أنواع المضخات تقسم المضخات اولا علي أساس أنها طريقة أو وسيلة لاضافة طاقة الى المائع، وتقسيم كل المضخات الى قسمان رئيسيان هما: المضخات الروتوديناميكية الدواره. المضخات الايجابية

1 – المضخات الروتوديناميكية الدواره Rotodynamic pumps : تضيف الطاقة باستمرار لتتحول الطاقة المضافة الى سرعة ثم تتحول الى طاقة ضغط، تستخدم في نظم الرى والصرف ومنها المضخات الطاردة المركزية. يتحكم في التصرف عن طريق صمام الطرد مباشرة. تستعمل في حالة المياه غير العميقة أو القريبة من السطح.

2 – المضخات الازاحية الايجابية Displacement pumps تضيف الطاقة دوريا وتتحول الى طاقة ضغط مباشرة، لها سعة محدودة، تستخدم في حقن الكيماويات خلال نظم الرى الحديثة حيث تعطى ضغوطا عالية وبتصرفات صغيرة، يتناسب التصرف طرديا مع السرعة الدورانية لها، يتم التحكم في التصرف عن طريق دائرة رجوع وليس عن طريق صمام الطرد.

المضخات الروتوديناميكية الدواره أنواع المضخات مكبس Piston مكبس Plunger المضخات الايجابية ترددية غشاء Diaphragm دوارة مروحية ذات ريش مكبسية أنواع المضخات حلزونية ترسية نصف قطرية المضخات الروتوديناميكية الدواره مختلطة طاردة مركزية محورية نافورية خاصة كهرومغناطيسية رفع بالغاز

الفروق بين المضخات الايجابية والمضخات الروتوديناميكية المضخات الايجابية تعطي حجم معين من السائل في فترة محددة ثم يتوقف اندفاع السائل لفترة أخري أثناء دورة تشغيل واحدة، المضخات الروتوديناميكية الدوارة تعطى تصرفا مستمرا للسائل هناك فروق أخري موضحة بجدول 1.

وجة المقارنة مضخة طاردة مركزية مضخة إيجابية سرعة الدوران عالية منخفضة الحجم صغير وبالتالى الوزن اقل والثمن اقل كبير تأكل الاجزاء تأكل اجزاءها بسرعة اقل لان الخلوصات بين الاجزاء المتحركة كبير نسبيا. تتأكل اجزاءها بسرعة اكبر الصيانة لا توجد صمامات مما يسهل عملية الصيانة تحتوى صمامات تسبب صعوبة في الصيانة التصرف يرتبط التصرف والضاغط والسرعة معا ، ومعدلات التصرف عالية تصل الي 400000 لتر/دقيقة ولكن عند صغوط محدودة تعطي تصرف محدد عند سرعة ثابته ومعدلات التصرف تصل الي 25 لتر/دقيقة

وجة المقارنة مضخة طاردة مركزية مضخة إيجابية الضاغط اقل ، ويصل الى 200 بار يعتمد على قدرة المحرك ومدى تحمل اجزاء المضخة والانابيب للضغط لذلك تزود بصمام امان، يصل الضغط الى 600 بار محددات الاستخدام يصل التصرف الى 10م3/ ث يصل التصرف الى 1.5 م3/ث غيرمرغوبة في التصنع الغذائى لتسرب زيت التزييت لكراس التحميل الى غرفة المضخة. التشغيل غالبا تحتاج الي تحضير لكي تمتلىء المضخة بالماء قبل بدء التشغيل تمتاز بأنها ذاتية التحضير الأداء يتأثر الضغط كثيرا بمعدل التصرف يعتمد الارتفاع في ضغط الماء علي أبعاد المضخة وسرعتها ولا يتأثر الضغط كثيرا بمعدل التصرف

مقارنة بين أداء المضخات الطاردة المركزية والمضخات الايجابية

اولا :- المضخات الديناميكة الدوراه يمثلها المضخات الطاردة المركزية تسمي بالمضخات الطاردة المركزية لأن السائل يندفع من مدخلها الي مخرجها بواسطة القوة الطاردة المركزية التي يبذلها عضو المضخة الدوار علي السائل. تستعمل في حالة المياه غير العميقة أو القريبة من السطح.

