الثقل النوعي (معدل تدفق الوزن) Ne=rQH. الوحدة كيلووات.
1 كيلووات=102 كيلوجرام متر في الثانية 1 كيلووات=75/102 حصان
تشير قوة العمود وقوة مضخة الطرد المركزي إلى الطاقة المنقولة من المحرك الرئيسي إلى المضخة، أي طاقة الإدخال. الوحدة كيلووات.
n=Ne/N=rQH / 102N حيث r بالطن لكل متر مكعب، وQ باللتر في الثانية، وH بالأمتار.
n=Ne/N=rQH / (102 × 3.6N) r بالطن لكل متر مكعب Q بالمتر المكعب في الساعة H بالمتر
15. ماذا نعني بمعدل التدفق المقدر، وسرعة الدوران المقدرة، والرأس المقدر؟
الإجابة: تم تصميم المضخة بناءً على معايير الأداء المحددة لتشغيلها. يتم تعريف الأداء الأمثل الذي تم تحقيقه على أنه معايير الأداء المقدرة للمضخة. هذه هي عادةً قيم المعلمات المحددة في نموذج كتالوج المنتج.
على سبيل المثال: معدل تدفق 50 - 125 حيث يكون 12.5 م3/ساعة هو معدل التدفق المقدر، ورأس يبلغ 20 م يمثل الرأس المقدر، وسرعة دوران تبلغ 2900 دورة في الدقيقة تمثل سرعة الدوران المقدرة.
16. ما هو مصطلح "فقدان رأس الشفط"؟ ما هو مصطلح "رفع الشفط"؟ ما هي الوحدات الخاصة بكل منها والرموز المقابلة لها؟
الإجابة: عندما تكون المضخة قيد التشغيل، بسبب ضغط فراغ معين عند مدخل المكره، يحدث تبخر السائل. تتسبب الفقاعات المتبخرة، تحت تأثير حركة جزيئات السائل، في تقشير الأسطح المعدنية مثل المكره، وبالتالي إتلاف المعدن. في هذا الوقت، يسمى ضغط الفراغ ضغط التبخر. يشير هامش التجويف إلى الطاقة الزائدة التي يمتلكها وزن وحدة السائل عند مدخل شفط المضخة على ضغط التبخير. الوحدة هي متر عمود السائل، ويمثلها (NPSH) r.
رأس الشفط هو هامش التجويف الضروري Δ/h: إنه درجة الفراغ التي يمكن عندها للمضخة أن تمتص السائل، وهو أيضًا ارتفاع التثبيت الهندسي المسموح به للمضخة. الوحدة بالمتر. رأس الشفط=الضغط الجوي القياسي (10.33 متر) - هامش التجويف - هامش الأمان (0.5). يمكن للضغط الجوي القياسي أن يخلق ارتفاعًا في الفراغ يصل إلى 10.33 مترًا على خط الأنابيب.
على سبيل المثال: قوة الشفط اللازمة لمضخة معينة هي 4.0 متر. احسب رأس الشفط Δh.
الحل: Δh=10.33 - 4.0 - 0.5=5.67 متر
17. ما هو المنحنى المميز للمضخة؟ ما هي الجوانب التي تشملها؟ ما هي وظيفتها؟
الإجابة: بشكل عام، يُشار إلى المنحنيات أو المنحنيات المميزة التي تمثل العلاقات بين معلمات الأداء الرئيسية باسم منحنيات الأداء أو المنحنيات المميزة لمضخة الطرد المركزي. وفي الواقع فإن منحنيات أداء مضخة الطرد المركزي هي المظاهر الخارجية لقوانين حركة السائل داخل المضخة، ويتم الحصول عليها من خلال القياس الفعلي.
تشتمل المنحنيات المميزة على: منحنى الرأس للتدفق - (Q-H)، ومنحنى القدرة للتدفق - (Q-N)، ومنحنى الكفاءة للتدفق - (Q-η)، والتدفق -منحنى ارتفاع رأس الشفط المسموح به (Q-(NPSH)r).
تتمثل وظيفة منحنى الأداء في أنه بالنسبة لأي نقطة تدفق للمضخة، يمكن العثور على مجموعة من القيم المقابلة للرأس والطاقة والكفاءة وهامش التجويف على المنحنى. تسمى هذه المجموعة من المعلمات بحالة العمل، والتي يتم اختصارها بحالة العمل أو نقطة العمل. تسمى حالة العمل ذات الكفاءة العالية بنقطة حالة العمل المثالية. نقطة حالة العمل المثالية هي بشكل عام نقطة حالة عمل التصميم. بشكل عام، المعلمات المقدرة لمضخة الطرد المركزي، أي نقطة حالة العمل التصميمية ونقطة حالة العمل المثالية، متطابقة أو قريبة جدًا. ومن الناحية العملية، يمكن أن يؤدي التشغيل ضمن نطاق-الكفاءة العالية إلى توفير الطاقة مع ضمان التشغيل العادي للمضخة. ولذلك، فإن فهم معايير أداء المضخة أمر مهم للغاية.
18. ما هو منضدة اختبار الأداء الكامل للمضخة؟
الإجابة: إن الجهاز الذي يمكنه اختبار جميع معلمات أداء المضخة بدقة من خلال أدوات دقيقة هو نظام اختبار الأداء الكامل-. الدقة القياسية الوطنية لهذا الجهاز هي المستوى B.
يتم قياس معدل التدفق باستخدام مقياس دوار دقيق.
يتم قياس الرأس باستخدام مقياس ضغط دقيق.
يتم قياس ارتفاع الشفط باستخدام مقياس فراغ دقيق.
يتم قياس الطاقة بواسطة عداد قوة العمود الدقيق.
يتم قياس سرعة الدوران باستخدام عداد السرعة. يتم حساب الكفاءة بناءً على القيمة المقاسة: η=Rqn / 102N.
يتم رسم منحنى الأداء على نظام الإحداثيات بناءً على القيم المقاسة.
19. العلاقة بين قوة عمود المضخة وقوة المحرك المجهز
الإجابة: قوة عمود المضخة هي الطاقة المنقولة من المحرك الرئيسي إلى المضخة أثناء التصميم. أثناء التشغيل الفعلي، ستتغير ظروف العمل. لذلك يجب أن يكون هناك هامش معين للطاقة المنقولة من المحرك الرئيسي إلى المضخة. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد الطاقة الناتجة للمحرك على عامل القدرة والعمود، وبالتالي فإن الممارسة الشائعة هي تزويد المحرك بقوة أكبر من قوة عمود المضخة.
القوة المحورية:
0.1 - 0.55كيلو وات 1.3 - 1.5 مرة
0.75 - 2.2 كيلوواط 1.2 - 1.4 مرة
3.0 - 7.5 كيلوواط 1.15 - 1.25 مرة
11 كيلو وات وأكثر 1.1 - 1.15 مرة
ويتم تخصيصها وفقًا لمواصفات الطاقة لمحركات السلسلة Y وفقًا للمعايير الوطنية.
20. معنى النموذج: ISG50-160IA (B)؟
الإجابة: ISG50-160 (I)A (B) حيث:
I: مضخة طرد مركزي شفط فردية-مرحلة واحدة-تعتمد المعيار الدولي ISO2858 ومعلمات الأداء لمضخة طرد مركزي شفط فردية-مرحلة واحدة-من النوع IS.
