ما هي مضخة الطرد المركزي ولماذا هي ضرورية في أنظمة معالجة السوائل؟

مضخات الطرد المركزي هي أكثر أنواع المضخات استخدامًا على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والزراعية والبلدية والسكنية. تنبع شعبيتها من تصميمها الميكانيكي البسيط ، والقدرة على التكيف مع مجموعة واسعة من التطبيقات ، والكفاءة العالية في نقل السوائل المنخفضة التسلل. تقدم هذه المقالة نظرة عامة شاملة على مضخات الطرد المركزي ، وتغطي مبادئ عملها ومكوناتها وأنواعها وخصائص الأداء وسيناريوهات التطبيق.

1. مبدأ العمل لمضخة الطرد المركزي

تعمل مضخة الطرد المركزي على مبدأ قوة الطرد المركزي ، والتي يتم إنشاؤها بواسطة المكره الدوار. إليك نظرة مفصلة على دورة العمل:

1. يدخل السائل من خلال عين شفط المكره في المركز (محوري).

2. كما يدور المكره ، هو يسارع السائل شعاعيًا للخارج ، تحويل الطاقة الدورانية الميكانيكية إلى الطاقة الحركية.

3. يتم توجيه هذا السائل عالية السرعة إلى أ غلاف فولوت أو ناشر ، مما يقلل تدريجيا من السرعة ويزيد من ضغط .

4. ثم يخرج السائل المضخة من خلال فوهة التفريغ ، جاهز للنقل.

يحدث تحويل الطاقة على مرحلتين:

• الطاقة الحركية يتم نقله من قبل المكره.

• طاقة الضغط يتم زيادة في الغلاف.

وهذا يجعل مضخات الطرد المركزي فعالة للغاية في نقل السوائل على مسافات طويلة نسبيا بمعدلات تدفق متسقة.

2. المكونات الرئيسية ووظائفها

لفهم كيفية عمل مضخات الطرد المركزي بشكل فعال ، من المهم أن تكون على دراية بمكوناتها الرئيسية:

• المكره : قلب المضخة. عادةً ما تكون مصنوعة من المعدن أو البلاستيك ، قد تكون مفتوحة أو شبه مفتوحة أو مغلقة وفقًا للتطبيق ونوع السائل.

• مضخة غلاف : يحيط المكره ويلتقط السائل. وتشمل التصميمات الشائعة غلاف فولوت (على شكل حلزوني) و غلاف الناشر (مع دوارات دليل).

• فوهات الشفط والتفريغ : نقاط مدخل ومنفذ لتدفق السوائل.

• عمود المضخة : نقل الطاقة الميكانيكية من السائق (عادةً محرك كهربائي) إلى المكره.

• آلية الختم : يشمل الأختام الميكانيكية أو تعبئة الغدد لمنع التسرب حيث يدخل العمود الغلاف.

• المحامل والقران : ضمان الدوران السلس والمواءمة بين المحرك والمضخة.

3. أنواع المضخات الطرد المركزي

يمكن تصنيف مضخات الطرد المركزي بناءً على عدة معايير:

أ. بناءً على مراحل المكره:

• مضخة مرحلة واحدة : يحتوي على المكره ؛ تصميم بسيط ، مثالي للتطبيقات منخفضة الرأس.

• مضخة متعددة المراحل : يحتوي على متعددة من المدافعين في السلسلة ؛ تستخدم في تطبيقات عالية الرأس أو عالية الضغط مثل ماء تغذية المرجل أو المباني الشاهقة.

ب. بناء على التوجه:

• مضخات الطرد المركزي الأفقي : رمح يكمن أفقيا. سهولة الصيانة والتركيب.

• مضخات الطرد المركزي العمودي : رمح يقف عموديا. تستخدم حيث تكون مساحة الأرضية محدودة أو عند الضخ من الآبار العميقة.

ج. بناءً على نوع الشفط:

• مضخات الجمع النهائية : التصميم الشائع حيث يدخل السائل المضخة من طرف واحد.

• مضخات الانقسام : عرض غلاف منقسم أفقيًا ، مما يتيح الوصول بسهولة إلى المكونات الداخلية للصيانة.

د. بناءً على تصميم المكره:

• مدافع مغلقة : كفاءة عالية ، تستخدم مع السوائل النظيفة.

• مدافع شبه مفتوحة : يتسامح مع المواد الصلبة الصغيرة أو الملاط.

• مدافع مفتوحة : من الأفضل للسوائل الملوثة أو اللزجة.

4. خصائص الأداء

يعد فهم المعلمات التالية أمرًا ضروريًا عند اختيار أو تحليل مضخات الطرد المركزي:

• معدل التدفق (س) : حجم السائل الذي يمكن للمضخة التعامل معه ، عادة في M³/H أو GPM.

• رأس (ح) : الارتفاع الذي يمكن للمضخة رفع السائل ، يقاس بأمتار أو قدم.

• كفاءة (٪) : نسبة إخراج الطاقة الهيدروليكية إلى إدخال الطاقة الميكانيكية.

• NPSH (صافي رأس الشفط الإيجابي) : يضمن عدم تبخير السائل في المكره ، وتجنب التجويف.

• منحنى المضخة : رسم بياني يوضح العلاقة بين الرأس والتدفق ، والكفاءة ، واستهلاك الطاقة.

5. مزايا المضخات الطرد المركزي

• كفاءة لتدفق عالي ، انخفاض السوائل اللزوجة

• تصميم بسيط ومدمج

• انخفاض تكاليف الصيانة مقارنة بمضخات الإزاحة الإيجابية

• مرونة التطبيق الواسعة

• عملية مستمرة ومستمرة

6. قيود على النظر

في حين أن مضخات الطرد المركزي للغاية لها قيود:

• لا يمكن التعامل مع السوائل اللزجة للغاية بكفاءة

• لا تنطلق ذاتيًا ما لم يتم تصميمها بآلية تحضير

• ينخفض ​​الأداء بشكل حاد مع التغييرات في ضغط النظام

• عرضة للتجويف إذا لم يتم الوفاء بمتطلبات NPSH

7. تطبيقات مضخات الطرد المركزي

يتضح براعة المضخات الطرد المركزي في تنوع الصناعات التي تخدمها: