المضخات في نقل السوائل
لقد أصبحت المضخات عنصراً مهماً وفعالاً في العديد من العمليات التي تنطوي على نقل السوائل والملاط. كما تساهم المضخات أيضًا بشكل كبير في الإنتاجية وخفض التكلفة كخطوة نحو تحقيق أهداف بعض الأنشطة التي تشمل إمدادات المياه والصرف الصحي واستخراج النفط والغاز وغيرها الكثير. المضخات الدوارة ومضخات الطرد المركزي هي بعض من مضخات الطرد المركزي الأساسية والشائعة الاستخدام. هذه المدونة سوف تساعد الجمهور في فهم الجوانب العملية للمضخات الدوارة ومضخات الطرد المركزي جنبا إلى جنب مع مزاياها وعيوبها لمهمة محددة.
الفهم المضخات الدوارة
التعريف والتشغيل
المضخات الدوارة هي مجموعة فرعية من مضخات الإزاحة الموجبة التي تحقق ناتج الضغط عن طريق حبس شحنة سائلة معينة وإزاحتها عبر خط أنابيب تصريف الضغط. وبعبارات بسيطة، تتميز هذه المضخات بوجود أغطية أو دوارات مائلة مائلة عكس اتجاه عقارب الساعة، والتي تسحب السوائل المضغوطة وتطلقها فيما بعد تحت ضغط غاز مماثل.
كيفية عمل المضخات الدوارة
مثل العديد من أنواع المضخات الأخرى، يمكن تشغيل المضخة الدوارة أيضاً بواسطة محرك كهربائي أو محرك هيدروليكي. يعتمد التشغيل الرئيسي على مبدأ مبادئ المضخة مثل الأجزاء الدوارة التي تشمل التروس أو البراغي أو الدوارات التي تحتوي على سائل محصور بداخلها، ويتم نقلها نحو جزء التفريغ من المضخة. يخلق دوران الدوار تجويفاً يكون كبيراً في البداية ولكن تدريجياً مع مرور الوقت. ينخفض حجمه، وبالتالي يدفع النملة إلى الخارج داخله.
أنواع المضخات الدوارة
- مضخات التروس: تحتوي على ترسين أو أكثر يتم فيها تشغيل ترس واحد أو أكثر لشفط وتفريغ السوائل.
- مضخات الريشة: يستخدم هذا النوع من المضخات دوارات منزلقة في الزيت لدفع السوائل وتكوين بعض الضغط.
- مضخة التجويف التدريجي: يتم ذلك عن طريق تدوير برغي حلزوني في اتجاه بحيث يتم دفع السائل الموجود في العبوات إلى الخارج من خلال حجرات.
مزايا المضخات الدوارة
- الكفاءة في التعامل مع السوائل اللزجة: إحدى الفوائد الرئيسية للمضخات الدوارة هي قدرتها على ضخ السوائل اللزجة. يمكن لهذه المضخات ضخ السوائل السميكة والزيوت والطين مع تقييد معدلات التدفق فقط.
- قدرات التحضير الذاتي: يمكن تعريف بعض المضخات الدوارة على أنها ذاتية التحضير، حيث يمكنها تفريغ الهواء في خط الشفط وإنشاء تفريغ دون مساعدة من مساعد. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في المناطق التي لا بد أن يكون مستوى السوائل فيها مرتفعًا أو منخفضًا.
عيوب المضخات الدوارة
- التقييد بمعدلات تدفق منخفضة: إن الضخ بالمضخات الدوارة مخصص بانتظام لمعدلات التدفق المنخفضة أكثر من مضخات الطرد المركزي. ولسوء الحظ، وبسبب هذا القيد، يمكن أن تكون أقل جاذبية في التطبيقات عالية السعة.
- خطر التآكل والتلف: مكونات العديد من المضخات الدوارة التي تتشابه في جوهرها مع الأجزاء الدوارة في الحركة حيث أن الأجزاء الدوارة تكون بشكل رئيسي على الأجزاء الدوارة خاصة مع التآكل العدائي والبيئة الركامية.