S: نوع واضح
G: نوع خط الأنابيب
50: القطر الاسمي (التجويف) للاستيراد والتصدير (بالملليمتر) 50 ملم
160: الحجم الاسمي لمكره المضخة (بالإشارة إلى قطر المكره الذي يبلغ حوالي 160 مم)
I: أقوم بتصنيف التدفق (بدون التدفق عند 12.5 م³/ساعة، مع التدفق عند 25 م³/ساعة)
أ (ب): حالة لا تكون فيها كفاءة المضخة عالية، بينما ينخفض معدل التدفق وقوة الرأس والعمود.
ج: القطع الأول للمكره
ب: القطع الثاني للمكره
ما هي ظاهرة التجويف:
الإجابة 1. يحدث أدنى ضغط في وحدة المضخة بالقرب من مدخل المكره. عندما ينخفض الضغط عند هذه النقطة إلى ضغط التشبع المقابل لدرجة الحرارة الحالية، يبدأ السائل في التبخر، ويهرب عدد كبير من الفقاعات من السائل. عندما تتدفق هذه الفقاعات مع السائل إلى منطقة الضغط العالي-في المضخة، تحت تأثير الضغط الخارجي، تتكثف الفقاعات فجأة وتتحول إلى سائل. في هذا الوقت، يندفع السائل المحيط بالفقاعات، أي يندفع نحو المكان الذي كانت فيه الفقاعات في الأصل، ويولد تأثيرًا هيدروليكيًا قويًا جدًا. بسبب تكثيف العديد من الفقاعات في الثانية، يتم إنشاء العديد من الضغوط الكبيرة بشكل متكرر. في ظل العمل المستمر لحمل الارتطام المحلي هذا، تتآكل أسطح مكونات التدفق في المضخة تدريجيًا، وتظهر العديد من البقع المتآكلة، ثم تشكل نمطًا يشبه قرص العسل، وتؤدي في النهاية إلى التقشر. بالإضافة إلى الأضرار الناجمة عن الاصطدام، عندما يتبخر السائل، فإنه يطلق أيضًا الأكسجين المذاب فيه، مما يتسبب في أكسدة مكونات التدفق وتآكلها.
تُعرف هذه الظاهرة التي تتلف فيها مكونات التدفق بسبب التأثير المشترك للتآكل الميكانيكي والتآكل الكيميائي بالتجويف.
الإجابة 2. عندما يكون السائل عند درجة حرارة معينة وينخفض الضغط إلى ضغط التبخر عند درجة الحرارة تلك، تتشكل فقاعات في السائل. وتسمى ظاهرة تكوين الفقاعة هذه بالتجويف.
الإجابة 3. يشير التجويف إلى الحالة التي يكون فيها الضغط على سطح خزان التخزين ثابتًا، وإذا انخفض الضغط في مركز المكره ليكون مساويًا لضغط البخار المشبع لدرجة الحرارة الحالية للسائل الذي يتم نقله، سيتشكل عدد كبير من الفقاعات عند مدخل المكره. تدخل هذه الفقاعات، مع السائل، إلى منطقة الضغط العالي- ويتم سحقها وتكثيفها بسرعة، مما يؤدي إلى حدوث فراغ في المنطقة التي توجد بها الفقاعات. تندفع جزيئات السائل المحيطة نحو مركز الفقاعات بسرعة عالية للغاية، مما يتسبب في ضغط تصادم لحظي، وبالتالي يتسبب في تلف المكره بسرعة. وفي الوقت نفسه، هناك اهتزاز المضخة والضوضاء وانخفاض كبير في معدل تدفق المضخة ورأسها وكفاءتها. وتسمى هذه الظاهرة التجويف.
الإجابة 4. إذا كانت مضخة مياه، فيجب تقليل الارتفاع بين المضخة وسطح الماء. أثناء تشغيل الأسطوانة الهيدروليكية، يتم خلط كمية معينة من الهواء في السائل بين المكبس وغطاء التوجيه. مع زيادة الضغط تدريجياً، سيتحول الهواء الموجود في السائل إلى فقاعات. عندما يصل الضغط إلى قيمة حدية معينة، سوف تنفجر هذه الفقاعات تحت الضغط العالي، وبالتالي يتم تطبيق غاز عالي الحرارة -وضغط عالي-سريعًا على سطح الأجزاء، مما يتسبب في معاناة الأسطوانة الهيدروليكية من التجويف ويؤدي إلى تلف الأجزاء بشكل تآكل. وتسمى هذه الظاهرة التجويف.
المضخة النفاثة والتجويف
تحقق المضخة النفاثة غرض النقل عن طريق تحويل طاقة تدفق السوائل. ويمكن استخدامه لنقل السوائل أو الغازات. في الإنتاج الكيميائي، غالبًا ما يتم استخدام البخار كمائع تشغيل للمضخة النفاثة، والتي يتم استخدامها لإنشاء فراغ وتوليد ضغط سلبي داخل المعدات. ولذلك، يشار إليها عادة باسم مضخة البخار النفاثة.
مبدأ العمل: تحت ضغط مرتفع، يتم إخراج البخار العامل من الفوهة بسرعة عالية جدًا، مما يؤدي إلى جلب الغاز أو البخار ذو الضغط المنخفض- إلى السائل-عالي السرعة. يمتزج الغاز المستنشق بالبخار ويدخل إلى أنبوب التمدد. تتناقص السرعة تدريجيًا، ويزداد الضغط الساكن وفقًا لذلك. وأخيرا، يتم تفريغها من خلال منفذ.
عند إجراء شرطي العمل لتغيير معدل تدفق السائل المختلط وتغيير طول فجوة الحلق والفوهة للمضخة النفاثة. عند ضبط معدل تدفق السائل المختلط، يتغير معدل تدفق مائع الطاقة أيضًا وفقًا لذلك، وتتغير أيضًا سرعة مائع الطاقة الذي يمر عبر الفوهة. ويؤدي ذلك إلى إضعاف ظاهرة التجويف حيث ينخفض معدل تدفق السائل المختلط، حتى يتم القضاء عليه تماما. بناءً على تجربة ثلاثة أطوال مختلفة لفجوة الحلق والفوهة، فقد وجد أن زيادة فجوة الحلق والفوهة يمكن أن تزيد من مساحة التدفق الحلقي بين الفوهة والحلق. عندما تمر نفس الكمية من السائل عبر مساحة أكبر، ستكون سرعة التدفق أقل وسيكون الضغط أعلى، مما يجعل حدوث ظاهرة التجويف أقل احتمالا.
تحليل وإدارة ظاهرة تجويف المضخة
I. ظاهرة التجويف
عندما يكون السائل عند درجة حرارة معينة وينخفض الضغط إلى ضغط التبخر عند درجة الحرارة تلك، تتشكل فقاعات في السائل. تسمى ظاهرة تكوين الفقاعات بالتجويف. تتدفق الفقاعات الناتجة أثناء التجويف إلى منطقة الضغط العالي-ويقل حجمها، مما يؤدي إلى انفجارها. وتسمى الظاهرة التي تختفي فيها الفقاعات في السائل بسبب زيادة الضغط بانهيار التجويف.
