كيفية حساب ارتفاع تثبيت المضخة المبطنة؟

كمورد محنك للمضخات المبطنة ، أفهم أهمية حساب ارتفاع تركيب مضخة مبطنة بدقة. يعد هذا الحساب أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الفعال والموثوق للمضخة ، والذي بدوره يؤثر على الأداء الكلي للنظام بأكمله. في منشور المدونة هذا ، سأشارك بعض الأفكار حول كيفية حساب ارتفاع التثبيت لمضخة مبطنة.

فهم أساسيات المضخات المبطنة

قبل الخوض في حساب ارتفاع التثبيت ، من الضروري أن يكون لديك فهم أساسي للمضخات المبطنة. تم تصميم المضخات المبطنة للتعامل مع سوائل التآكل والخشط. عادة ما تكون مبطنة بمواد مثل PTFE (polytetrafluoroethylene) أو PFA (pherluoroalkoxy alkane) لحماية المكونات الداخلية للمضخة من الآثار الضارة للسوائل.

على سبيل المثال ، لدينامضخة الطرد المركزي المبطن PTFE PFAهو اختيار شائع للعديد من التطبيقات الصناعية. فهو يجمع بين المقاومة الكيميائية الممتازة لـ PTFE و PFA مع قدرات الضخ الفعالة لمضخة الطرد المركزي ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من السوائل المسببة للتآكل.

العوامل التي تؤثر على ارتفاع تركيب المضخة المبطنة

يجب مراعاة عدة عوامل عند حساب ارتفاع تركيب المضخة المبطنة. تتضمن هذه العوامل متطلبات NPSH (صافي رأس الشفط الإيجابي) ، وخصائص السوائل ، وفرق الارتفاع بين المضخة ومصدر السائل ، وخسائر الاحتكاك في أنابيب الشفط.

متطلبات NPSH

NPSH هو الحد الأدنى للضغط المطلوب في مدخل شفط المضخة لمنع التجويف. يحدث التجويف عندما ينخفض ​​الضغط عند مدخل الشفط أسفل ضغط البخار للسائل ، مما يسبب تكوين فقاعات البخار. يمكن أن تنهار هذه الفقاعات بعنف ، مما يؤدي إلى تلف المكره في المضخة والمكونات الداخلية الأخرى.

كل مضخة لديها متطلبات NPSH محددة ، والتي عادة ما يتم توفيرها من قبل الشركة المصنعة للمضخة. من المهم التأكد من أن NPSH المتاح في موقع تثبيت المضخة أكبر من NPSH المطلوب للمضخة.

خصائص السوائل

يمكن أن تؤثر خصائص السائل التي يتم ضخها ، مثل كثافته ولزوجتها وضغط البخار ، أيضًا على ارتفاع تركيب المضخة. على سبيل المثال ، سيتطلب السائل الذي يعاني من ضغط البخار العالي NPSH أعلى ، مما قد يحد من ارتفاع التثبيت المسموح به للمضخة.

ملكناارتفاع الضغط في Teflon المغناطيسي المضخة الكيميائيةتم تصميمه للتعامل مع مجموعة متنوعة من السوائل الكيميائية ذات الخصائص المختلفة. يوفر طلاء Teflon مقاومة كيميائية ممتازة ، في حين أن المحرك المغناطيسي يلغي الحاجة إلى ختم ميكانيكي ، مما يقلل من خطر التسرب.

فرق الارتفاع

يعد فرق الارتفاع بين المضخة ومصدر السائل عاملًا مهمًا آخر. إذا تم تثبيت المضخة فوق مصدر السوائل ، فيجب رفع السائل إلى مدخل شفط المضخة ، والذي يتطلب طاقة إضافية. يُعرف هذا المتطلبات الإضافية للطاقة باسم الرأس الثابت.

من ناحية أخرى ، إذا تم تثبيت المضخة أسفل مصدر السائل ، يمكن للسائل أن يتدفق إلى مدخل شفط المضخة عن طريق الجاذبية ، مما قد يقلل من NPSH المطلوب ويزيد من ارتفاع التثبيت المسموح به.

خسائر الاحتكاك في أنابيب الشفط

يمكن أن تقلل خسائر الاحتكاك في أنابيب الشفط من NPSH المتاحة في مدخل شفط المضخة. هذه الخسائر ناتجة عن مقاومة السائل للتدفق من خلال الأنابيب والتجهيزات. تعتمد خسائر الاحتكاك على قطر الأنابيب والطول والخشونة ومعدل التدفق للسائل.

حساب ارتفاع تركيب مضخة مبطنة

يتضمن حساب ارتفاع تثبيت المضخة المبطنة عدة خطوات. فيما يلي إجراء عام لحساب ارتفاع التثبيت:

الخطوة 1: تحديد متطلبات NPSH الخاصة بالمضخة

ارجع إلى وثائق الشركة المصنعة للمضخة للحصول على NPSH المطلوبة للمضخة. عادة ما يتم تقديم هذه القيمة في متر من عمود السوائل.

