كيف تقرأ منحنى المضخة؟ هذا السؤال ضروري عند اختيار مضخةيمكن لمنحنى أداء المضخة عرض أداء المضخة بشكل شامل وبديهي.
ما هو منحنى المضخة؟
مخطط منحنى المضخة هو منحنى يمثل العلاقة بين معلمات الأداء المختلفة للمضخة، ويظهر أداء وحالة عمل مضخة المياه في ظل ظروف مختلفة.
تتضمن منحنيات أداء المضخة بشكل عام المعلمات التالية:
- TDH (الرأس الديناميكي الكلي)
- معدل التدفق
- NPSH (رأس الشفط الإيجابي الصافي)
- RPM (دورات في الدقيقة)
- أفضل نقطة كفاءة (BEP)
منحنى المضخة ليس فقط أداة مهمة لاختيار المضخة، بل هو أيضًا مرجع في أعمال الصيانة للتحقق مما إذا كانت حالة نقاط التشغيل المختلفة للمضخة تنحرف عن القيم الموصى بها بواسطة منحنى أداء المضخة.
كيف تقرأ منحنى المضخة؟ منحنى مضخة الطرد المركزي
لفهم منحنى خصائص المضخة، يجب عليك أولاً فهم معايير أدائها المختلفة. يُرجى متابعة قراءة المحتوى التالي لفهم منحنى خصائص المضخة بشكل كامل.
1. إجمالي الرأس الديناميكي
ما هو تي دي اتش في منحنى المضخة؟ ببساطة، نستخدم عادةً المحور الصادي لمنحنى المضخة لتمثيل TDH. إجمالي الضغط الديناميكي للمضخة هو مجموع الرفع الساكن، وضغط الضغط، وقوة الضغط، وفقدان الاحتكاك، وعوامل أخرى للمضخة. يمكن فهمه على أنه الارتفاع الذي تستطيع المضخة رفع السائل إليه بعد مراعاة العوامل المذكورة أعلاه. يُعبَّر عنه عادةً بالأمتار أو البوصات.
كيفية حساب إجمالي الرأس الديناميكي؟
TDH = الرفع الثابت + رأس الضغط + رأس السرعة + فقدان الاحتكاك
- الرفع الثابت: يشير الرفع الثابت إلى الفرق في الارتفاع بين منفذ شفط المضخة وسطح السائل عندما تكون المضخة ثابتة.
- رأس الضغط: هو الضغط الساكن الذي يوفره السائل، أي أنه يُشير إلى الرأس الناتج عن ضغط السائل في خط الأنابيب. تتولد رؤوس ضغط مختلفة عند طرفي السحب والتفريغ للمضخة. كلما زاد ضغط السائل، زاد رأس الضغط.
- رأس السرعة: هو الارتفاع الذي ترفعه الطاقة الحركية للسائل أثناء جريانه. كلما زادت سرعة السائل، زاد رأس السرعة.
- فقدان الاحتكاك: فقدان الاحتكاك هو فقدان الطاقة الناتج في المرافق والصمامات والأنابيب في خط الأنابيب عندما تقوم المضخة بنقل السوائل.
صيغة الرأس الديناميكي الكلي
TDH=H ثابت + ح ضغط + ح سرعة + ح احتكاك
تعرّف على المزيد: ما هو رأس المضخة؟ الحساب، الصيغة، ومنحنيات الأداء
2. معدل التدفق
يمثل المحور X لمنحنى أداء المضخة معدل التدفق، والذي يُعرّف بأنه حجم السائل الذي تستطيع المضخة ضخه في وحدة الزمن. ويُعبّر عنه عادةً بالمتر المكعب في الساعة (م³/ساعة) أو باللتر في الثانية (لتر/ثانية).
3. أفضل نقطة كفاءة
تتمتع المضخة بأعلى كفاءة وأقل تآكل في حالة التشغيل هذه.
4. دورة في الدقيقة
لسرعة المضخة تأثير كبير على ضغط الماء ومعدل التدفق أثناء التشغيل الفعلي. يجب مراعاة السرعة عند أفضل نقطة كفاءة عند اختيار المضخة.