أثناء تشغيل المضخة، إذا، لسبب ما، منطقة محلية معينة من ممر التدفق (عادة في مكان ما بعد مدخل شفرة المكره) تواجه انخفاضًا في الضغط المطلق للسائل الذي يتم ضخه إلى ضغط تبخر السائل عند درجة الحرارة تلك، يبدأ السائل في التبخر عند تلك النقطة، مما يولد كمية كبيرة من البخار ويشكل الفقاعات. عندما يمر السائل الذي يحتوي على عدد كبير من الفقاعات عبر منطقة الضغط العالي- داخل المكره، فإن السائل ذو الضغط العالي- المحيط بالفقاعات يتسبب في تقلص الفقاعات بسرعة وانفجارها في النهاية. وفي الوقت نفسه، تملأ جزيئات السائل الفراغات بسرعة عالية جدًا، مما يولد تأثيرًا قويًا جدًا للماء في هذه اللحظة. إن عملية تكوين الفقاعات وانفجارها مما يؤدي إلى تلف مكونات التدفق هي عملية التجويف في المضخة. بعد تعرض المضخة للتجويف، بالإضافة إلى التسبب في تلف مكونات التدفق، فإنها ستولد أيضًا ضوضاء واهتزازات، وتؤدي إلى انخفاض أداء المضخة. وفي الحالات الشديدة قد يتسبب ذلك في انقطاع السائل الموجود في المضخة ومنعها من العمل بشكل طبيعي.
ثانيا. صيغة العلاقة الأساسية لتجويف المضخة
يتم تحديد شروط تجويف المضخة بواسطة كل من المضخة نفسها وجهاز الشفط. لذلك، عند دراسة شروط التجويف، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار كلاً من المضخة نفسها وجهاز الشفط. معادلة العلاقة الأساسية لتجويف المضخة هي
NPSHc أقل من أو يساوي NPSHr أقل من أو يساوي [NPSH] أقل من أو يساوي NPSHr
NPSHa=NPSHr (NPSHc) -- يشير إلى بداية التجويف للمضخة
NPSHa > NPSHa > NPSHr (NPSHc) - لا تحتوي المضخة على تجويف.
في الصيغة، NPSHa - صافي رأس الشفط الإيجابي المتوفر، والمعروف أيضًا باسم رأس الشفط الفعال، كلما زادت القيمة، قلت عرضة للتجويف.
NPSHr - هامش رأس شفط المضخة، المعروف أيضًا بهامش رأس الشفط الضروري أو انخفاض الضغط الديناميكي لمدخل المضخة. كلما كان أصغر، كان أداء مكافحة التجويف-أفضل.
NPSHc - هامش رأس الشفط الحرج، يشير إلى هامش رأس الشفط المتوافق مع درجة معينة من الانخفاض في أداء المضخة؛
[NPSH] - رفع الشفط المسموح به، هذا هو هامش رفع الشفط المستخدم لتحديد ظروف تشغيل المضخة. عادة، [NPSH]=(1.1 - 1.5) NPSHc.
ثالثا. حساب هامش التجويف للجهاز
NPSHa=Ps/ρg + Vs/2g - Pc/ρg=Pc/ρg ± hg - hc - Ps/ρg
رابعا. تدابير لمنع حدوث التجويف
لمنع التجويف، فمن الضروري زيادة NPSHa. إجراءات منع التجويف من خلال التأكد من أن NPSHr أكبر من NPSHr هي كما يلي:
1. قم بتقليل ارتفاع الشفط الهندسي hg (أو قم بزيادة ارتفاع التدفق العكسي الهندسي).
2. لتقليل فقدان الشفط، يمكن محاولة زيادة قطر الأنبوب، وتقليل طول خط الأنابيب، وتقليل عدد الانحناءات والملحقات.
3. منع التشغيل لفترات طويلة في ظل ظروف التدفق العالي.
4. في ظل نفس سرعة الدوران ومعدل التدفق، فإن استخدام مضخة الشفط المزدوجة- يمكن أن يقلل من سرعة تدفق المدخل، مما يجعل المضخة أقل عرضة للتجويف.
5. عندما تتعرض المضخة للتجويف، يجب تقليل معدل التدفق أو تقليل السرعة للتشغيل.
6. حالة خزان الشفط للمضخة لها تأثير كبير على تجويف المضخة.
7. بالنسبة للمضخات التي تعمل في ظل ظروف قاسية، لمنع تلف التجويف، يمكن استخدام مواد مقاومة للتجويف.
أنواع ومبادئ المضخات|ظاهرة التجويف|معادلات العلاقة الأساسية لتجويف المضخة
الجواب: 1. تعريف أنواع المضخات ومبادئها: بشكل عام، أي آلة تقوم برفع السوائل أو نقل السوائل أو زيادة ضغط السوائل، أي أي آلة تقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي إلى طاقة سائلة لتحقيق الغرض من ضخ السوائل، يشار إليها مجتمعة بالمضخة.
ثانيا. مبدأ عمل المضخة:
1. المضخة الحجمية - يتم شفط السائل من خلال التغير الدوري في حجم غرفة العمل.
2. مضخة الريشة - يستخدم هذا النوع من المضخات التفاعل بين الريشة والسائل لنقل السائل.
3. الاستخدامات المحددة للمضخة: الاستخدامات المختلفة للمضخة، والوسائط السائلة المختلفة التي تنقلها، ومعدلات التدفق المختلفة ونطاقات الرأس، بالطبع، تؤدي أيضًا إلى أنواع ومواد هيكلية مختلفة. باختصار، يمكن تصنيفها على نطاق واسع على النحو التالي: إمدادات المياه في المناطق الحضرية، وأنظمة الصرف الصحي، والأنظمة المدنية والإنشائية، وأنظمة الزراعة والحفاظ على المياه، وأنظمة محطات الطاقة، والأنظمة الكيميائية، وأنظمة صناعة النفط، وأنظمة التعدين والمعادن، وأنظمة الصناعة الخفيفة، وأنظمة السفن.
4. ظاهرة التجويف
عندما يكون السائل عند درجة حرارة معينة وينخفض الضغط إلى ضغط التبخر عند درجة الحرارة تلك، تتشكل فقاعات في السائل. تسمى ظاهرة تكوين الفقاعات بالتجويف. تتدفق الفقاعات الناتجة أثناء التجويف إلى منطقة الضغط العالي-ويقل حجمها، مما يؤدي إلى انفجارها. وتسمى الظاهرة التي تختفي فيها الفقاعات في السائل بسبب زيادة الضغط بانهيار التجويف.
أثناء تشغيل المضخة، إذا واجهت منطقة محلية معينة من ممر التدفق (عادةً موضع معين خلف مدخل شفرة المكره) انخفاضًا في الضغط المطلق للسائل الذي يتم ضخه إلى ضغط تبخر السائل عند درجة الحرارة تلك، سيبدأ السائل في التبخر عند هذه النقطة، مما يولد كمية كبيرة من البخار ويشكل الفقاعات. عندما يمر السائل الذي يحتوي على عدد كبير من الفقاعات عبر منطقة الضغط العالي- داخل المكره، فإن السائل ذو الضغط العالي- المحيط بالفقاعات يتسبب في تقلص الفقاعات بسرعة وانفجارها في النهاية. وفي الوقت نفسه، تملأ جزيئات السائل الفراغات بسرعة عالية جدًا، مما يولد تأثيرًا قويًا جدًا للماء في هذه اللحظة. تصل قوة التأثير إلى عدة آلاف من الأجواء في الثانية، ويمكن أن يصل تردد التأثير إلى عشرات الآلاف من المرات في الثانية. في الحالات الشديدة، يمكن اختراق سمك الجدار.
