تصميمات مضخات مبتكرة للتخفيف من التجويف
إن التصميمات المبتكرة للمضخات هي وسيلة أخرى فعالة للتخفيف من مشكلة التجويف وتحسين أداء المضخة. غالبًا ما تكافح التصميمات التقليدية للمضخات للتعامل مع السرعات العالية والضغوط المنخفضة التي تؤدي إلى التجويف. ومع ذلك، من خلال إعادة التفكير في الطريقة التي يتم بها تصميم المضخات، يمكن للمهندسين ابتكار حلول تقلل من خطر التجويف وتعزز الكفاءة الإجمالية.
ومن بين هذه الابتكارات استخدام مراوح الحث، التي صُممت لزيادة ضغط السائل قبل وصوله إلى المروحية الرئيسية. ويساعد هذا في منع تكوّن فقاعات البخار ويقلل من خطر التجويف. وتُعد مراوح الحث فعالة بشكل خاص في المضخات عالية السرعة، مثل تلك المستخدمة في صناعة الطيران والفضاء. على سبيل المثال، غالبًا ما تستخدم مضخات وقود الصواريخ مراوح الحث لضمان التشغيل الموثوق به في ظل الظروف القاسية.
هناك نهج تصميمي مبتكر آخر يتمثل في استخدام مراوح شفط مزدوجة تسمح للسائل بالدخول إلى المراوح من كلا الجانبين. ويعمل هذا التصميم على تقليل سرعة السائل أثناء دخوله إلى المراوح، وبالتالي تقليل خطر التجويف. وتُستخدم مراوح الشفط المزدوجة بشكل شائع في محطات معالجة المياه واسعة النطاق، حيث تساعد في الحفاظ على الأداء الثابت حتى في ظل ظروف التدفق المتغيرة.
في عام 2025، من المتوقع أن تشهد صناعة المضخات زيادة في اعتماد ديناميكيات الموائع الحسابية (العقود مقابل الفروقات) في عملية التصميم. تسمح ديناميكيات الموائع الحسابية للمهندسين بمحاكاة تدفق السائل عبر المضخة وتحديد نقاط التجويف المحتملة قبل بناء المضخة. وهذا يمكّن الشركات المصنعة من تحسين تصميماتها وتقليل مخاطر الأعطال المرتبطة بالتجويف. على سبيل المثال، في صناعة السيارات، تم استخدام ديناميكيات الموائع الحسابية لتصميم مضخات الوقود التي تعمل بكفاءة بسرعات عالية دون التعرض للتجويف.
كما تعمل الاتجاهات العالمية على دفع تبني تصميمات المضخات المبتكرة. ففي أوروبا، يؤدي الدفع نحو كفاءة الطاقة إلى تطوير مضخات ذات استهلاك أقل للطاقة ومقاومة أفضل للتجويف. وفي الوقت نفسه، في الشرق الأوسط، يدفع الطلب المتزايد على محطات تحلية المياه الحاجة إلى مضخات قادرة على التعامل مع المياه عالية الملوحة دون التعرض للتجويف.
وفي الختام، تعد التصميمات المبتكرة للمضخات أداة قوية للتخفيف من التجويف وتحسين أداء المضخة. ومن خلال الاستفادة من تقنيات التصميم المتقدمة والبقاء في طليعة الاتجاهات العالمية، يمكن للمصنعين تطوير مضخات تلبي متطلبات بيئة السوق في عام 2025.