5. ان بي اس اتش
يُعدّ رأس الشفط الإيجابي الصافي مؤشرًا مهمًا لمنع التجويف أثناء تشغيل المضخة. يحتوي رأس الشفط الإيجابي الصافي على معاملين.
- إن بي إس إتش أ:NPSH المطلوبة للمضخة في التشغيل الفعلي.
- إن بي إس إتش ر:الحد الأدنى من NPSH المطلوب لتشغيل المضخة.
عند تصميم حل توصيل المضخة، NPSH أ > إن بي إس إتش ر يجب التأكد من وجود ضغط كافٍ عند نهاية شفط المضخة لمنع حدوث التجويف في المضخة.
على الرغم من أن منحنيات المضخة التي يوفرها كل منها شركة تصنيع المضخات ليست متطابقة تمامًا، إذا تمكنت من فهم معنى المعلمات المختلفة في منحنى أداء المضخة، فيمكنك إجراء اختيار بسيط للمضخة بناءً على منحنيات المضخة التي يوفرها المصنع.
إذا كنت تريد اختيار مضخة بسيطة، يرجى القراءة أدناه وسأشرح لك خطوة بخطوة كيفية اختيار مضخة بناءً على مخطط منحنى المضخة.
تعرّف على المزيد: ما هو تجويف المضخة؟ نصائح لاكتشافه والوقاية منه
كيفية اختيار مضخة من المنحنى؟
اختيار المضخة الرئيسية في 4 خطوات بسيطة!
دعونا نلقي نظرة على منحنيات أداء مضخة الطرد المركزي، على سبيل المثال، M150 مضخة الملاط KSH.
1. حدد احتياجاتك وتوجهاتك
كما ذكر أعلاه، يمثل المحور Y في رسم منحنى المضخة الرأس ويمثل المحور X معدل التدفق.
على سبيل المثال، إذا كنت تشترط أن يكون الرأس 50 مترًا والتدفق 600 مترًا مكعبًا/ساعة، فأنت بحاجة إلى العثور على نقطة التقاطع حيث يكون المحور X هو 50 والمحور Y هو 600 في منحنى المضخة.
2. تحديد كفاءة المضخة
يتم تمثيل الكفاءة في منحنى أداء المضخة بمنحنى تصاعدي، ويتم التعبير عن الكفاءة بـ %.
على سبيل المثال، وفقًا لاحتياجاتك، يكون تقاطع الضغط والتدفق هو النقطة A. وكما هو موضح في الشكل، تقع النقطة A بالقرب من نطاق كفاءة 52%، مما يجعلها خيارًا مثاليًا. ضمن هذا النطاق، تتمتع المضخة بأعلى كفاءة وتكاليف تشغيل منخفضة نسبيًا.
3. تحديد السرعة
في الرسم البياني لأداء المضخة، السرعة هي المنحنى الهابط.
يمكننا أن نرى بوضوح أن النقطة A تقع بالقرب من منحنى السرعة 1140 دورة/دقيقة. في هذه الحالة، يُعد 1140 دورة/دقيقة خيارًا مثاليًا.
4. تحديد NPSH
يُعدّ معامل NPSH معيارًا مهمًا عند اختيار المضخة، إذ يُساعد على منع حدوث التجويف فيها.
كيفية قراءة NPSH على منحنى المضخة؟
على الرسم البياني للمضخة، NPSH هو الخط المتقطع العمودي على المحور X.
يمكننا أن نرى أن المواضع المختلفة لها قيم NPSH مختلفة. في المحتوى أعلاه، ذكرنا أن NPSH يتضمن NPSH أ (NPSH مطلوب فعليًا أثناء التشغيل) وNPSH ر (الحد الأدنى من NPSH المطلوب للتشغيل). يرجى ملاحظة أن NPSH أ > إن بي إس إتش ر يجب التأكد من عدم حدوث تجويف في المضخة.
لقد حددنا موقع النقطة A، ويمكننا أن نرى أن النقطة A تقع بالقرب من نطاق NPSH ر من 8 أمتار. لذا يمكننا تحديد أنه عند تصميم نظام توصيل المضخة، يجب علينا التأكد من أن NPSH أ >8م لمنع التجويف بشكل أفضل.