تُعرف العملية التي يتم فيها توليد الفقاعات وانفجارها في المضخة، مما يؤدي إلى تلف مكونات التدفق، باسم عملية التجويف في المضخة. بعد أن تتعرض المضخة للتجويف، بالإضافة إلى التسبب في تلف مكونات التدفق، فإنها ستنتج أيضًا ضوضاء واهتزازات، مما يؤدي إلى انخفاض أداء المضخة. وفي الحالات الشديدة قد يتسبب ذلك في انقطاع السائل في المضخة ومنعها من العمل بشكل طبيعي.
كيفية اختيار المضخة:
الإجابة: في الوقت الحالي، عند اختيار المضخات الصغيرة، مثل مضخات التفريغ الصغيرة، ومضخات الهواء الدقيقة، ومضخات أخذ عينات الغاز الصغيرة، ومضخات توزيع الغاز الصغيرة، ومضخات العادم الصغيرة، ومضخات الشفط الصغيرة، ومضخات الضخ الصغيرة، ومضخات تعبئة الغاز الصغيرة، ومضخات الغاز الصغيرة{0}} ذات الضغط العالي، غالبًا ما تشتمل هذه المفاهيم الثلاثة على هذه المفاهيم الثلاثة.
بعبارات بسيطة، تتوافق هذه المفاهيم الثلاثة على التوالي مع الحالات المخففة والعادية والكثيفة للغاز.
الضغط الجوي: يشير إلى جو واحد من الضغط، وهو الضغط الذي تمارسه الغازات الموجودة في الغلاف الجوي الذي اعتدنا على العيش فيه. الضغط الجوي القياسي هو 101325 باسكال (باسكال - وحدة مشتركة للضغط). 100,000 باسكال=100 كيلو باسكال، لذلك يتم التعبير عن "الضغط الجوي القياسي" أيضًا بشكل شائع بـ 100 كيلو باسكال أو 101 كيلو باسكال. ونظرًا للاختلافات في الموقع الجغرافي والارتفاع ودرجة الحرارة وما إلى ذلك في كل مكان، فإن الضغط الجوي الفعلي هناك لا يساوي الضغط الجوي القياسي. ومع ذلك، من أجل التبسيط، في بعض الأحيان يمكن اعتبار أن الضغط الطبيعي هو ضغط جوي قياسي، أي 100 كيلو باسكال.
الضغط السلبي: ويشير إلى الحالة الغازية التي يكون ضغطها أقل من الضغط الجوي العادي، وهو ما يعرف عادة باسم "الفراغ". على سبيل المثال، عند شرب مشروب من خلال أنبوب، يحتوي الأنبوب على ضغط سلبي؛ الجزء الداخلي من كوب الشفط المستخدم لتعليق الأشياء يتعرض أيضًا لضغط سلبي.
الضغط الإيجابي: يشير إلى الحالة الغازية التي يكون ضغطها أعلى من الضغط الجوي العادي. على سبيل المثال، عند نفخ إطارات الدراجة أو السيارة، يولد طرف مخرج مضخة الهواء أو جهاز النفخ ضغطًا إيجابيًا.
ثانيا. في العديد من المجالات مثل البحث، والهندسة الحيوية، والتحكم الآلي، وحماية البيئة، ومعالجة المياه، وما إلى ذلك، غالبًا ما تكون هناك حاجة لأخذ عينات الغاز، وتدوير الغاز، وامتصاص الأشياء، وما إلى ذلك. في مثل هذه الأوقات، هناك حاجة إلى مضخة فراغ. وتشمل معالمها الرئيسية درجة الفراغ ومعدل التدفق، وما إلى ذلك.
(1) تشير "درجة الفراغ" بشكل عام إلى الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن تحققه المضخة أثناء التشغيل. أي أنها درجة رقة الغاز المتبقي بعد أن تقوم المضخة بإزالة كل الغاز من الحاوية المغلقة.
في الصناعة، يمكن أن يكون لمصطلح "الضغط الحدي" معنيان. الأول هو "الضغط المطلق"، والذي يعتمد على "الفراغ المطلق" (الفراغ المطلق النظري حيث لا توجد مادة) كنقطة الصفر. القيم المحددة كلها أرقام موجبة. كلما كان الرقم أصغر، كلما كان أقرب إلى الفراغ المطلق، وكلما ارتفعت درجة الفراغ. على سبيل المثال، لدينا مضخة فراغية صغيرة "عالية التفريغ" VCH1028. الحد الأقصى للضغط هو 10 كيلو باسكال (0.01 ميجا باسكال). من بين مضخات التفريغ الصغيرة، تعتبر هذه درجة تفريغ عالية جدًا.
والنوع الآخر هو "الضغط النسبي"، حيث يؤخذ الضغط الجوي على أنه نقطة الصفر. وأي شيء أقل من الضغط الجوي يتم تمثيله بقيمة سالبة، ومن هنا يطلق عليه "الضغط السلبي". وكلما كانت القيمة المطلقة لهذه القيمة السالبة أكبر، كلما ارتفعت درجة الفراغ. على سبيل المثال، لدينا "مضخة فراغ صغيرة ذات ضغط سلبي عالي" PH2506B مع ضغط سلبي يبلغ -75KPa (-0.075MPa)، في حين أن VCH1028 مرتفع (VCH لديه -90KPa (-0.09Mpa)). ولذلك، فإن قوة الشفط PH2506B ليست قوية مثل قوة VCH.
الطريقة المقبولة عالميًا والأكثر علمية للدلالة على الضغط في صناعة الفراغ هي استخدام "الضغط المطلق"؛ ومع ذلك، نظرًا لأن طريقة قياس الضغط النسبي أبسط وأدوات القياس أكثر شيوعًا (مثل مقاييس الفراغ العادية كلها مقاييس ضغط نسبي)، فمن المعتاد في الصين الإشارة إلى الضغط على أنه "ضغط نسبي".
العلاقة بين الاثنين: الضغط النسبي=الضغط المطلق - الضغط الجوي المحلي.
على سبيل المثال، الضغط المطلق لـ VCH1028 هو 10 كيلو باسكال. الضغط النسبي=10 - 100=-90 كيلو باسكال (-0.09 ميجا باسكال).
(2) In fields such as research, laboratories, and medicine, there are often applications of gas pressurization, such as inflating a container that already has a positive pressure, or when the resistance within the system is high and a pump is needed to overcome the resistance to deliver gas. At such times, a pump that can output a positive pressure higher than atmospheric pressure is required. This is usually expressed as "relative pressure". Our high-pressure miniature air pump and miniature vacuum pump can output a maximum positive pressure of >100 كيلو باسكال (0.1 ميجا باسكال). إنها مضخات تفريغ من النوع الجاف - ولا تتطلب زيت مضخة تفريغ أو زيت تشحيم، وبالتالي لا تلوث وسط العمل. يمكن أن تعمل بشكل مستمر لمدة 24 ساعة، ويمكن أن يكون منفذ العادم مسدودًا، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لهذه المواقف.
