17/03/2021
إعجاب ومتابعة للصفحة لضمان وصول منشورتها إليك☝️☝️☝️
إستكمالا للدرس السابق وهو طريقة حساب المضخات بداية لابد من معرفة سلوك الطلمبة الطاردة المركزية عند إستخدامها للضخ فى أى نظام SYSTEM يجب أولاً أن تكون على علم كامل بالمواصفات العامة والفنية لها من خلال منحنيات الأداء الخاصة بها.
ما هى منحـنيات الأداء؟ مرفق صور توضيحية يجب عليك مطابقتها مع كل بند من البنود الأتى ذكرها بعد
تقوم الشركات المنتجة للطلمبات بإجراء إختبارات فعلية على طلمبة ما Pump Testing تحصل من خلالها على مجموعة منحنيات تعبر عن تغيّر كل من معدل ضخ السائل (Q) والضاغط المانومترى (H) والقدرة (P) والكفاءة (η) وذلك عند سرعة دوران معينة.
ويتم وضع نتائج الإختبار فى صورة منحنيات تُعطى فى كتالوج الطلمبة وتسمى منحنيات خواص الطلمبة Characteristic Curve
أو منحنيات أداء الطلمبة Performance Curve
كيف يتم إجـراء تلك الإخـتبارات؟
يتم الإخـتبار عند سـرعة دوران معـينة (N) تقـاس بواسـطة التاكـوميتر Tachometer وتُجرى القياسات الآتية
-قياس التصرف(Q)بواسطة أى من أجهزة قياس السريان Flow Meters أو عدادات فرق الضغط قبل وبعد فتحة القياس.
-قياس الضاغط(H)بواسطة مانومتر ويتم تسجيل قراءة عداد الضغط قبل وبعد الطلمبة.
-قياس قدرة العمود(P)بواسطة الديناموميترDynamometer
أو بإستخدام محرك كهربائى تم معايرته وقياس قدرته الكهربائية المستهلكة بالكيلوواط يتم تكرار التجـربة بتغـيير معدل التصرف(Q)مرات عديدة بواسطة التحكم فى فتح محبس الطرد Delivery Valve وتدوَّن القراءات فى كل حالة فى جدول أو فى منحنى بيانى .
شـرح منحنى أداء خاص بشركة الوايلر فريد للطلمبات وهى أحد الشركات المصنعة والمنتجة لإنواع المضخات والطلمبات :
(1)هو مسمى طراز الطلمبة الخاص بالشركة المصنعة ويختلف هذا المسمى من شركة لأخرى.
(2)هى سرعة الدوران N (لفة/د المبنى عليها نتائج منحنى الأداء وهى سرعة المحرك المطلوب لتحقيق هذه النتائج (المواصفات الفنية) وإذا تم تركيب محرك ذات سرعة مختلفة عن المذكورة لهذه الطلمبة سوف تختلف كل نتائج المنحنى وبالتالى يختلف سلوك الطلمبة عن الموضح بالشكل المرفق بالصورة .
(3)هو منحنى التصرف Q (مترمكعب/ساعة)ممثلاً على المحور الأفقى ونلاحظ أنه يبدأ بـصفر ويتدرج حتى ينتهى بأقصى قيمة لتصرف هذه الطلمبة ويتم التحكم عملياً فى معدل التصرف الخارج من الطلمبة عن طريق محبس الطرد فعندما يكون التصرف = صفر يدل ذلك على أن محبس الطرد مغلق تماماً وبالتالى يفتح المحبس تدريجياً نحصل على قيم مختلفة من معدلات التصرف حتى نقف عند المعدل المطلوب ضخه من الطلمبة.
(4) هو منحنى الضاغط Hمتر ممثلاً على المحور الرأسى ويقل الضاغط المانومترى بزيادة التصرف ويسمى الضاغط الذى يقابل تصرف مقداره صفر بضاغط الإيقاف Shut off Head .
(5)هى نقطة أقصى كفاءة للطلمبة Maximum efficiency
وهى نقطة تصميم الطلمبة Design Point وتقل الكفاءة إذا إبتعدنا عن هذه النقطة.
(6)هى منحنيات تعبر عن الكفاءة η عند نقاط التشغيل المختلفة والكفاءة هى النسبة بين ما حمِله السائل من قدرة بواسطة الطلمبة إلى القدرة الفرملية المطلوبة من محرك الطلمبة.
(7)هى منحنيات تمثل القطر الخارجى للمروحة(D) التى يتم تركيبها داخل غلاف الطلمبة ويُحدَّد قطر المروحة حسب نقطة التشغيل المطلوبة.
(8)هى منحنيات القدرة (P) التى توضح القدرة المطلوبة لإدارة الطلمبة عند نقطة التشغيل المطلوبة ونلاحظ أن القدرة أقل ما يمكن عند التصرف صفر أى أن عندما يكون محبس الطرد مغلق بالكامل وتزداد بزيادة التصرف إلى حد أقصى معين .
(9)هو منحنى صافى خط السحب الموجب NPSH والذى يعطى دلالة لعمق السحب المطلوب لتشغيل الطلمبة.
إذن كـيف تخـتار الطلمبة المناسبة من خلال منحـنيات الأداء ؟
وكيف تخـتار المحـرك اللازم لإدارتها ؟
نقوم بشرح مثال على نفس منحنى الأداء السابق
بدايةً يتم إختيار الطلمبة بمعلومية التصرف (Q) والضاغط (H)فإذا كان لديك على سبيل المثال نظام SYSTEM يحـتاج تصرف=95(مترمكعب/ساعة) ضاغط = 12متر .