الفهم مضخات الطرد المركزي
التعريف ومبادئ العمل
مضخات الطرد المركزي هي أجهزة دوارة لديها القدرة على نقل السوائل من خلال حركتها الدورانية. وهي تعمل على نوع محدد من الحركة التي تتحكم ميكانيكياً في شفط السائل من مدخل المضخة ودفعه خارج شفرة المكرهة.
مبدأ عمل مضخات الطرد المركزي
تحتوي مضخات الطرد المركزي على دفاعة كمكون أساسي، والتي تضفي حركتها الدائرية طاقة على السائل في المضخات، مما يجعلها تدور وتسحب السائل. يتدفق السائل خارج المكرهة، مما يزيد من كمية السائل المدفوع للخارج وكذلك سرعة هذا الدفع، مما يسمح بتدفق السائل في الأنابيب.
أنواع مضخات الطرد المركزي
- مضخات أحادية المرحلة: مضخة الطرد المركزي ذات المكرهة الواحدة قادرة على المعالجة بالضغط المنخفض فقط وهي قابلة للتطبيق في المعالجة أحادية المرحلة لأن الوحدة تعمل في منطقة الضغط المنخفض حيث يمكن أن يكون لمرحلتين أو أكثر مكرهة واحدة.
- مضخات متعددة المراحل: تحتوي على أكثر من دافع واحد لتوفير المزيد من الضغط.
- المضخات الغاطسة: من النوع الغاطس تستخدم في الغالب لضخ المياه أو النفايات السائلة وخاصة لأغراض الصرف الصحي.
فوائد مضخات الطرد المركزي
- قدرات معدل تدفق عالية السعة: عادةً ما يكون لمضخات الطرد المركزي معدلات تدفق عالية جدًا وفي معظم الأماكن التي تكون فيها المعدات قابلة للتطبيق تكون هناك حاجة إلى أحجام كبيرة؛ ومن الأمثلة على ذلك سرعة إمدادات المياه وأعمال الري.
- تصميم وصيانة بسيطة: وعلى الرغم من أن المضخات الدوارة فعالة للغاية، فإن المضخات الدوارة لها عيوب، أحدها قابلية الاحتراق. والتصميم المفيد لمعظم مضخات الطرد المركزي يزيل معظم تلك المشاكل المرتبطة بتشغيل المضخات الدوارة.
عيوب مضخات الطرد المركزي
- غير فعالة في التعامل مع السوائل اللزجة: غالبًا ما تكون كفاءة مضخة الطرد المركزي منخفضة عند التعامل مع السوائل اللزجة، مما قد يقلل من فعالية هذه المضخات بمرور الوقت.
- يفضل التجهيز الأولي: تعمل معظم مضخات الطرد المركزي بشكل عام بمتطلبات المضخات التمهيدية. وهذا يعني الحاجة إلى أن تكون مملوءة مسبقًا بالسائل، مما قد يمدد ويجعل بعض العمليات معقدة.
تحليل مقارن
مقارنة الأداء
معدل التدفق والضغط
وتقتصر المضخة الدوارة في الغالب على تطبيقات التدفق المنخفض التي لها متطلبات خاصة، في حين أن مضخات الطرد المركزي أكثر ملاءمة لاستخدام التدفق والضغط العاليين.
كفاءة الطاقة
هناك اختلاف في كفاءة استهلاك الطاقة لهذه الأنواع من المضخات. ففي حين أن المضخات الدوارة تتسم بكفاءة استهلاك الطاقة في السوائل ذات اللزوجة العالية، فإن مضخات الطرد المركزي تتسم بكفاءة استهلاك الطاقة في السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بمعدل تدفق عالٍ.
قدرات مناولة السوائل
يتم التعامل مع المزيد من السوائل بواسطة المضخة الدوارة أكثر من اللزوجة ودرجة حرارة السائل لأن المضخة الدوارة تستخدم أكثر من التطبيقات الصناعية.