مثال شامل: (ليس دقيقا بشكل خاص، فقط لتوضيح العلاقة بين الثلاثة)
بافتراض أن ضغط الغاز في الحاوية المغلقة هو ضغط طبيعي، مما يعني وجود 100 جزيء غاز بداخلها. باستخدام VCH1028 مع ضغط سلبي يبلغ -90 كيلو باسكال، يمكنه أخيرًا إزالة 90 منها، ويترك 10. عند هذه النقطة، يكون الضغط السلبي داخل الحاوية -90 كيلو باسكال. إذا تم استبداله بـ PH2506B، فيمكنه إزالة 75 منها فقط، ويترك 25. وفي المقابل، يبلغ الضغط السلبي داخل الحاوية -75 كيلو باسكال.
إذا تم استخدام PCF5015N لنفخ هذه الحاوية، فسيكون هناك 200 جزيء غاز داخل الحاوية في النهاية. ويمثلها الضغط المطلق، وهو 200 كيلو باسكال؛ ويمثلها الضغط النسبي (الضغط الإيجابي) وهو 100 كيلو باسكال.
ما هي معايير اختيار المضخة؟
الجواب: لاختيار نوع المضخة لا بد من تحديد الغرض منها وأدائها. تبدأ عملية الاختيار هذه باختيار نوع المضخة وشكلها. إذن، على أي مبدأ يجب اختيار المضخة؟ وما هي أسس هذا الاختيار؟
I. مبادئ الاختيار
تأكد من أن نوع المضخة المحدد والأداء يفي بمتطلبات معلمات العملية مثل معدل التدفق والرأس والضغط ودرجة الحرارة وتدفق التجويف وارتفاع الشفط للمعدات.
2. من الضروري تلبية متطلبات خصائص الوسط. بالنسبة للمضخات التي تنقل الوسائط القابلة للاشتعال أو المتفجرة أو السامة أو القيمة، يلزم وجود أختام عمود موثوقة أو مضخات خالية من التسرب-، مثل مضخات المحرك المغناطيسي، ومضخات الحجاب الحاجز، والمضخات المحمية. بالنسبة للمضخات التي تنقل الوسائط المسببة للتآكل، يجب أن تكون مكونات التدفق مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل-، مثل المضخات المقاومة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ AFB -ومضخات المحرك المغناطيسي البلاستيكية الهندسية CQF. بالنسبة للمضخات التي تنقل الوسائط التي تحتوي على جسيمات صلبة، يجب أن تكون مكونات التدفق مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل، وفي بعض الحالات، يجب مسح أختام العمود بسوائل نظيفة.
3. موثوقية ميكانيكية عالية، ضوضاء منخفضة واهتزاز صغير.
4. اقتصاديا، من الضروري النظر بشكل شامل في التكلفة الإجمالية للمعدات والتشغيل والصيانة والإدارة، والتأكد من أنها الأقل.
5. تتميز مضخات الطرد المركزي بخصائص سرعة الدوران العالية، الحجم الصغير، الوزن الخفيف، الكفاءة العالية، معدل التدفق الكبير، الهيكل البسيط، عدم وجود نبض في توصيل السائل، الأداء المستقر، التشغيل السهل والصيانة المريحة. لذلك، باستثناء الحالات التالية، يجب اختيار مضخات الطرد المركزي قدر الإمكان:
عندما تكون هناك متطلبات قياس، تكون متطلبات رأس مضخة القياس عالية جدًا، ويكون معدل التدفق صغيرًا جدًا، ولا تتوفر مضخة طرد مركزي ذات رأس -عالية التدفق- صغيرة مناسبة. في مثل هذه الحالات، يمكن اختيار مضخة الترددية. إذا لم تكن متطلبات التجويف عالية، فيمكن أيضًا اختيار مضخة دوامية. عندما يكون الرأس منخفضًا جدًا ومعدل التدفق مرتفعًا جدًا، يمكن اختيار مضخة التدفق المحوري ومضخة التدفق المختلط. عندما تكون اللزوجة المتوسطة عالية نسبيًا (أكبر من 650 - 1000 مم2/ثانية)، يمكن التفكير في مضخة دوارة أو مضخة ترددية (مثل المضخة التروسية أو المضخة اللولبية). عندما يحتوي الوسط على 75% هواء ويكون معدل التدفق صغيرًا ولزوجة أقل من 37.4 مم2/ثانية، يمكن اختيار مضخة دوامية. في المناسبات التي تتطلب بدء تشغيل متكرر أو يكون من غير المناسب ملء المضخة، يجب تحديد المضخات ذات أداء التشغيل الذاتي-، مثل مضخات الطرد المركزي ذاتية التحضير-، والمضخات الدوامية ذاتية التحضير-، والمضخات الغشائية الهوائية (الكهربائية).
ثانيا. الإجراء العام لاختيار المضخة
استنادًا إلى عوامل مختلفة مثل تخطيط الجهاز، وظروف التضاريس، وظروف مستوى المياه، وظروف التشغيل، ومقارنة المخططات الاقتصادية، يتم اختيار الأنواع الأفقية والرأسية وغيرها من الأنواع (نوع الأنبوب، ونوع الزاوية اليمنى-، ونوع الزاوية المتغيرة-، ونوع زاوية الدوران-، والنوع المتوازي، والنوع الرأسي، والنوع العمودي، والنوع الغاطس، والنوع القابل للفصل، والنوع المغمور، والنوع غير -النوع الانسدادي، والنوع التمهيدي الذاتي-، والترس النوع، الزيت-النوع المملوء، الماء-النوع المملوء بدرجة الحرارة) ينبغي أخذها بعين الاعتبار. المضخات الأفقية ملائمة للتفكيك والتجميع، وسهلة الإدارة، ولكنها ذات حجم كبير وسعر مرتفع نسبيًا، وتتطلب مساحة كبيرة؛ غالبًا ما تكون المضخات العمودية مع المكره مغمورة في الماء، ويمكن تشغيلها في أي وقت، وهي ملائمة للتشغيل التلقائي أو التحكم عن بعد، وهي مدمجة، ولها مساحة تركيب صغيرة، وأرخص نسبيًا.
2. استنادًا إلى خصائص الوسط السائل، حدد المضخة المناسبة، مثل مضخة الماء، أو مضخة الماء الساخن، أو مضخة الزيت، أو المضخة الكيميائية، أو المضخة المقاومة للتآكل-، أو مضخة الشوائب، أو استخدم مضخة غير قابلة للانسداد. بالنسبة للمضخات المثبتة في مناطق الانفجار، إذا كان مستوى منطقة الانفجار معروفًا، فيجب استخدام محرك مقاوم للانفجار-.
3. يتم تصنيف كميات الاهتزاز على النحو التالي: هوائي وكهربائي (ينقسم النوع الكهربائي أيضًا إلى جهد 220 فولت وجهد 380 فولت).
4. الاختيار بين مضخات الشفط-الفردية ومضخات الشفط المزدوجة-على أساس معدل التدفق: حدد مضخات الشفط المفردة-أو مضخات الشفط المتعددة-استنادًا إلى ارتفاع الرأس. بالنسبة للمضخات عالية السرعة- أو المضخات ذات السرعة المنخفضة-(مضخات تكييف الهواء)، فإن المضخات متعددة المراحل-تتمتع بكفاءة أقل من المضخات-المرحلة الفردية. إذا كان من الممكن استخدام كل من المضخات-المرحلة الواحدة والمضخات المتعددة-المرحلة، فمن المستحسن اختيار المضخات-المرحلة الفردية.