نذهب إلى الشركة المصنعة للطلمبة ونبحث فى موقعها الإلكترونى عن منحنيات الأداء الخاصة بالطلمبات التى تقوم بإنتاجها بمعلومية التصرف والضاغط لإيجاد الطلمبة المناسبة لتلك المواصفات المطلوبة لنجد منحنى دائها كالتالى :
أولاً : من منحنى التصرف والضاغط نبدأ بإختيار التصرف 95 (مترمكعب/ساعة) يقابله ضاغط 12متر فيتقابلان فى النقطة (A) وهى نقطة تشغيل الطلمبة Operating Point
وهذه النقطة عليها عدة ملاحظات :
-وقعت النقطة على منحنى ذات قطر المروحة 210مم أى أنة يتم تركيب مروحة ذات قطر خارجى 220مم لتحقيق نقطة التشغيل المطلوبة
و أوضح أن هذا أقصى قطر خارجى يمكن تركيبه داخل غلاف الطلمبة أما أصغر قطر يمكن تركيبه هو 170مم كما هو موجود على منحنيات قطر المروحة.
نستنتج من ذلك أنه يمكن تركيب عدد لا نهائى من أقطار المراوح داخل الطلمبة حسب نقطة التشغيل بشرط ألا تتجاوز أقصى وأقل قيمة لأقطار المراوح المتاحة على المنحنى والمنحنيان الموجودان ذات قطر 200مم و 185مم هى منحنيات إسترشادية لتسهيل حساب قطر المروحة إذا وقعت نقطة التشغيل ما بين أحد منهم .
-كفاءة الطلمبة عند هذه النقطة 72% واضح أن نقطة التشغيل لا تقع تماماً عند نقطة أقصى كفاءة وهى 73% بل تقع عند نقطة قريبة منها مما يدل على أننا فى بعض الأحيان لا يمكننا تشغيل الطلمبة عند نقطة أقصى كفاءة وذلك حسب الطلمبات المتوافرة فى الأسواق وأيضاً حسب نقطة التشغيل المطلوبة للنظام الموجود.
ثانياً :
بالنزول على منحنى القدرة المطلوبة (KW) لمروحة قطرها 210مم
نجد أن القدرة تساوى 4.3 كيلواط وعند إختيار المحرك المطلوب فإن قدرته= 4,3 × 1,36 × 1,25 = 7,3 حصان أى أن محرك كهربائى قدرته 7,5 حصان سرعته 1450 لفة/دقيقة إلى حصان 1,25 هى زيادة 25% معامل أمان للمحرك
ثالثاً :
بالنزول على منحنى NPSH لمروحة قطرها 210مم
نجد أن قيمة صافى الضغط الموجب للسحب= 3,2م فماذا يعنى ذلك؟
الإجابة
تستطيع الطمبة أن تسحب من عمق حتى 6.8 متر(10-3.2) يتم طرح قيمة NPSH من قيمة الضغط الجوى لمعرفة عمق السحب للطلمبة (المسافة الرأسية بين سطح المياه وبين الطلمبة) وبالطبع كلما قل عمق السحب عن (6,8 متر) كلما كان أفضل للتشغيل.
هنا ممكن نسأل سـؤال مهم هل يمكـن الحـصول على تصـرف أكـبر وضاغـط أكـبر من نفـس الطلمبة المستخـدمة ؟
الإجــابة فى الصورة التالية لنفس الطلمبة السابقة عند سرعة دوران مختلفة نجد تشغيل الطلمبة على سرعة 2900لفة/د بدلاً من 1450لفة/د
أى إن جميع بيانات المنحنى قد تغيرت سواء كان معدل التصرف و الضاغط المانومترى أو القدرة أو صافى خط السحب الموجب وإذا كنت قوى الملاحظة سوف تجد أنه :
تزداد قيم معدل التصرف والضاغط والقدرة بزيادة سرعة الدوران.
نتيجة زيادة القوة الطاردة المركزية بزيادة السرعة أما تأثير السرعة على كفاءة الطلمبة فإنه يكون طفيفاً.
وتبعاً لقوانين الطلمبات النظرية نجد أن :
يجب دائماً إستخدام الطلمبة بحيث تكون نقطة التشغيلFlow Rate لا تزيد عن120% من التصرف عند أعلى كفاءة لتجنب حدوث ظاهرة التكهف Cavitation ولا تقل عن 60% من التصرف عند أعلى كفاءة لتجنب حدوث إهتزازات Vibration والموصى به عند التشغيل ± 15% من أعلى كفاءة.
فى بداية تشغيل الطلمبة الطاردة المركزية يكون محبس الطرد مغلق تماماً وتدار الطلمبة فتكون القدرة المطلوبة في البداية صفر عند تصرف صفر كما تم توضيحه بمنحنى الأداء ثم يفتح صمام الطرد تدريجياً حتى الحصول على التصرف المطلوب ولكن ما السبب ؟؟
علمياً فى بداية تشغيل المحرك الكهربائى Starting يقوم المحرك بسحب حوالى ثلاثة أضعاف الأمبير المطلوب منه للتشغيل ولذلك نراعى عند بدء التشغيل يكون منحنى القدرة عند أقل قيمة له والتى تتحقق عند أقل قيمة للتصرف (محبس الطرد مغلق) وذلك للحماية من حمل أمبير البدء وتجنب حدوث Over Load على المحرك .
