ما هي العوامل التي تؤثر على وقت تحضير الماء لمضخة التحضير الذاتي

الوقت التمهيدي ل مضخة التحضير الذاتي يشير إلى الوقت المستغرق من بدء تشغيل المضخة إلى توصيل السائل المستقر. هذه المرة ليست مجرد مؤشر حاسم لأداء المضخة ولكنها تؤثر أيضًا بشكل مباشر على كفاءة النظام واستهلاك الطاقة وعمر موانع التسرب والمحامل الميكانيكية للمضخة. يمكن أن يؤدي وقت التحضير المفرط إلى تسخين احتكاكي مفرط أثناء التشغيل الجاف، مما قد يؤدي إلى تلف المكونات.

المعلمات الهندسية والفيزيائية لنظام أنابيب الشفط

أنابيب الشفط هي المنطقة الأساسية لمضخة التحضير الذاتي، التي تؤدي وظيفة التحضير الخاصة بها. تلعب معايير التصميم الخاصة بها دورًا حاسمًا في وقت التحضير.

طول وقطر أنابيب الشفط: تتضمن عملية التحضير لمضخة التحضير الذاتي بشكل أساسي تفريغ الهواء من أنابيب الشفط. تعمل الأنابيب الأطول والحجم الأكبر على زيادة إجمالي كمية الهواء التي يجب إزاحتها، مما يؤدي بشكل طبيعي إلى زيادة وقت التحضير. وبالمثل، فإن أقطار الأنابيب الأكبر تزيد من الحجم، مما يؤثر سلبًا على وقت التحضير. عند اختيار المضخة، من الضروري تحقيق التوازن بين متطلبات التدفق ووقت التحضير، واختيار قطر الأنبوب المناسب وأقصر طول ممكن.

الرفع الثابت: كلما زاد رفع الشفط العمودي، زادت طاقة الجاذبية الكامنة التي يجب أن تتغلب عليها المضخة ذاتية التحضير، وكلما استغرق إنشاء فراغ فعال وقتًا أطول. من الناحية المادية، فإن رفع الشفط العمودي محدود بالضغط الجوي المحلي. كلما اقترب رفع الشفط من الحد النظري (على سبيل المثال، حوالي 10.3 متر عند مستوى سطح البحر)، أصبح الحصول على المياه الأولية أكثر صعوبة واستهلاكًا للوقت.

فقدان الاحتكاك: تؤدي ملحقات خطوط الأنابيب مثل الأكواع والصمامات والمصافي إلى فقدان الرأس، مما يزيد من مقاومة النظام. تعمل هذه المقاومة المتزايدة على إضعاف الفراغ المتولد على جانب الشفط في المضخة، مما يؤدي إلى إبطاء طرد الغاز وإطالة وقت التحضير.

ميزات تصميم المضخات ذاتية التحضير

على عكس مضخات الطرد المركزي القياسية، تتمتع المضخات ذاتية التحضير ببنية داخلية مُحسّنة لفصل الغاز عن السائل وتدوير الماء. تحدد هذه الميزات الداخلية بشكل مباشر كفاءتها الأولية.

حجم تخزين السائل في حجرة المضخة: يجب أن تحتفظ المضخات ذاتية التحضير بكمية معينة من السائل (الماء الأولي) في حجرة المضخة قبل البدء. أثناء بدء التشغيل، يمتزج هذا السائل مع الهواء في خط الشفط، مكونًا خليطًا من الغاز والسائل يتم طرده عن طريق الدوران عالي السرعة للمكره. يمنع حجم تخزين السائل غير الكافي إنشاء دورة التحضير بشكل فعال، مما يؤدي إلى ضعف قدرة التحضير. يؤدي حجم التخزين الزائد إلى زيادة حجم المضخة والحمل أثناء بدء التشغيل.

كفاءة غرفة فصل الغاز عن السائل: هذا هو المكون الأساسي لمضخة التحضير الذاتي. أثناء عملية التحضير، يدخل خليط الغاز والسائل إلى هذه الغرفة. يستقر السائل بسبب الجاذبية أو عمل حاجز ويتدفق مرة أخرى إلى مدخل المكره لإعادة التدوير، بينما يتم تفريغ الغاز من خلال فتحة الهواء. تعني كفاءة الفصل الأعلى طردًا أسرع للغاز ووقت تحضير أقصر.

خلوص لوحة تآكل المكره: إن قدرة التحضير لمضخة التحضير الذاتي حساسة للغاية للخلوص بين المكره ولوحة التآكل الأمامية أو الحلزونية. يمكن أن يؤدي الخلوص الزائد إلى تسرب السائل من منطقة الضغط العالي مرة أخرى إلى منطقة الضغط المنخفض، مما يقلل بشكل كبير من قدرة توليد الفراغ للمضخة وكفاءة التحضير. هذا هو السبب الرئيسي لإطالة وقت التحضير بعد تآكل المضخة لفترة طويلة.

تصميم منفذ إعادة التدوير: يؤثر حجم وموقع منفذ إعادة التدوير الذي يربط مناطق الضغط العالي والضغط المنخفض على معدل تدفق دورة تحضير المياه. يمكن أن يؤدي التصميم غير المناسب إلى خلط غير فعال للغاز والسائل أو تسرب السائل الزائد، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التحضير.

تأثير البيئة المتوسطة والتشغيلية

إن الخصائص الفيزيائية للسائل الذي يتم ضخه والظروف البيئية تحد بشكل كبير من أداء التحضير لمضخة التحضير الذاتي.

درجة حرارة السائل وضغط البخار: مع زيادة درجة حرارة السائل، يزداد ضغط البخار المشبع. في بيئة الضغط المنخفض على جانب شفط المضخة، من المرجح أن تتبخر السوائل ذات درجة الحرارة العالية. يستهلك هذا التجويف، أو الوميض، الحجم الفعال للمضخة، مما يعيق تفريغ الغاز، ويطيل وقت التحضير، ويحتمل أن يتسبب في فشل التحضير.

لزوجة الوسائط: تتمتع السوائل عالية اللزوجة، مثل بعض الزيوت أو الملاط، بمقاومة عالية للتدفق في خطوط الأنابيب وفصل بطيء عن الهواء داخل حجرة المضخة. يؤثر هذا على تكوين وفصل خليط الغاز والسائل، مما يزيد بشكل كبير من وقت التحضير.

الارتفاع: كلما زاد ارتفاع التشغيل، انخفض الضغط الجوي. وهذا يقلل بشكل مباشر من الحد الأقصى لرفع الشفط النظري لمضخة التحضير الذاتي ويقلل من القوة الدافعة التي تدفع السائل إلى الأعلى، مما يبطئ عملية إنشاء الفراغ ورفع السائل.

يعد تحسين وقت التحضير لمضخة التحضير الذاتي مسألة معقدة تتضمن ميكانيكا الموائع والتصميم الهيكلي وهندسة الأنظمة. يعد التحكم الدقيق والتنبؤ الدقيق بهذه العوامل أمرًا أساسيًا لضمان التشغيل الفعال والموثوق لنظام المضخة.