5. بمجرد تحديد النموذج المحدد للمضخة واختيار مضخة من سلسلة معينة، يمكن تحديد النموذج المحدد على طيف النوع أو منحنى خصائص السلسلة بناءً على معلمتي الأداء الرئيسيتين: الحد الأقصى لمعدل التدفق والرأس بعد إضافة هامش بنسبة 5% - 10%. باستخدام منحنى خصائص المضخة، أوجد قيمة معدل التدفق المطلوب على المحور الأفقي وقيمة الرأس المطلوبة على المحور الرأسي. ارسم خطوطًا رأسية أو أفقية من هاتين القيمتين في الاتجاهين المناسبين، وتقع نقطة تقاطع الخطين تمامًا على المنحنى المميز. ثم هذه المضخة هي التي سيتم اختيارها. ومع ذلك، نادرا ما يتم مواجهة هذا الوضع المثالي. عادة، قد تحدث الحالات التالية:
أ- الحالة الأولى: أن تكون نقطة التقاطع أعلى من المنحنى المميز. ويشير هذا إلى أن معدل التدفق يلبي المتطلبات، ولكن الرأس غير كاف. في هذا الوقت، إذا كانت اختلافات الرأس متشابهة أو في حدود 5% تقريبًا، فلا يزال من الممكن تحديدها. إذا كانت اختلافات الرأس كبيرة، فاختر المضخة ذات الرأس الأكبر. أو حاول تقليل فقدان مقاومة خط الأنابيب.
ب. النوع الثاني: إذا كانت نقطة التقاطع أسفل المنحنى المميز وضمن النطاق شبه المنحرف على شكل المروحة - للمنحنى المميز للمضخة فيمكن تحديد هذا النموذج بشكل مبدئي. ثم، بناءً على الفرق في الرأس، قرر ما إذا كنت تريد قطع قطر المكره أم لا. إذا كان فرق الرأس صغيرًا جدًا، فلا تقطعه؛ إذا كان فرق الرأس كبيرًا، فاحسب قطر المكره وفقًا لـ Q وH المطلوبة، وذلك باستخدام صيغة القطع والقطع. إذا كانت نقطة التقاطع لا تقع ضمن نطاق شبه منحرف على شكل -المروحة، فاختر مضخة ذات رأس منخفض. عند اختيار المضخة، في بعض الأحيان يكون من الضروري مراعاة متطلبات عملية الإنتاج واختيار أشكال مختلفة من المنحنيات المميزة Q-H.
مفهوم التجويف في مضخات الطرد المركزي
في الأساس، ظاهرة التجويف في مضخات الطرد المركزي هي نوع من تأثير التجويف الديناميكي للسوائل، المتعلق بالدوامات. ويشير إلى الحالة التي ينخفض فيها ضغط السائل إلى ما دون ضغطه الحرج (ضغط البخار المشبع عمومًا) أثناء حركته، مما يتسبب في تبخر المناطق المحلية من السائل وتوليد مجموعات فقاعية صغيرة. وتنمو هذه التجمعات الفقاعية إلى حد معين ثم تنهار وتختفي تحت تأثير العوامل الخارجية (مثل انحلال الغاز وتكثيف البخار وغيرها). في المنطقة المحلية، يؤدي هذا إلى حدوث مطرقة مائية، حيث يصل الضغط إلى عدة آلاف من الأجواء. ومن الواضح أن هذا التأثير مدمر. من منظور عياني، تتسبب ظاهرة التجويف في تآكل وتلف سطح قناة التدفق (ضرر تأثير التردد العالي المستمر-)، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات وتوليد الضوضاء؛ وفي الحالات الشديدة يحدث انقطاع في التدفق، مما يؤدي إلى انسداد قناة التدفق، ويتسبب في انخفاض أداء المضخة.
من الوصف أعلاه، يمكن ملاحظة أن التجويف يحدث بسبب الحد الأدنى من الضغط المطلق الموجود في مجال التدفق. عندما يكون الضغط المطلق منخفضا، من المرجح أن يحدث التجويف. ولذلك، فإن التحكم في الحد الأدنى من الضغط المطلق يمكن التحكم في تأثير التجويف وتقليل حدوث ظواهر التجويف بشكل فعال.
المضخة هي آلة تضيف الطاقة إلى السائل. يتدفق السائل إلى الخارج من خلال المكره، ويزداد ضغطه بشكل عام. ولذلك، فإن المكان الذي يكون فيه السائل لديه أدنى ضغط في المضخة عادة ما يكون بالقرب من مدخل ريش المكره. وبالتالي، فإن ضمان أن السائل لديه ضغط مطلق كافٍ عند مدخل شفرات المكره يصبح المفتاح لتجنب التجويف في المضخة.
رأس الشفط المطلوب (NPSH) للمضخة
نظرًا لتعقيد حركة السوائل في الآلات التوربينية، فمن الصعب للغاية إجراء حساب نظريًا للمكان الذي قد يحدث فيه التجويف في مجال التدفق. علاوة على ذلك، فإن حدوث التجويف لا يعتمد فقط على خصائص تدفق السائل ولكن أيضًا على الخصائص الديناميكية الحرارية للسائل نفسه. ولذلك، بل هو أكثر صعوبة من الناحية النظرية لوضع معيار لحدوث التجويف. وهكذا، من الناحية العملية، غالبًا ما يتم استخدام طريقة الجمع بين الخبرة والتجارب لاقتراح معيار التجويف. يعد مفهوم هامش التجويف للمضخات أحد المعايير المهمة فيما بينها. ليس لها أهمية نظرية معينة فحسب، بل إنها أيضًا أحد معايير قبول المنتج.
هامش التجويف للمضخة له مفهومان: الأول يتعلق بطريقة التثبيت ويسمى هامش التجويف الفعال NPSHA. يشير إلى جزء الطاقة المتبقي فوق رأس الضغط الحرج بعد تدفق الماء عبر خط أنابيب الشفط والوصول إلى مدخل شفط المضخة. هذا هو هامش التجويف المتاح وينتمي إلى "معلمات المستخدم". والثاني يتعلق بالمضخة نفسها ويسمى هامش التجويف الضروري NPSHR. إنها قيمة انخفاض الضغط من مدخل شفط المضخة إلى نقطة الضغط الأدنى. هذا هو هامش التجويف الحرج وينتمي إلى "معلمات المصنع". لضمان عدم تجويف المضخة أثناء التشغيل، من الضروري التأكد من أن NPSHA أكبر من أو يساوي K × NPSHR في التثبيت (K هو هامش الأمان)، وهذا الأخير مضمون من قبل الشركة المصنعة. ومن هذا المنظور، فإن تقليل هامش التجويف للمضخة يعني ضمان ارتفاع الرفع المطلق للمضخة وتلبية متطلبات الاستخدام.
