المضخات هي ثاني المعدات الصناعية الأكثر شيوعًا بعد المحركات. حاليًا ، تعمل ملايين المضخات في جميع أنحاء العالم ، وتنقل الآلاف من السوائل. يعد اختيار مضخة مناسبة بين العديد من أنواع المضخات المتاحة مهمة معقدة للغاية. يعد اختيار المضخات عملية إلى حد كبير لمطابقة قدرات مضخة معينة مع متطلبات النظام وخصائص السائل المراد ضخها. في هذه المقالة ، سنبدأ بخصائص السائل المضخش ، من منظور احتياجات المستخدم ، ثم مناقشة اختيار المضخة المحدد.
متطلبات أساسية:
في أي تطبيق ، فإن الخطوة الأولى هي فهم المتطلبات الأساسية للمستخدم للمضخة. على سبيل المثال ، يجب تحديد شروط المدخل ، ومعدل التدفق المطلوب ، وفرق الضغط ، ودرجة الحرارة ، وخصائص السوائل ، مثل اللزوجة ، والغازية ، وحساسية القص ، والتآكل ، من أجل اختيار مضخة جيدة.
يجب أن تعمل المضخة بشكل جيد في ظل ظروف الشفط الصحيحة. في الواقع ، يمكن إرجاع أكبر مشكلة واجهتها المضخات إلى ظروف الشفط السيئة. نظرًا لحقيقة أن قدرة المضخة على دفع السائل أقوى بكثير من قدرتها على امتصاص السائل ، يجب الحفاظ على ظروف المدخل ضمن نطاق سعة المضخة.
يعد اختلاف الضغط أيضًا جزءًا حاسمًا ، خاصةً من منظور الحفاظ على الطاقة وعمر خدمة المضخة. يمكن أن يؤدي استخدام أقطار الأنابيب الأصغر وأطوال الأنابيب الأطول إلى تقليل التكلفة الأولية للنظام ، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى اختلافات في الضغط أعلى في المضخة. سيتم تحويل فرق الضغط العالي هذا إلى استهلاك للطاقة وقد يقصر عمر خدمة المضخة ، مما يعني ارتفاع تكاليف التشغيل والكفاءة المنخفضة.
عادة ما تكون الخصائص السائلة المطلوبة معروفة ، والشيء المهم هو فهم كيفية تأثير مضخة معينة على هذه الخصائص. الغالبية العظمى من المستخدمين على استعداد للحفاظ على السائل من قبل المضخة في نفس الحالة كما يدخل المضخة. إن توافق المواد والزوجة وحساسية القص ووجود مواد محددة أو المواد الصلبة كلها ذات أهمية كبيرة للاختيار الصحيح للمضخات.
بمجرد تلبية المتطلبات الأساسية وتعرف الخصائص السائلة ، يمكن أن يبدأ اختيار المضخة. عادة ما تنقسم المضخات إلى فئتين أساسيتين: المضخات الحركية (أكبر نوع من المضخات الطرد المركزي) ومضخات الإزاحة الإيجابية (PD). وفقًا لبيانات وزارة التجارة الأمريكية ، فإن ما يقرب من 70 ٪ من جميع مبيعات المضخات عبارة عن مضخات حركية ، في حين أن 30 ٪ المتبقية هي مضخات حجمية. عند اختيار المضخة ، تتمثل الخطوة الأولى في تحديد أي واحد أكثر ملاءمة لاحتياجاتك أو مضخة الطرد المركزي أو المضخة الحجمية.
نظرًا لحقيقة أن المضخات الصناعية السائدة عبارة عن مضخات الطرد المركزي ، سينظر الكثير من الناس أولاً في مضخات الطرد المركزي. عادة ما تكون تكلفة مضخات الطرد المركزي أقل من مضخات الحجميات ، وهي أيضًا نوع المضخة الصحيح التي يجب استخدامها في كثير من الحالات. كل مضخة تضم السائل بطريقتها الخاصة ، ولكل مضخة خصائصها والمنحنيات الفريدة الخاصة بها. ولكن الأهم من ذلك ، يمكن أن تؤثر مضخات الطرد المركزي على معدل تدفق السائل ، مما يؤدي إلى كمية معينة من الضغط في منفذ التفريغ. على العكس من ذلك ، عندما تحث المضخة الحجمية على السائل ، فإنها تحصل أولاً على كمية محددة من السائل وتسليمها من منفذ الشفط إلى منفذ التفريغ. لمضخات الطرد المركزي ، يتم تشكيل الضغط أولاً ثم يتم إنشاء التدفق. بالنسبة لمضخة الإزاحة الإيجابية ، فإنه يتشكل أولاً يتدفق ثم يتسبب في ظهور الضغط.
أداء
من أجل تحديد النوع الأكثر ملاءمة من المضخات المختلفة ، من المهم فهم الاختلافات في خصائص التشغيل بين هذين النوعين من المضخات. عند عرض مخطط الأداء الخاص به (الشكل 1A) ، يمكنك أن ترى مدى اختلاف مبادئ عملها. تحتوي مضخات الطرد المركزي على معدلات تدفق متغيرة تعتمد على الضغط (أو الرأس) ، في حين أن المضخات الحجمية لها معدلات تدفق ثابتة بشكل أو بآخر مستقل عن الضغط.
