ايجاد قيم الضياعات لمنظومة تعمل بمضخة طاردة مركزية

ايجاد قيم الضياعات لمنظومة تعمل بمضخة طاردة مركزية فرج احمد الزروق بارود ( دكتوراة هندسة ميكانيكية محاضر بجامعة بني وليد ) الملخص : كلمة مضخة هو مصطلح عام طلك على االلة الت تض ف طالة للسائل, و لك تؤدي المضخة عملها هذا نبغ تزو دها بمصدر طالة كهربائ او محرن احتراق داخل او ترب ن, و الضخ هو اضافة طالة للسائل لنمله من مكان الى اخر و هذا حدث عن طر ك المكبس او الدفاعة او التروس او المروحة حسب نوع المضخة فمثال الدفاعة ف المضخة الطاردة المركز ة. و بسبب الحركة حصل احتكان الذي سبب ض اعات ه درول ك ة. انواع الض اعات ف المضخات الطاردة المركز ة متعددة و مختلفة منها الداخل ة و الخارج ة و الم كان ك ة و اله درول ك ة و ض اعات تحصل عند الر ش نت جة االحتكان. هذا البحث تناول تصم م و تحل ل ألداء مضخة طاردة مركز ة. و لمنا بحساب الض اعات اله درول ك ة. ان الض اعات اله درول ك ة تتعلك به كل المضخة و الدفاعة وه الض اعات الناجمة عن االحتكان ب ن السائل والجدران وتغ ر السائل التجاهه اثناء التدفك. كلمات دالة: مضخة طاردة مركز ة, دفاعة, الض اعات الم كان ك ة و اله درول ك ة. Abstract: The word pump is general term for any fluid machine that adds energy to a fluid. The pump is power absorbing machine. The power can be supplied to the pump by a prime mover like an electric motor, an internal combustion engine or turbine. Pumping means addition of energy to a liquid to move it from one place to another and this done by means of piston, impeller. Propeller, or gears depending upon types of pump. Because of the movement gets friction resulting of hydraulic losses. The kinds of loss of centrifugal pumps can be differentiated in internal losses and external or mechanical losses. The internal loss is hydraulic losses or blade losses by friction. This paper deals with the design and performance analysis of centrifugal pump. And calculate the hydraulic losses. Hydraulic losses relates to the construction of the pump or impeller and is caused by the friction between the fluid and the walls, the acceleration and retardation of the fluid and the change of the fluid flow direction. 1

المقدمة: تستخدم المضخات على نطاق واسع ف المجاالت الصناع ة و الزراع ة و ف محطات اإلمداد و شبكات الم اه لتغذ ة المدن و شبكات الصرف الصح و المنشأت النفط ة. ان للمضخات انواع و اشكال و احجام و تصام م مختلفة و ذلن حسب المجال الذي ستستخدم ف ه و حسب المنظومة الت س تم ترك ب المضخة بها. فالمضخات المستعملة ف اعماق االبار تختلف عن تلن الت تم ربطها على خطوط شبكات التوز ع و تختلف عن المضخات المنزل ة و هكذا. ولد حدثت تطورات جد دة هامة ف مجال معدات الضخ. وه تستخدم لنمل السوائل من الضغط المنخفض إلى الضغط المرتفع ف منظومات المنشأت الكب رة, ان اداء المضخة مل مع مرور الزمن او مع سوء ظروف التشغ ل و كذلن الض اعات الم كان ك ة و الحجم ة و اله درول ك ة تؤثر تأث ر مباشر على كفاءة و اداء المضخة و لك نحافظ على اداء المضخة ف جب الص انة الدور ة او نتجنب بمدر االمكان حدوث اي نوع من الض اعات و ف الغالب من الصعب التغلب على هذه الض اعات و لكن من السهل حساب ل م هذه الض اعات. الشكل )1( ب ن المضخة الطاردة المركز ة. ف بحثنا هذا اجر نا عدة تجارب على مضخة احاد ة الدفاعة و ح دة المدخل و المخرج كما بالشكل )1( و تم ربطها بمنظومة كما بالشكل )( مزودة باجهزة ل اس السرعة الدوران ة Tachometer( (digital وجهاز ل اس كم ة التدفك meter( )magnetic flow و مما س ضغط و مم اس السرعة و لوحة تحكم باالضافة الى اناب ب التوص ل و االكواع و صمامات التحكم. و حصلنا على ل م للسرعة) V ( والضغط )P( و كم ة التدفك )Q( و العلو) H ( و المدرة )P( كما ف الجدول )1( ثم عن طر ك المعادالت الر اض ة الخاصة بالمضخات نوجد ل م الفوالد الم كان ك ة و اله درول ك ة. 3

