المضخة وانواعها

[اميرة الكويت]

المضخة وانواعها

المضخة pump هي آلة هيدروليكية تقوم بتقديم الطاقة للسائل أو الغاز في أثناء مروره عبرها؛ مما يؤدي إلى رفع ضغط السائل أو الغاز أو زيادة سرعته أو رفع السائل من مستوى معين إلى مستوى آخر أعلى منه.


تستخدم المضخات على نطاق واسع في مختلف مجالات الهندسة: في محطات ضخ مياه الري ومياه الصرف الصحي ومياه الشرب، وفي محطات توليد الطاقة الكهربائية وفي مصانع النفط وحقوله ومصافي التكرير، وفي ضغط الهواء والغازات (وعندئذٍ تسمى ضواغط compressors)، وفي تخزين الطاقة وذلك عن طريق ضخ الماء إلى خزان علوي ومن ثم الاستفادة من طاقته الكامنة في تدوير عنفة مائية لتوليد الكهرباء مثلاً.


يسمى الارتفاع الذي ترفع المضخة السائلَ المار عبرها إليه بضاغط المضخة head ويعطى بالعلاقة الآتية:


حيث:


p1 و v1 وz1: الضغط والسرعة والمستوى عند النقطة 1 على الترتيب.


p2 وv2 وz2: الضغط والسرعة والمستوى عند النقطة 2 على الترتيب.


h: الارتفاع أو فواقد الاحتكاك التي يتعرض لها السائل عند انتقاله من النقطة (1) إلى النقطة (2).


g: تسارع الثقالة الأرضية.


خ³: كثافة السائل.


ويسمى حجم الماء أو الغاز الذي تضخه المضخة في واحدة الزمن بالغزارة، ويعطى باللترات أو الأمتار المكعبة في واحدة الزمن (1/s) أو (m3/s).


تحتاج المضخة إلى مصدر للطاقة لتشغيلها وتوفير الطاقة المطلوب تقديمها للسائل أو الغاز الذي سيمر عبرها. فإذا كانت المضخة ترفع 1كغ من السائل أو الغاز المار عبرها إلى مسافة H (m)، وعندما تمر في المضخة الغزارة الحجمية Q (m3/s) أو الغزارة الوزنية خ³Q (kg/s) فإن الطاقة الكلية التي تقدمها المضخة للسائل المار عبرها في واحدة الزمن (أي الاستطاعة P) تساوي: pH = خ³ Q H


ولوجود فواقد في المضخة وفي محركها، فإن الاستطاعة المطلوب توفيرها يجب أن تكون أكبر من الاستطاعة التي تقدمها المضخة إلى السائل أو الغاز بما يعادل مردود المضخة خ·P ومردود محرك المضخة خ·E. وبالتالي تعطى الاستطاعة النهائية التي تحتاج إليها المضخة بالعلاقة:





تصنيف المضخات


تصنف المضخات وفق مبدأ عملها، إلى: مضخات الإزاحة والمضخات النابذة والمضخات المحورية إضافة إلى مضخات خاصة صناعية.


1- مضخات الإزاحة:


وهي تعتمد في عملها على إنقاص حجم السائل المحصور داخل المضخة وبالتالي رفع ضغطه، ويتم تغيير الحجم إما نتيجة لحركة مكبس داخل الأسطوانة (كما في المضخات المكبسية) وإما نتيجة تغيير الحجم المحصور بين جنيحات منزلقة تدور داخل أسطوانة، وعندئذٍ تدعى المضخات الحجمية الدورانية. ويميز فيها الأنماط الآتية:


المضخة المكبسية: وتتألف من مكبس يتحرك بشكل ترددي في أسطوانة تحتوي في أعلاها على فتحتين تغلقهما دسامات (صمامات). تتصل الفتحة الأولى بأنبوب الامتصاص وتتصل الفتحة الثانية بأنبوب الدفع. عند تحريك المكبس إلى الأسفل (الشكل-1) ينشأ في الأسطوانة ضغط منخفض يؤدي إلى فتح صمام الامتصاص وبالتالي امتصاص السائل عبر أنبوب الامتصاص. وعندئذٍ يبدأ المكبس بالصعود، فيدفع السائل الذي تم امتصاصه في شوط الامتصاص رافعاً ضغط السائل ومغلقاً صمام الامتصاص وفاتحاً صمام الدفع حيث يقوم المكبس بدفع السائل عبره إلى أنبوب الدفع يقوم فني صحي القيروان بتركيب مضخات حديثة وعالية الجودة


مما ورد أعلاه يظهر أن الغزارة التي تضخها المضخة إلى أنبوب الدفع ليست ثابتة بل تتناسب مع سرعة المكبس. كما تنعدم الغزارة خلال شوط الامتصاص.