الخطوة 2: حساب NPSH المتاحة

يمكن حساب NPSH المتاح باستخدام الصيغة التالية:

[npsh_ {Available} = p_ {atm}/(\ rho g)+h_ {s} -h_ {f} -p_ {v}/(\ rho g)]

أين:

• (p_ {atm}) هو الضغط الجوي (PA)
• (\ rho) هي كثافة السوائل ((kg/m^{3})))
• (ز) هو التسارع بسبب الجاذبية ((m/s^{2}))
• (H_ {S}) هو الرأس الثابت (M)
• (H_ {F}) هي فقدان الاحتكاك في أنابيب الشفط (M)
• (P_ {V}) هو ضغط البخار للسائل (PA)

الخطوة 3: تأكد من أن NPSH المتاح أكبر من NPSH المطلوب

لمنع التجويف ، يجب أن يكون NPSH المتاح أكبر من NPSH المطلوب للمضخة. إذا كان NPSH المتاح أقل من NPSH المطلوب ، فقد يلزم تعديل ارتفاع التثبيت للمضخة ، أو قد يلزم تعديل أنابيب الشفط لتقليل خسائر الاحتكاك.

الخطوة 4: حساب الحد الأقصى المسموح به ارتفاع التثبيت

بمجرد تحديد NPSH المتاح ، يمكن حساب الحد الأقصى لارتفاع التثبيت المسموح به. إذا تم تثبيت المضخة فوق مصدر السوائل ، فيمكن حساب الحد الأقصى لارتفاع التثبيت المسموح به ((H_ {max})) باستخدام الصيغة التالية:

[H_ {max} = (npsh_ {Available} -npsh_ {required})+(p_ {atm} -p_ {v})/(\ rho g) -h_ {f}]

إذا تم تثبيت المضخة أسفل مصدر السوائل ، فيمكن حساب الحد الأقصى لعمق التثبيت المسموح به باستخدام صيغة مماثلة ، مع مراعاة الرأس الثابت الإيجابي الذي يوفره فرق الارتفاع.

مثال الحساب

دعونا نفكر في مثال لتوضيح حساب ارتفاع تثبيت المضخة المبطنة. لنفترض أن لدينا أمضخة النقل الكيميائي لـ حمض الكبريتيك حمض الهيدروكلوريكمع NPSH المطلوب من 3 أمتار. السائل الذي يتم ضخه هو حمض الكبريتيك بكثافة 1840 (كجم/م^{3}) وضغط بخار 2000 باسكال في درجة حرارة التشغيل. الضغط الجوي هو 101325 باسكال ، ويقدر فقدان الاحتكاك في أنابيب الشفط بـ 1 متر.

أولاً ، نحسب NPSH المتاحة. على افتراض أن المضخة مثبتة في نفس الارتفاع مثل مصدر السائل ((H_ {s} = 0)) ، لدينا:

[npsh_ {Available} = p_ {atm}/(\ rho g) -h_ {f} -p_ {v}/(\ rho g)]

[NPSH_ {Available} = 101325/(1840 \ Times9.81) -1 - 2000/(1840 \ Times9.81)]

[NPSH_ {Available} \ approx5.6 - 1- 0.11 \ approx4.49 \ m]

نظرًا لأن NPSH (4.49 م) متاح أكبر من NPSH (3 م) المطلوب ، يمكن للمضخة أن تعمل دون تجويف.

الحد الأقصى لارتفاع التثبيت المسموح به فوق مصدر السوائل هو:

[H_ {max} = (npsh_ {Available} -npsh_ {required})+(p_ {atm} -p_ {v})/(\ rho g) -h_ {f}]

[H_ {max} = (4.49 - 3)+(101325 - 2000)/(1840 \ Times9.81) -1]

[H_ {max} = 1.49+5.49 - 1 \ apperx5.98 \ m]

خاتمة

يعد حساب ارتفاع تثبيت المضخة المبطنة خطوة حاسمة في ضمان التشغيل المناسب للمضخة. من خلال النظر في متطلبات NPSH للمضخة ، وخصائص السوائل ، وفرق الارتفاع ، وخسائر الاحتكاك في أنابيب الشفط ، يمكن إجراء حساب دقيق.

إذا كنت في السوق للحصول على مضخة مبطنة أو تحتاج إلى مساعدة في حساب ارتفاع التثبيت ، فلا تتردد في الاتصال بنا. فريق الخبراء لدينا مستعد لتزويدك بأفضل الحلول لاحتياجات الضخ الخاصة بك.

مراجع

• كتيب المضخة ، Karassik et al.
• ميكانيكا السوائل الهندسية الكيميائية ، رون داربي