اللزوجة
تلعب اللزوجة دورًا مهمًا في الكفاءة الميكانيكية للمضخات. بسبب مضخة الطرد المركزي العاملة عند سرعة المحرك ، ستنخفض كفاءتها مع زيادة اللزوجة الناجمة عن زيادة فقدان الاحتكاك داخل المضخة. يرجى ملاحظة أنه مع زيادة اللزوجة ، تنخفض كفاءة مضخة الطرد المركزي بسرعة (الشكل 1 ب).
هناك اختلاف رئيسي آخر يكمن في تأثير اللزوجة على قدرة المضخة. في مقياس التدفق (الشكل 1C) ، ستلاحظ أن مضخة الطرد المركزي ستشهد انخفاضًا في معدل التدفق مع زيادة اللزوجة ، في حين أن المضخة الحجمية ستزيد فعليًا من معدل التدفق وفقًا لذلك. ويرجع ذلك إلى ارتفاع اللزوجة للسائل الذي يملأ الفجوات في المضخة الحجمية ، مما يؤدي إلى ارتفاع كفاءة الحجمي. يوضح الشكل 1C فقط تأثير اللزوجة على معدل تدفق المضخة. يرجى تذكر أنه قد يكون هناك أيضًا زيادة في خسائر خطوط الأنابيب داخل النظام. هذا يعني أن التدفق داخل مضخة الطرد المركزي سوف ينخفض مع زيادة الضغط التفاضلي للمضخة.
كفاءة
عند النظر في تأثير الضغط التفاضلي على الكفاءة الميكانيكية للمضخات ، فإن مضخات الطاقة الحركية والمضخات الحجمية تظهر أيضًا خصائص مختلفة. يوضح الشكل 1D كيف تتأثر كفاءة المضخة بزيادة الضغط. بالنسبة للمضخات الحجمية ، تتحسن الكفاءة فعليًا مع زيادة الضغط ، في حين أن مضخات الطرد المركزي لها نقطة كفاءة مثالية (BEP). على جانبي هذه النقطة ، ستنخفض كفاءة المضخة الإجمالية بشكل كبير.
حالة الدخول
هذان النوعان من المضخات لهما متطلبات مختلفة بشكل كبير لظروف المدخل. تتطلب مضخة الطرد المركزي كمية معينة من السائل مقدمًا لتشكيل فرق الضغط. لا يمكن أن تبدأ المضخة الجافة بدون سائل من تلقاء نفسها. بمجرد بدء التشغيل ، تحتاج المضخة الطرد المركزي إلى تلبية متطلبات ضغط المدخل الواضحة التي أوصت بها الشركة المصنعة.
نظرًا لحقيقة أن المضخة الحجمية تثير السائل من خلال تمدد وتقلص الحجم السائل ، فإن حالة الضغط السلبي ستشكل في المدخل ، بحيث يمكن للمضخة الحجمية أن تبدأ في ملء من تلقاء نفسها. في بعض الحالات ، هذا هو العامل المحدد الوحيد لاختيار مضخة إزاحة إيجابية أو مضخة الطرد المركزي.
تلخيص
بشكل عام ، عندما تتجاوز اللزوجة 150 CP ، من الضروري أن تكون قادرًا على التنبؤ بمعدل التدفق على نطاق واسع ، أو عندما يكون من المرغوب فيه أن تبدأ المضخة في ملء من تلقاء نفسها ، يمكن النظر في مضخة حجمية. عند الاختيار بين مضخات الطرد المركزي ومضخات الحجامل ، يجب أيضًا النظر في استهلاك الطاقة ، حيث قد تكون هناك اختلافات كبيرة في استهلاك الطاقة بين هذين النوعين من مضخات المستحلب ، ومضخات الفص ، إلخ. هذا مهم بشكل خاص للحالات التي يكون فيها معدل التدفق أقل من 100 جالون في الدقيقة ، حيث سيكون الانخفاض في كفاءة مضخة الطرد المركزي أكبر.
يعد إتقان مبادئ العمل لمضخات مختلفة نقطة انطلاق جيدة لاختيار النموذج الصحيح لبيئة تطبيق معينة. على الرغم من أن الاختلافات بين الخيارات المختلفة قد لا تكون واضحة للغاية ، إلا أنه يمكن استخدام الاختلافات الأساسية في التشغيل والقدرة لتوجيه الاختيار. غالبًا ما يؤدي اختيار المضخة غير الصحيح إلى ارتفاع تكاليف. على وجه التحديد ، سيكون لها آثار ضارة على التوقف ، وفقدان الإنتاج ، وتكاليف الصيانة ، واستهلاك الطاقة. إن قضاء المزيد من الوقت في اختيار المضخة المناسبة والمناسبة يمكن أن يقلل من التكاليف غير الضرورية وتحقيق فوائد طويلة الأجل أعلى.
كمؤسسة لبحوث وتصنيع معدات نقل السوائل غير النيترونية ، حصلت Durrex Pumps على 56 براءة اختراع وطنية ، بما في ذلك 11 براءة اختراع. قامت الشركة بتطوير مضخات دوار ومضخات متجانسة ومضخات طحن ومضخات الفص المطاطية والمضخات المغناطيسية وغيرها من المنتجات ، مما يوفر معدات نقل السوائل والخدمات الفنية لأكثر من 10000 عميل في جميع أنحاء العالم.