تمتاز المضخة الطاردة المركزية بالأتي: بساطة التصميم. رخص الثمن. انخفاض مستوي الضوضاء عند التشغيل. انتظام سريان الماء وبدون إضطرابات. إنخفاض تكاليف الصيانة.

تقسيم المضخات الطاردة المركزية تقسم علي حسب شكل وخصائص القالب الدوار (Impeller) الى : 1 – مضخات السريان نصف قطرى: ينساب الماء من المروحة قطريا Radial flow pumps 2 – مضخات السريان المحورى : ينساب الماء محوريا Axial flow pumps 3 – مضخات السريان المختلط Mixed flow pumps ينساب الماء من المراوح في اتجاه مابين القطرى والمحورى

كما تقسم حسب التصميم والاستخدام الى : 1 – المضخة الحلزونية Volute pumps 2 – المضخة الناشرة Diffuser 3 – المضخة التوربينية Turbine pumps 4 – المضخة المروحية Propeller pumps

هناك تقسيم حديث للمضخات الطاردة المركزية Sub-classification على اساس عدد مداخل المياه الى الريشة. ريش وحيدة السحب Single suction impellers ريش مزدوجة السحب Double suction impellers كما في المضخات الحلزونية Volute pumps. يتميز كل نوع من هذة المضخات بمدي تصرفة ورفعة للماء بحيث يغطي مدي كبير من التطبيقات أو الاحتياجات العملية. وسوف يكون الاهتمام هنا علي مضخات الطارد المركزي.

المضخة الطاردة المركزية Centrifugal pumps.

يدخل الماء الي مركز المضخة في إتجاة محورها ويخرج من محيطها في إتجاة نصف القطر مما يميزها بقوة طرد مركزية عالية تؤدي الي الوصول الي أقصي رفع للماء بالمقارنة مع النوعين الآخرين (المختلطة والمحورية)، الا أن ذلك ينعكس علي مدى تصرف المضخة ذات السريان النصف قطري الذي يعد أقل من مثيلة في المضخات المختلطة والمحورية. لذا تستخدم المضخة النصف قطرية في التطبيقات التي تستلزم رفع ماء عالي وتصرف منخفض، ويمكن استخدام أكثر من مضخة علي التوازي عند الاحتياج الي تصرف عالي.

تركيب المضخة الطاردة المركزية مضخة الدينامية الدواره تتكون من عضوين احدهما دوار Impeller والاخر ثابت الجزء الدوار عبارة عن مروحة أو مجموعة من الريش Blades مثبتة علي صرة إسطوانية الشكل بها مجري طولي يستخدم لتثبيت العضو الدوار علي عمود إدارة المضخة بواسطة خابور. تحصر الريش فيما بينها مجموعة من المجارى الجزء الثابت غلافا محكما Casing فقد يكون حلزونيا ذي إتساع متدرج او ناشرة تتكون من مجموعة من الرياش الثابته يركب عمود الادارة علي مجموعة محامل مثبته في غلاف المضخة ويمتد العمود فيخترق الغلاف من إحدي نهايتية ليرتبط مع عمود إدارة محرك التشغيل بواسطة قارن. حيث أن عمود الادارة يخترق الغلاف، لذلك يستخدم صندوق حشو لمنع تسرب الماء من بين العمود والغلاف.

يبين الشكل منظرا عاما لمضخة طاردة مركزية نصف قطرية تدار بواسطة محرك كهربي حيث تتصل أعمدة إدارة كل منهما بواسطة وصلة خاصة تسمي القارن Coupling.

أجزاء المضخة الطاردة المركزية والحلزونية. centrifugalpumps

Centrifugal or Booster Pump Shaft Frame Impeller Discharge Inlet Stuffing Box Balance Line Volute Wearing Rings

مقطع في مضخة طاردة مركزية http://www.animatedsoftware.com/pumpglos/basicimp.htm

تستخدم المضخات الحلزونية عادة عندما تكون مياه الرى على عمق اقل من 6 متر، تستخدم المضخات الناشرة في الاغراض التى تتطلب ضغط عالى.