تحليل 2NPSHR
من الواضح أن حجم NPSHR يعتمد على فقدان الطاقة لتدفق السائل عند مدخل شفط المضخة. ونظرًا لقصر العملية، تظهر هذه الخسارة بشكل أساسي كخسائر في التدفق المحلي. هناك عدة عوامل على النحو التالي:
(1) يتقارب مدخل شفط المضخة مع قناة تدفق مدخل المكره، مما يؤدي إلى زيادة في سرعة التدفق وفقدان الضغط. تتغير حركة السوائل من محورية إلى شعاعية عند نقطة التحول، ويتسبب مجال التدفق غير المتساوي عند نقطة التحول في فقدان الضغط.
(2) يتجلى فقدان التدفق الناجم عن التغيرات في سرعة التدفق في انخفاض الضغط؛
(3) فقدان الطاقة الناتج عن تدفق السائل حول حافة مدخل الشفرة؛
(4) يؤدي تأثير الضغط على سمك الشفرة إلى زيادة سرعة الدخول، مما يؤدي إلى فقدان الضغط.
(5) فقدان تأثير السائل المتدفق عند الحافة الأمامية للشفرة في ظل -ظروف التشغيل غير التصميمية؛
(6) تؤدي جودة الصب الرديئة للمكره والسطح غير المستوي لقناة التدفق إلى فقدان اللزوجة أثناء التدفق.
من بين العوامل المذكورة أعلاه، يصعب تجنب العاملين الأولين تمامًا؛ في حين يمكن تقليل هذه الأخيرة من خلال تحسين جودة التصميم والتصنيع. وهذا يتطلب من المصممين أن يسعوا جاهدين لجعل مرور التدفق من مدخل المضخة إلى مدخل المكره أقرب ما يمكن إلى تبسيط حركة السوائل، من أجل تقليل فقدان الضغط في هذا القسم من التدفق؛ بالنسبة لمضخة المنتج الموجودة، يجب أن يبدأ تحليل أداء التجويف الخاص بها من تحليل فقدان التدفق لممر تدفق المدخل.
3 تحليل التجويف في مضخة الطرد المركزي
الآن، دعونا نجري تحليلًا نوعيًا لمشكلة التجويف لمضخة الطرد المركزي المذكورة سابقًا. هامش التجويف لهذه المضخة كبير نسبيًا، ويمكن اعتبار السبب هو فقدان الضغط الزائد عند مدخل الشفط للمضخة. ومع ذلك، فإن هامش التجويف الكبير لهذه المضخة بمعدلات تدفق منخفضة يختلف عن نتائج الكشف المعتادة، والتي قد تكون مرتبطة بالتصميم والتصنيع. يمكن أن تعزى الزيادة في هامش التجويف عند معدلات التدفق المنخفضة إلى الزيادة في زاوية مدخل تدفق السائل، مما يؤدي إلى زاوية تأثير إيجابية مفرطة عند مدخل الشفرة والتسرب المفرط، مما يتسبب في فقدان ضغط كبير؛ بينما عند معدلات التدفق المرتفعة، فإن الزيادة في هامش التجويف ترجع بشكل رئيسي إلى زيادة سرعة التدفق، مما يؤدي إلى زيادة الخسائر.
من منظور التصميم والتصنيع، وبصرف النظر عن سبب فجوة التجويف، فإن الزاوية الصغيرة لوضع مدخل الشفرة (إما بسبب التصميم غير المناسب أو أثناء الصب)، والسمك الكبير لمدخل الشفرة، وجودة الصب الرديئة لسطح الشفرة قد تكون الأسباب الرئيسية لهامش التجويف الكبير لهذا النوع من المضخات.
4. تدابير التحسين
بالنسبة لهذه المضخة، يمكن اتخاذ التدابير المناسبة التالية لتقليل احتمالية حدوث التجويف:
إذا أمكن، يمكن تحريك حافة مدخل الشفرة للأمام، أي يمكن ربط قطعة عند حافة المدخل، بحيث يمكن للسائل أن يتلامس مع الشفرة مبكرًا للحصول على الطاقة، وتجنب حدوث مواقف تحت الضغط الحرج.
(2) تنظيف قناة مدخل المكره، مما يجعلها ناعمة ومسطحة قدر الإمكان لتعزيز السطح النهائي للمدخل وتقليل مقاومة التدفق وفقدان الضغط.
(3) قم بطحن رأس الشفرة وشحذها من أجل تقليل فقدان التأثير عند المدخل وتقليل حساسية زاوية المدخل.
(4) إذا كان تجويف الفجوة شديدًا، يمكن أن يكون الحل هو حفر ثقوب التوازن على المكره لتقليل معدل تدفق التسرب، وبالتالي تخفيف درجة التجويف.
الأسئلة المتعلقة بالمضخات
السؤال 1: ما هي تصنيفات المضخات؟
الإجابة: بناءً على مبادئ العمل المختلفة، يمكن تصنيفها إلى الأنواع التالية:
(1) تعتمد مضخات الريشة على-الريش الدوارة عالية السرعة داخل المضخة لنقل السوائل، مثل مضخات الطرد المركزي ومضخات التدفق المحوري، وما إلى ذلك.
1. (2) مضخات الحجم: تعتمد هذه المضخات على التغيرات في حجم العمل داخل المضخة لسحب أو تفريغ السوائل وزيادة طاقة الضغط للسوائل. وتشمل الأمثلة مضخات المكبس ومضخات التروس الدوارة.
(3) المضخة النفاثة: يستخدم هذا النوع من المضخات طاقة مائع العمل (السائل أو الغاز) لنقل السوائل، مثل مضخات الماء النفاثة ومضخات البخار النفاثة، إلخ.
2. ما هي مكونات مضخة الطرد المركزي؟
الإجابة: تتكون وحدة مضخة الطرد المركزي من مضخة طرد مركزي، ومحرك كهربائي، وأنبوب مدخل، وأنبوب مخرج، وصمامات، وما إلى ذلك. تعتمد شركتنا تصميمًا مشتركًا للآلات والمضخة، مما يقلل المساحة بنسبة 30%.
3. ما هو مبدأ عمل مضخة الطرد المركزي؟
الإجابة: قبل بدء تشغيل المضخة، يجب ملء أنبوب الشفط والمضخة نفسها بالسائل. بعد بدء تشغيل المضخة، تدور المكره بسرعة عالية. يدور السائل الموجود داخل المكره مع الشفرات. تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يتم إخراج السائل بعيدًا عن المكره وينطلق. يتباطأ السائل المقذوف تدريجيًا في غرفة الانتشار بغلاف المضخة ويزداد الضغط تدريجيًا. ثم يتدفق من مخرج المضخة وأنبوب التفريغ. في هذا الوقت، في مركز الشفرات، وبسبب قذف السائل إلى المناطق المحيطة، تتشكل منطقة ضغط منخفض مفرغة-بدون هواء أو سائل. يتم امتصاص السائل الموجود في حوض السباحة السائل إلى المضخة من خلال أنبوب الشفط تحت تأثير الضغط الجوي على سطح حمام السباحة. يتم امتصاص السائل بشكل مستمر من حوض السائل ويتدفق بشكل مستمر عبر أنبوب التفريغ.
4. ما هي "حركة المرور"؟ ما هي وحدتها؟
الإجابة: يشير معدل التدفق q إلى حجم السائل الذي يتم تفريغه من مخرج المضخة ويدخل خط الأنابيب خلال وحدة زمنية. وحدة معدل التدفق هي م/ساعة، م/ث أو لتر/ث.