التعامل الصلب
وبالمثل، يمكن للمضخات الدوارة أن تتعامل مع بعض المواد الصلبة في التخفيفات ولكن ليس بقدر مضخات الطرد المركزي التي لا يمكنها تحمل المحتويات الصلبة العالية لأن العملية ستتعطل عندما تكون المواد الصلبة كبيرة بما فيه الكفاية.
ملاءمة التطبيق
التطبيقات الصناعية
بالالتزام بمجال عملها، تقدم المضخات الدوارة ذات السوائل اللزجة السميكة بعض المزايا عن غيرها بينما تقدم المضخات ذات الطرد المركزي العالي سائلًا أكبر حجمًا في لزوجة أقل.
الاستخدام المنزلي
يمكن العثور على مضخات الطرد المركزي في البيئات المنزلية أيضًا، خاصة لتوصيل وإمداد أو تصريف المياه بينما المضخات الدوارة نادرة إلى حد ما باستثناء عمليات نقل محددة مثل زيت المحركات.
عمليات اتخاذ القرار
الاعتبارات
تفاصيل التطبيق: على الرغم من فعالية كلا النوعين من المضخات في رفع مستوى السائل، إلا أن وضع مقارنة التطبيقات يكشف عن معلمة أخرى يجب أخذها في الاعتبار، وهي سعة مضخات الخزان ومضخات الطرد المركزي.
التكلفة والصيانة
النظر في التكلفة الإجمالية للملكية من حيث تكلفة الاقتناء، وتكلفة استبدال المكونات والتكلفة المرتبطة بالعمليات اليومية. لا بد أن يكون أصحاب المضخات الدوارة أكثر استخدامًا للمضخات الدوارة مقابل بدء تشغيل مضخة الطرد المركزي، والتي لن تكون أقل تكلفة.
الأسئلة الشائعة
الأسئلة المتداولة
أحد الأسئلة التي يرغب العديد من المستخدمين في الحصول على مضخات تغيير الأجسام البلاستيكية هذه للعمل مع مضخات ذات أجسام بلاستيكية فيما يتعلق بهذه الديناميكيات مناسبة مثل أرق. إنه HS شائع أصغر في حالة، في حين أن السوائل اللزجة هي الأنسب في الغالب مع المضخات الدوارة. تستخدم مضخات الطرد المركزي بشكل أفضل في التطبيقات ذات الحجم الكبير.
توصيات الخبراء
من بين جميع المعايير، فإن أحد أكثر الاهتمامات إثارة وحساسية هو نطاق المشروع أو الميزانية والجدولة الزمنية. فكم مرة تريد معدات الضخ، وما هي أنواع المعدات التي تحتاجها، وكم سيكون ذلك من حيث عوامل الميزانية؟
الخاتمة
وأخيرًا، يوصى بفهم الفروق الشائعة بين المضخات الدوارة ومضخات الطرد المركزي، بحيث تتوافق هذه العناصر مع المتطلبات المحددة التي ترغب في تلبيتها. سيكون من المهم بشكل خاص المضخات الدوارة المطورة للسوائل اللزجة الصعبة، ومضخات الري المخصصة للتطبيقات عالية التدفق. عند التخطيط لقدرات الشفط السالبة لمضخة الغليان المحلية، يجب أن تؤخذ في الاعتبار خصائص عمل عبء العمل لكل من الماكينة والسائل في حالة تطبيقها. لم يكن هناك أي طريقة يمكن لأي شخص أن يقطع التكلفة بهذه الطريقة ولا يؤثر سلبًا على ممارسات تشغيل النظام. المعلومات حول تصنيفات النظام والمعدات على أساس العائد على الاستثمار في مضخة الطرد المركزي والمضخة اللولبية أو الدوارة أساسية. وفي هذه الحالة، فإن العمر الافتراضي القصير ومتانة الانفصال الكبيرة، ومع ذلك، فإن المضخة الدوارة أو الطرد المركزي التقليدية ستكون مفيدة في هذا الصدد.