1- العضو الدوار Impeller تصنع غالبا من الحديد الزهر أو من البرونز أحيانا. تصميم المراوح له تأثير كبير على كفاءة المضخة وخواص تشغيلها وتصنيف على النحو التالى الي : أ – مراوح مفتوحة Open : لها ريش مكشوفة ومفتوحة من كل الجوانب عدا مكان اتصالها بالدوار. وتستخدم في حالة وجود رواسب عالقة في الماء. ب - مراوح مطوقة او مغلفة. Enclosed : الريش محصوره بين قرصين على الجانبين. تمتاز بكفاءة تشغيل عالية . ج – مراوح نصف مطوقة semi enclosed : يغطيها قرص معدنى من جانب واحد. المراوح المفتوحة والنصف مطوقة هى الانسب في الغالب لضخ المياه العكره والمحتوية على بعض النفايات أو الرواسب، في حين ان المراوح المطوقة لا تصلح للمياه التى تحمل رواسب والتى تزيد من تاكل المروحة.

من ذلك نرى أن ارتفاع الضاغط قد حدث على مرحلتين : عند دوران المروحة تتحول الطاقة الميكانيكية الداخلة الى المروحة من المحرك الى طاقة هيدرولية فتزداد السرعة والضاغط للمائع خلال مجارى المروحة حتى يخرج الى الغلاف عند مرور المائع خلال الغلاف تنخفض السرعة وتتحول الى ضغط فيزداد الضغط مرة اخرى تدريجيا حتى مخرج الغلاف. من ذلك نرى أن ارتفاع الضاغط قد حدث على مرحلتين : الاولى خلال المروحة الثانية خلال الغلاف،

ريش العكسية ريش أمامية ريش نصف قطرية وتأخذ ريش العضو الدوار ثلاثة أشكال رئيسية هي: الأمامية : يمكن أن تؤدي الي ذبذبات عنيفة. والعكسية : تعتبر أكثر الأنواع إستقرارا وشيوعا في المضخات المستخدمة في المجال الزراعي. والنصف قطرية : تستخدم قي المضخات الصغيرة. ريش العكسية ريش أمامية ريش نصف قطرية

تأثير زاوية ريشة العضو الدوار علي أداء المضخة. وتؤثر زاوية الرش مباشرة علي الأداء النظري للمضخة: المضخة ذات الريش النصف قطرية لا يتأثر فيها ضغط الماء الخارج من المضخة بتغير معدل تصرفة الريش الأمامية فيزداد ضغط الماء مع زيادة معدل التصرف ويبدو ذلك ميزة جيدة إلا أن تشغيل المضخة يصاحبة اهتزازات قوية وحالة عدم استقرار خصوصا في بداية تشغيل المضخة مما يؤثر علي عمرها الافتراضي. و تكون كفاءة المضخة منخفضة الريش العكسية أوالمنحنية للخلف، تكون حركة المياه خلال الدافع Impeller إنسيابية ويقل فاقد الطاقة نتيجة الاضطراب وتكون الكفاءة اعلى. لذلك تستخدم الريش العكسية بشكل واسع في المضخات نظرا لاستقرار تشغيلها. تأثير زاوية ريشة العضو الدوار علي أداء المضخة.

العضو الدوار إما أن يكون: أحادي المدخل عندما يدخلة الماء من جانب واحد أو مزدوج المدخل (مزدوجة السحب) تغذية المياه يكون من كلا الجانبين للريشة مما يحسن من الاتزان الهيدروليكى. يمكن ان تعطى المضخات مزدوجة السحب ضغط اكبر من وحيدة السحب. تمتاز المضخات ذات العضو الدوار مزدوجة المدخل بإتزانها ديناميكيا نتيجة لتعادل دفع الماء علي جانبي العضو الدوار، بينما تفتقر الي ذلك المضخات أحادي المدخل.