الشكل التخط ط )( ب ن المنظومة التى تم العمل عل ها. هدف البحث: الهدف من هذه الدراسة هو حساب الض اعات اله درول ك ة و الم كان ك ة الت تؤثر على اداء المضخة. المعدات المستخدمة في التجربة مضخات طاردة مركز ة احاد ة الدفاعة و احاد ة المدخل و المخرج. شبكة اناب ب و احواض )خزانات( مفتوحة و متصلة بالمضخة. اكواع و صمامات تحكم..(digital Tachometer ( جهاز ل اس السرعة الدوران ة.)magnetic flow meter( جهاز ل اس كم ة التدفك مما س ضغط. لوحة تحكم. ) بن لنا الرسم التخط ط للغالف الحلزون للمضخة الطاردة المركز ة و 3 الشكل ( وعرض الشكل الحلزون =D) ( 16mmابعادها ح ث ان المطر الخارج (width of volute( )B3=.1m( و لطر دائرة غالف الخلوص 18=D3)( ) و الخلوص ب ن الدفاعة و mm ( casing clearance circle diameter.4=z( و اربع ر ش ) θ=7 و الزاو ة ) (E=.3m) الغالف )

E الشكل التخط ط )3( وضح الغالف الحلزون للمضخة الطاردة المركز ة. الجزء العملي: ف هذا البحث اجر نا عدة تجارب على منظومة مكونة من مضخة طاردة مركز ة وح دة الدفاعة احاد ة المدخل و المخرج كما بالشكل )1( ذات سرعات دوران ة متغ رة, و حصلنا على ل م لبارامترات المضخة كما بالجدول )1( و كان الهدف من هذه الدراسة هو حساب الض اعات اله درول ك ة و الم كان ك ة الت تؤثر على اداء المضخة. من ل م الجدول )1( و االبعاد التى اشرنا ال ها سالفا و بتطبك المعادالت التال ة الخاصة بالض اعات. بالنسبة للسرعة )V( فان مم اس السرعة اعطأ ل مة للسرعة و تم تحو لها كما بالجدول الى عمود سرعة و كذلن بالنسبة للضغط )P(.. No _ H(m) P(Kw) N(rpm) 1 3 4 6 7 8 ) 14.83.6 1.6 6.8 879 8.7 13.9 11.1 1.11 7. 877 13.7 1.9 16..9 6.8 87 18.7 11.9.8.81 6.3 87. 11.8 4..7 6.3 894. 1. 7.4.7 6.3 877 9. 7.17 3.6.9. 877 3.7.17 3..1 4.8 88 الجدول )1( ب ن ل م معمل ة لبارامترات المضخة. Friction Loss in an Impeller Friction loss in elbow, Diffusion loss in an Impeller, Pipe friction loss, 4 Friction loss in wheel valve or ball valve, Hydraulic loss in casing,

hydraulic diameter of casing length of spiral casing body * + cross section area of casing Where, [ ] ( ) Coefficients: =1.1 =.4 بعد تحل ل المعادالت السابمة حصلنا على ل م لكل نوع من هذه الض اعات و تم تفر غها ف الجدول) (. No h 1 1.64 9.8.833 1.. 7.4 1.311 9.6.131 1.34.4 6.6 3 1.96 9..449 1.1.3 4.71 4.98 9.4.3779.98.3 4.99.739 8.96.376. 8. 4.41 6.6 8.66.664.69. 1. 7.39 8.19.1388.3.1 1.98 8.34 8..71.18 1.11 الجدول )( ب ن ل م حساب ة للض اعات.

