مبدأ عمل المضخات الطاردة المركزية
تُستخدم مضخات الطرد المركزي على نطاق واسع في الصناعات والمنازل وأنظمة الري، نظرًا لبساطتها وكفاءتها وموثوقيتها. تُحوّل هذه الأجهزة الطاقة الحركية الدورانية إلى طاقة هيدروديناميكية لتحريك السوائل. تستكشف هذه المقالة المبادئ الأساسية لتشغيلها.
المكونات الأساسية لمضخة الطرد المركزي
المكره: قلب النظام، هذا المكون الدوار يحتوي على ريش منحنية تنقل الطاقة الحركية إلى السائل.
الغلاف (اللولب): عبارة عن غرفة حلزونية الشكل تحيط بالمكره والتي تعمل على تحويل رأس السرعة إلى رأس الضغط.
العمود والمحامل: يدعم دوران المكره مع الحفاظ على المحاذاة.
آلية الختم: تمنع التسرب بين العمود والغلاف (على سبيل المثال، الأختام الميكانيكية أو غدد التعبئة).
عملية التشغيل خطوة بخطوة
تناول السوائل:
عند تشغيل المضخة، يبدأ الدافع بالدوران بسرعة. يدخل السائل عبر مدخل الشفط، الموجود عادةً في مركز (عين) الدافع.تطبيق القوة الطاردة المركزية:
مع دوران المكره، تدفع قوة الطرد المركزي السائل للخارج شعاعيًا عبر الريش. يُنشئ هذا الإجراء منطقة ضغط منخفض عند مدخل المضخة، مما يُمكّن من الشفط المستمر.تحويل الطاقة:
يكتسب السائل طاقة حركية (سرعة) أثناء تحركه نحو الخارج. عند وصوله إلى الغلاف الحلزوني، يتباطأ السائل عالي السرعة بسبب ازدياد مساحة المقطع العرضي. هذا التباطؤ يُحوّل الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط.تسريح:
يخرج السائل المضغوط من خلال منفذ المخرج، جاهزًا للتوزيع عبر خطوط الأنابيب أو الأنظمة.
مبادئ العمل الرئيسية
معادلة برنولي: تحكم العلاقة بين الضغط والسرعة والارتفاع أثناء تحويل الطاقة.
حفظ الزخم الزاوي: يوضح كيف يؤدي دوران المكره إلى تسريع جزيئات السائل إلى الخارج.
آلية القوة الطاردة المركزية: مسؤولة عن إزاحة كتلة السائل شعاعيًا.
المزايا مقارنة بمضخات الإزاحة الإيجابية
خرج التدفق المستمر
القدرة على التحضير الذاتي (مع التصميم المناسب)
متطلبات صيانة أقل
القدرة على التعامل مع كميات كبيرة تحت ضغوط معتدلة
التطبيقات
تخدم المضخات الطاردة المركزية قطاعات متنوعة بما في ذلك:
أنظمة إمدادات المياه البلدية
مصانع المعالجة الكيميائية
دورة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
الري الزراعي
تكرير البترول
اعتبارات الأداء
تعتمد الكفاءة على عوامل مثل:
تصميم المكره (مفتوح مقابل مغلق)
سرعة التشغيل (دورة في الدقيقة)
لزوجة السوائل
تكوين أنابيب النظام
إن الصيانة الدورية للأختام والمحامل أمر بالغ الأهمية لمنع التجويف - وهي ظاهرة تتشكل فيها فقاعات البخار بسبب ضغط المدخل غير الكافي، مما يتسبب في حدوث أضرار داخلية.