5. ما هو الرأس؟ ما هي وحدتها؟
الإجابة: تسمى الطاقة المضافة لكل وحدة كتلة من السائل بواسطة المضخة، وهي إجمالي الرأس الناتج عن المضخة، بالرأس. وحدة الرأس هي متر.
6. ما هو التجويف؟
الجواب: التجويف هو ظاهرة يتبخر فيها السائل مما يسبب تلف مكونات التدفق في المضخة (المكونات التي يتلامس معها السائل أثناء مروره عبر المضخة).
7. ما هو التجويف؟
الجواب: أدنى ضغط في المضخة يقع بالقرب من مدخل المكره. عندما ينخفض الضغط عند هذه النقطة إلى ضغط التشبع المقابل لدرجة الحرارة الحالية، يبدأ السائل في التبخر، ويهرب عدد كبير من الفقاعات من السائل. عندما تتدفق هذه الفقاعات مع السائل إلى منطقة الضغط العالي-في المضخة، تحت تأثير الضغط الخارجي، تتكثف الفقاعات فجأة وتتحول إلى سائل. في هذا الوقت، يندفع السائل المحيط بالفقاعات نحو المكان الذي كانت فيه الفقاعات في الأصل، مما يولد تأثيرًا هيدروليكيًا قويًا جدًا. بسبب تكثيف العديد من الفقاعات في الثانية، تحدث العديد من الضغوط القوية بشكل متكرر. في ظل العمل المستمر لحمل الارتطام المحلي هذا، تصبح أسطح مكونات التدفق في المضخة متآكلة تدريجيًا، مما يشكل العديد من البقع المتآكلة. وبعد ذلك، تصبح متصلة في بقع في نمط يشبه قرص العسل-، وفي النهاية، تحدث ظاهرة التقشر. بالإضافة إلى الأضرار الناجمة عن الاصطدام، عندما يتبخر السائل، فإنه يطلق أيضًا الأكسجين المذاب فيه، مما يتسبب في أكسدة مكونات التدفق وتآكلها. تسمى هذه الظاهرة التي تتضرر فيها مكونات التدفق بسبب العمل المشترك للتآكل الميكانيكي والتآكل الكيميائي بالتجويف.
8. ما هي تصنيفات مضخات الطرد المركزي؟
الإجابة: (1) وفقًا لتطبيق مضخات الطرد المركزي، يمكن تصنيفها على النحو التالي: ⑴ مضخة مياه صافية؛ ⑵ مضخة النجاسة. ⑶ مضخة مقاومة للحمض-.
(II) وفقًا لهيكل المكره، يمكن تصنيفها على النحو التالي: ⑴ مضخات الطرد المركزي المكره المغلقة؛ ⑵ مضخات الطرد المركزي المكره المفتوحة. ⑶ مضخات الطرد المركزي-شبه المفتوحة.
(3) وفقًا لعدد الدفاعات، يمكن تصنيفها على النحو التالي: ⑴ مضخة طرد مركزي ذات مرحلة واحدة -؛ ⑵ مضخة طرد مركزي متعددة -مراحل.
(4) وفقًا للطريقة التي تمتص بها المضخة السائل، يمكن تصنيفها على النحو التالي: ⑴ مضخة طرد مركزي ذات شفط مفرد؛ ⑵ مضخة طرد مركزي مزدوجة الشفط.
(5) وفقا لطريقة تفريغ المضخة، يتم تصنيفها على النحو التالي: ⑴蜗壳式 مضخة الطرد المركزي؛ ⑵ الدليل-مضخة الطرد المركزي من نوع التدفق
㈥ مصنفة حسب الرأس: ⑴ مضخة الضغط المنخفض-؛ ⑵ مضخة ضغط متوسطة-؛ ⑶ مضخة الضغط العالي-.
㈦ وفقًا لموضع عمود المضخة، يتم تصنيفها على النحو التالي: ⑴ المضخات العمودية؛ ⑵ المضخات الأفقية.
9. ما هي طرق موازنة القوة المحورية لمضخة الطرد المركزي؟
الإجابة: ⑴ يتم تحقيق توازن القوة المحورية لمضخات المرحلة الواحدة- بشكل أساسي من خلال ثلاث طرق: فتح فتحات التوازن، وتركيب أنابيب التوازن، واستخدام دافعات شفط مزدوجة-.
(2) يتم تحقيق توازن القوة المحورية للمضخات متعددة المراحل-بشكل أساسي من خلال الترتيب المتماثل للدفاعات وباستخدام طرق مثل أقراص التوازن وأسطوانات التوازن.
يكمن مفتاح تجديد نظام استعادة المياه المكثفة في كيفية القضاء على ظاهرة التجويف مع ضمان الإنتاج الطبيعي. يشير التجويف إلى الظاهرة التي يطلق فيها الماء الساخن المشبع البخار تحت ضغط منخفض، وسيسيل البخار المتولد فجأة ويتكثف في الماء عند دخول منطقة الضغط العالي-، مما يتسبب في انفجار الفقاعات. إذا تكررت هذه العملية، فسوف تتسبب في حدوث ضرر لسطح الأجزاء في هذه المنطقة، إلى جانب تأثيرات التآكل المختلفة ذات الصلة، مما يؤدي في النهاية إلى تلف التجويف-الذي يشبه الإسفنج أو قرص العسل-. نتيجة التجويف هي تعطيل استمرارية عملية نقل البخار، وزيادة المقاومة، وعرقلة مسار التدفق، والتأثير بشكل خطير على كفاءة المضخة وإنتاجها الطبيعي. في الماضي، كان المصنعون غالبًا ما يخفضون الضغط لاستعادة المياه المتكثفة من أجل إطلاق كمية كبيرة من البخار الوميضي لتقليل مصدر التجويف. ومع ذلك، فإن هذا النهج يؤدي بلا شك إلى هدر الطاقة. لذلك، فإن أفضل طريقة لحل مشكلة التجويف للمضخة هي جعل الضغط الداخل للمضخة يتجاوز ضغط التجويف، وبالتالي تجنب حدوث التجويف بشكل أساسي. مبدأ العمل الرئيسي لتكنولوجيا استعادة المياه المكثفة المغلقة هو استخدام مبدأ الضغط للمضخة النفاثة، ووضع نظرية منع التجويف المناسبة لنقل الماء الساخن المشبع، وأخيرًا تصميم المضخة النفاثة بشكل معقول لحل مشكلة التجويف للمضخة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن اختيار مصيدة البخار في هذا النظام يعتمد على ظروف التشغيل الأكثر غير المواتية، وبالتالي تجنب هدر الطاقة الناتج عن التناقض بين اختيار مصيدة البخار وتشغيلها الفعلي في النظام الأصلي. يتم إغلاق خزان تجميع المياه المصمم لمضخة الاسترداد من النوع -المغلق، الأمر الذي لا يضمن فقط أن تكون درجة حرارة استرداد الماء المتكثف 120 درجة، ولكنه أيضًا يحقق الاستفادة الكاملة من البخار الوميض.
كما ذكرنا أعلاه، يعد اعتماد تقنية-حلقة مغلقة لاستعادة المكثفات لتعزيز كفاءة استخدام البخار أمرًا فعالاً وممكنًا للغاية.