Hydraulic and mechanical losses Hydraulic losses ISSN : 31 496 من الجدول )1( و) ( و كذلن من خالل الممارنة بالتخط ط الب ان شكل )1,,3( تضح لنا ان جم ع الض اعات تتناسب طرد ا مع المدرة المستهلكة و إن الفمد اله درول ك الناجم عن االحتكان ف االكواع ؤثر تأث ر كب ر على عمل ة الضخ, نالحظ إن الض اعات بسبب االحتكان ف االكواع و ف الدفاعة ه األعلى و ذات ل م متماربة و رجع ذلن إلى حم مة أن الض اعات اله درول ك ة تزداد تبعا لخشونة السطح و سرعة السائل و رلم ر نولدز, و كذلن السبب الرئ س لهذه الض اعات ف الدفاعة و االكواع هو بسبب تشكل تدو ر و دوامات ف هذه المناطك نت جة سرعة السائل. توجد ض اعات ف األناب ب و الصمامات بسبب االحتكان ولكنها الل بالممارنة بتلن الت ف الدفاعة و االكواع. ان الض اعات ف ناشر الدفاعة ( Diffusion )loss in an Impeller كب رة جدا بالممارنة بتلن الت ف الدفاعة و االكواع و رجع السبب الى عدد من العوامل و منها نوع الدفاعة و شكل الغالف و سرعة السائل و خشونة السطح و ف ح ن أن الفمد بسبب االحتكان عتمد إلى حد كب ر على سرعة الدوران ومعامل االحتكان. 1 Power.7.6..4.3..1 Valve friction loss الشكل الب ان ) 1 ( ب ن عاللة المدرة مع ض اعات االحتكان ف االنبوب و الصمام. 1 1 1 8 6 4 Hydraulic loss in casing Diffusion loss in an Impeller Power الشكل الب ان ) ( ب ن عاللة المدرة مع الض اعات اله درول ك ة ف الغالف و الض اعات الم كان ك ة ف الدفاعة. 6

Hydraulic losses ISSN : 31 496 1. 1. Friction loss in elbow 1 Power الشكل الب ان ) 3 ( ب ن عاللة المدرة مع ض اعات االحتكان ف االكواع و الدفاعة. النتائج: كشفت التجربة مجموعة من الفوالد ف المضخة الطاردة المركز ة و ملحماتها و ل اس ل م العلو) H ( و معدل التدفك) Q ( و المدرة )P( و السرعة الدوران ة )N( وسرعة السائل )V(. نماط التشغ ل المختلفة ف مضخات الطرد المركزي تعتمد على العلو و معدل التدفك و هذه العاللة تسمى أداء المضخة. جم ع الض اعات تتناسب طرد ا مع المدرة المستهلكة. الض اعات بسبب االحتكان ف االكواع و ف الدفاعة ه االعلى و ذات ل م متماربة و رجع ذلن إلى حم مة أن الض اعات اله درول ك ة تزداد تبعا لخشونة السطح و سرعة السائل. ان الض اعات ف ناشر الدفاعة Impeller( )Diffusion loss in an كب رة جدا بالممارنة بتلن الت ف الدفاعة و االكواع. الض اعات بسبب االحتكان تعتمد إلى حد كب ر على السرعة الدوران ة ومعامل االحتكان. التوصيات: الدراسة الم دان ة لبل البدء ف العمل و ترك ب المضخات. العمل على تمل ل الض اعات حتى تعمل المضخة بأفضل اداء لها. األفضل ان كون معدن المضخة لل ل الخشونة حتى نملل من الض اعات. التحكم ف سرعة السائل و السرعة الدوران ة لنملل من الض اعات. اخت ار الدفاعة المناسبة للسائل المراد ضخه. 7

المراجع: 1. Khalid S.Rababa, The Effect of Blades Number and Shape on the Operating Characteristics of Centrifugal Pumps, European. Ageev, gregore(7) Vane pump, Engineering Center, Perm, Russia. 3. Journal of Scientific Research ISSN-14-16X Vol. No. (11). 4. Larry Bachus., and Angel Custodio. 3. Known and Understand Centrifugal Pump.Japan: Bachus Company. Tokyo 113.. Igor, J., Joseph, P., and Charles, C. 1. Pump Hand Book.USA:McGraw-Hill Company. 6. Tuzson, J.. Centrifugal Pump Design. USA: John Wiley and Sons.Inc. 7. Nemdili, A., and Hellmann, H. 7. Investigations on Fluid Friction of Rotational Disk in Real Centrifugal Pump. 8