تأثير الجاذبية النوعية واللزوجة على أداء المضخات
1. كيف يتغير منحنى المضخة مع الجاذبية النوعية؟
تؤثر الكثافة النوعية للسائل على قدرة المضخة. كلما زادت الكثافة النوعية، زادت الطاقة التي تستهلكها المضخة.
وفقًا للعلاقة بين الكثافة النوعية للسائل وكثافته، كلما زادت الكثافة، زادت مقاومة نظام المضخة لنقله، ما يتطلب طاقة أكبر.
عندما تقوم المضخة بتوصيل سائل ذو كثافة نوعية أكبر من المتوقع، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة للمضخة، مما يجعل تدفق المضخة غير مستقر، ويسرع التآكل، ويقلل من كفاءة وعمر خدمة نظام المضخة.
2. تأثير اللزوجة على أداء المضخة
يؤثر تغير لزوجة السائل على قوة المضخة ومعدل تدفقها وضغطها. فعندما تزداد لزوجة السائل، ينخفض معدل التدفق، وتزداد قوتها وضغطها.
عندما تزداد لزوجة السائل الذي تنقله المضخة، تزداد مقاومة تدفقه في خط الأنابيب، مما يؤدي إلى انخفاض سيولته، وبالتالي انخفاض معدل التدفق. وللحفاظ على معدل التدفق نفسه، يحتاج نظام المضخة إلى زيادة طاقته، مما يؤدي إلى استهلاكها المزيد من الطاقة.
عندما تزداد لزوجة السائل، تزداد مقاومة تدفقه في خط الأنابيب. وللتغلب على هذه المقاومة، يتطلب نظام المضخة قوة (رأس) أكبر لنقل السائل، مما يؤدي إلى زيادة رأس المضخة.
لذا يمكننا أن نستنتج أنه عندما تزيد لزوجة السائل، تحتاج المضخة إلى المزيد من الطاقة لنقل السائل، مما يؤدي إلى انخفاض معدل التدفق، وزيادة قوة المضخة، وانخفاض كفاءة المضخة.
الأسئلة الشائعة حول Pump Curve
منحنى مضخة الإزاحة الإيجابية
تعتمد مضخات الإزاحة الإيجابية على التغييرات الدورية في الحجم داخل المضخة لتوصيل السوائل، لذلك في منحنى مضخة الإزاحة الإيجابية، لا يتغير معدل التدفق مع الضغط.
في الرسم البياني لمضخة الإزاحة الإيجابية، يكون منحنى التدفق مقابل الضغط أفقيًا تقريبًا.
منحنى طاقة المضخة مقابل معدل التدفق
تزداد قوة المضخة بشكل كبير مع زيادة معدل التدفق.
عندما يزداد معدل التدفق، سينتج السائل مقاومة أكبر في الأنبوب، وستحتاج المضخة إلى زيادة المزيد من الطاقة لدفع السائل.
كيف يؤثر محرك التردد المتغير على منحنى المضخة؟
يمكن لنظام VFD ضبط سرعة المحرك وفقًا لتغيرات الحمل في نظام المضخة، وبالتالي تغيير سرعة المضخة.
من خلال ضبط سرعة المضخة من خلال نظام VFD، يمكن التحكم بدقة في تدفق نظام المضخة ورأسه، ويمكن توفير الطاقة، ويمكن تقليل الخسائر غير الضرورية، ويمكن للمضخة دائمًا الحفاظ على التشغيل عالي الكفاءة، ويمكن تمديد عمر خدمة المضخة، ويمكن تقليل تكاليف الصيانة.
منحنى مقاومة نظام المضخة
يُظهر منحنى مقاومة نظام المضخة التغيرات في المقاومة ومعدل التدفق التي يحتاج نظام المضخة بأكمله إلى التغلب عليها لدفع السائل. تشمل هذه المقاومات احتكاك الأنابيب، وفقدان الانحناء، وفقدان الصمام، وغيرها.
في منحنى مقاومة نظام المضخة، يتناقص منحنى المضخة تدريجيًا مع زيادة معدل التدفق، ويزداد منحنى نظام المضخة تدريجيًا مع زيادة معدل التدفق. نقطة تقاطع هذين المنحنيين هي نقطة عمل نظام المضخة. في هذه الحالة، يتوازن ضغط المضخة ومقاومتها، وهي نقطة العمل المثلى لنظام المضخة.