المضخة الحجمية الدورانية: تتألف من أسطوانة تدور داخلها أسطوانة متوضعة بشكل لا مركزي، وتحتوي هذه الأسطوانة على شقوق طولية تنزلق فيها صفيحات إلى الخارج عند تعرضها للقوة النابذة عند دوران الأسطوانة (الشكل-2). تدور الأسطوانة حول محور يختلف عن محور الأسطوانة الخارجية مما يولد تغيراً في الحجم المحصور بين الصفائح. عندما يتزايد هذا الحجم يتم امتصاص السائل عبر أنبوب الامتصاص، وعندما يتناقص هذا الحجم إلى قيمته الدنيا يتم تفريغ السائل المضغوط إلى أنبوب الدفع.


تتميز المضخة بإمكانية التحكم بالغزارة المضخوخة عن طريق تغيير لا مركزية الأسطوانة مع جسم المضخة.


مضخة المسننات: تتألف من دولابين مسننين يدوران باتجاهين متعاكسين ضمن غلاف له شكل معين، وعند دوران المسننين تدفع الأسنان أمامها كمية من السائل المطلوب ضخه وتنقله من طرف امتصاص المضخة إلى طرف دفعها كما في (الشكل-3).


المضخة اللولبية: تتألف من محور مائل مثبتة على جداره صفيحة حلزونية
. عندما يدور المحور يبدأ الماء بالتسلق على جدار الحلزون. يتميز هذا النوع من المضخات بالبساطة والوثوقية وبالمقدرة على ضخ المياه المالحة المحملة بالمواد الصلبة. وغالباً ما يميل محور المضخة اللولبية عن الأفق بزاوية بنحو30 ْ.


لقد استخدمت المضخة اللولبية قديماً من قبل المصريين واليونانيين لرفع الماء من النهر إلى مستوى أعلى وكانت تدار باليد



مضخة التروس – في عام 1593 ، رسم فرنسي يدعى نيكولاس غرولييه دي سيرفيير التصاميم المبكرة لمضخة التروس. في وقت لاحق من عام 1636 ، اخترع مهندس ألماني يدعى Pappenheim مضخة التروس الدوارة المزدوجة ذات الأسنان العميقة ، والتي لا تزال تستخدم لمحركات التشحيم حتى اليوم.
مضخة الطرد المركزي – هذا هو واحد من أكثر أنواع المضخات شيوعا المستخدمة اليوم وتم اختراعهفي القرن 17 من قبل دينيس بابين ، وهو مخترع فرنسي. استخدم ريشات مستقيمة للصرف. مضخة الطرد المركزي هي مضخة مدفوعة بمحرك تسحب الماء عن طريق إنشاء قوة شفط.


مضخة سافري – في العام 1698 ، ابتكر المخترع توماس أفيري مضخة تستخدم البخار للتشغيل. ولد البخار فراغا قام بدوره بسحب الماء.


مضخة التدفق المحوري – منذ 1940s ، المضخات المحورية هي وجود مستمر في خدمات المياه. بصرف النظر عن هذا التطبيق ، يتم استخدام مضخة التدفق المحوري أيضا على نطاق واسع في القطاعين الصناعي والتجاري.
مضخة نفاثة – يشبه هذا مضخة الطرد المركزي ولكنه يستخدم بشكل أساسي لرفع المياه من الآبار العميقة.


المضخات الكهرومغناطيسية – يستخدم هذا بشكل رئيسي في التطبيقات المتقدمة مثل المفاعلات النووية. وذلك لأن المضخات الكهرومغناطيسية يمكنها التعامل مع درجات الحرارة العالية جدا. وبالتالي ، فهي مثالية للتطبيقات التي تحرك المعادن السائلة وغيرها من السوائل المواتية كهربائيا. يستخدم قوة كهرومغناطيسية لإزاحة السوائل.


مضخة غاطسة ، مضخة توربينات الآبار العميقة ، مضخة رأسية بدون ختم ، مضخة شجيرة ، مضخة تمعجية ، مضخة قياس ، مضخة محرك مغناطيسي ، مضخة مروحية ، مضخة متداولة ، مضخة غشاء مزدوجة تعمل بالهواء – هي بعض المضخات الأخرى التي تم اختراعها في 1900s.


التفاف عليه هذه مجرد مقدمة قصيرة للتاريخ الطويل للمضخات التي يعود تاريخها إلى آلاف السنين. لمعرفة كيف تطورت هذه التصاميم البدائية إلى مضخات معجزة العصر الحديث ، تحقق من قائمة منتجاتنا. ولا تنس – للعثور على أفضل المضخات المناسبة لتطبيقك المحدد ، كل ما عليك فعله هو التواصل مع خبراء المضخات لدينا هنا في Sintech ، أكبر مصنع ومورد للمضخات في الهند.