مضخة مزدوجة السحب Single-Stage Double-Suction Split Casing Centrifugal Pump

عضو الدوار أحادي المدخل وآخر مزدوج المدخل.

لغلاف المضخة الطاردة المركزية نوعان أساسيان هما: 2- الغلاف Casing عبارة عن غرفة محكمة يدور بداخلها العضو الدوار ولها مدخل ومخرج للماء ويصنع غالبا من الحديد الزهر. لغلاف المضخة الطاردة المركزية نوعان أساسيان هما: الغلاف الحلزوني ذو الاتساع التدريجي Volute casing الغلاف الناشر Diffuser. الغلاف الحلزوني يأخذ شكل اللولب الذي تتسع مساحة مقطعة تدريجيا كلما اقترب من المخرج مما يسبب خفض سرعة السائل ورفع ضغطة. يمتاز الغلاف الحلزوني بكفاءتة العالية لتحويل طاقة الحركة التي يكتسبها الماء من حركة العضو الدوار الي طاقة ضغط للماء الخارج من المضخة.

المضخات الناشرة Diffuser pumps الغلاف الناشر توجد بة مجموعة من المجاري ذات الاتساع المتدرج تسمي النواشر مكانها بين المحيط الخارجي للعضو الدوار والمحيط الداخلي للغلاف، تعمل علي تخفيض سرعة الماء الخارج من العضو الدوار وبالتالي رفع ضغطة. الجزء الدوار يكون محاط بواسطة حلقة من الريش الثابته الناشرة لتعطى مسارات مطولة للتقليل من سرعة سريان الماء ونتيجة لذلك يزداد الضغط. تختار المضخات الناشرة عادة لاستخدام الضغوط العالية، يوجد منها المرحلة الواحدة او متعددة المراحل ذات الضغوط العالية كما في المضخات الحلزونية وهذا يعتمد على مقدار الضغط المطلوب. تمتاز بقلة فقد الضغط فية أثناء تحويل طاقة الحركة الي إرتفاع في الضغط وذلك خلال مدي كبير من ظروف تشغيل المضخة، لذا فهو يستخدم في المضخات متعددة المراحل.

مضخة طاردة مركزية ذات غلاف من النوع الناشر.

المضخات الحلزونية Volute pumps : سميت بذلك لان جسم المضخة على شكل حلزون ذو قطاع عرض يزداد مساحته في اتجاه فتحة التصرف. يمكن ان تكون وحيدة السحب او مزدوجة السحب كما في المضخات الطاردة المركزية. المضخات وحيدة السحب تكون الريش معرضة لدفع هيدرولي محورى كبير ناتج من عدم اتزان الضغوط الهيدولية على الريشة (الجزاء الدوار Impeller). المضخات مزدوجة السحب، تغذية المياه يكون من كلا الجانبين للريشة مما يحسن من الاتزان الهيدروليكى. يمكن ان تعطى ضغط اكبر من وحيدة السحب

تتوافر المضخات الحلزونية تجاريا من مرحلة واحدة ( جزء دوار واحد) او من عدة مراحل الغرض الاساسى من تعدد المراحل هو زيادة الضاغط الناتج من المضخة. اذا كانت المضخة متعددة المراحل ولها فتحة سحب واحدة، تعطى الريش عادة عدد متساوى من التصرف.

وتمتاز المضخات الناشرة عن الحلزونية بالمميزات التالية: 1 – اكثر تحكم في السريان. 2 – اعلى كفاءة في تحويل طاقة الحركة الى طاقة ضغط. 3 – اقل في فاقد الطاقة حيث يكون التحول من طاقة الحركة الى طاقة الضغط تدريجيا. 4 – اكثر إتزان من حيث الحمل القطرى على القالب الدوار وبالتالى تقلل من فرص تأكل عمود الإدارة تحت تأثير تذبذب الحمل ( fatigue). تستخدم المضخات الحلزونية عادة عندما تكون مياه الرى على عمق اقل من 6 متر تستخدم المضخات الناشرة في الاغراض التى تتطلب ضغط عالى.