أ مضخة الطرد المركزي يمكن تعريفها بأنها جهاز ميكانيكي مصمم لنقل السوائل عبر نقل الطاقة الدورانية من دافعات مفردة أو متعددة، تُعرف أيضًا بالدوارات. في هذه العملية، يدخل السائل إلى الدافع، الذي يدور بسرعة على طول المحور، ويُطرد بقوة الطرد المركزي على طول محيط أطراف الريشة للدافع.
بفضل الدافع، تزداد سرعة السائل وضغطه ويتجهان نحو مخرج المضخة. لذلك، صُممت آلية صب المضخة لضغط السائل من مدخلها وتوجيهه نحو الدافع. بعد ذلك، تُبطئ المضخة للتحكم في السائل قبل تفريغه.
في مضخة الطرد المركزي، يُعدّ الدافع (البروبلر) المكون الرئيسي. يتكون الدافع من ريش منحنية متعددة. عادةً ما تكون هذه العروق محصورة بين قرصين مغلقين، وهما الدافعان الرئيسيان. لذلك، يُعدّ الدافع شبه المفتوح أو المفتوح الخيار الأمثل للسوائل ذات الجسيمات الصلبة.
يدخل السائل إلى الدافع عند عين المحور ويخرج عبر المحيط بين الريش. من ناحية أخرى، يتصل الدافع على الجانب الآخر من العين بمحرك عبر عمود دفع. عندما يدور المحرك بسرعة عالية، تتراوح بين 500 و5000 دورة في الدقيقة تقريبًا، تُسرّع الحركة الدورانية النبضية السائل عبر الدافع إلى داخل غلاف المضخة.
عند الحديث عن غلاف المضخة، هناك تصميمان أساسيان: الناشر والحلزوني. يهدف كلا التصميمين إلى تحويل تدفق السائل تحت الضغط إلى تصريف مُتحكم به. في حالة الغلاف الحلزوني، يكون الدافع مُزاحًا، مما يُشكل قمعًا مُنحنيًا فعالًا. ونتيجةً لذلك، تزداد مساحة المقطع العرضي للمضخة باتجاه مخرجها. وبفضل هذا التصميم، يزداد ضغط السائل عند وصوله إلى المخرج.
ينطبق المبدأ نفسه على تصميم الانتشار. هنا، يزداد ضغط السائل عند طرده بين زوج من الريش الثابتة حول الدافع. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تخصيص تصميم الانتشار حسب طبيعة التطبيق، مما يجعله أكثر كفاءة.
يُعدّ غلاف الحلزون أكثر ملاءمةً للمواد الصلبة المحملة أو السوائل عالية اللزوجة، وذلك لتجنب الانقباض الإضافي لريش الناشر. بالإضافة إلى ذلك، وبسبب عدم تناسق تصميم الحلزون، قد يحدث تآكل كبير في المكره الموجود على عمود الدفع.
فيما يتعلق بالمضخات، هناك نوعان رئيسيان. الأولى هي مضخة إزاحة موجبة، والثانية مضخة طرد مركزي. مقارنةً بالمضخة الموجبة، تُعدّ مضخة الطرد المركزي أكثر فعالية في التدفقات العالية ولضخ السوائل منخفضة اللزوجة (حتى 0.1 سنتي بواز).
في معظم النباتات، قد تجد مضخة الطرد المركزي، بنسبة تقارب 90%. ومع ذلك، هناك بعض التطبيقات التي يكون فيها أداء مضخة الإزاحة الإيجابية أفضل.
للحصول على نتائج فعّالة من مضخة الطرد المركزي، يجب أن يكون دوران المكره عالي السرعة ثابتًا. قد تنخفض كفاءة مضخة الطرد المركزي بشكل متزايد في حال وجود تغذية عالية اللزوجة. ستكون المقاومة أكبر، وسيتطلب الأمر ضغطًا عاليًا للحفاظ على معدل تدفق محدد.
لذلك، تُعدّ مضخات الطرد المركزي الخيار الأمثل للسوائل منخفضة الضغط، ولكن في تطبيقات الضخ عالية السعة ضمن نطاق لزوجة يتراوح بين 0.1 و200 سنتي بواز. قد تؤدي المواد الملاطية، مثل الزيت والطين عاليي اللزوجة، إلى ارتفاع درجة الحرارة والتآكل بشكل مفرط. ونتيجةً لذلك، قد يؤدي ذلك إلى تلف مبكر وأعطال مبكرة. من ناحية أخرى، تعمل مضخة الإزاحة الموجبة بسرعات أقل بكثير، وهي أقل عرضة لمثل هذه المشاكل.
أي وسط مضخّ حساس لفصل الملاط أو المستحلبات أو السوائل البيولوجية (القص) قد يتضرر بسبب السرعة العالية لمروحة مضخة الطرد المركزي. في هذه الحالات، تكون السرعة المنخفضة لمضخة الإزاحة الموجبة أكثر فعالية. ومن القيود الأخرى، على عكس مضخة الإزاحة الموجبة، أن مضخة الطرد المركزي لا تعمل بكفاءة عند الجفاف. ويرجع ذلك إلى ضرورة تحضيرها في البداية بالسائل الذي ستضخه. لذا، فإن مضخات الطرد المركزي ليست مناسبة لأي تطبيق لا يكون فيه إمداد السائل ثابتًا.
بالإضافة إلى ذلك، إذا تغير ضغط التغذية كثيرًا، فقد تنتج مضخة الطرد المركزي تدفقًا غير متسق، على عكس مضخة الإزاحة الإيجابية التي لا تتأثر بتغيرات الضغط ويمكنها توفير خرج ثابت.
تعمل مضخة الطرد المركزي بكفاءة عالية عند استخدامها لضخ الزيوت، والأحماض، والقواعد، والمواد العضوية، والمذيبات، والماء، أو السوائل. بغض النظر عن الاستخدام المنزلي، أو الزراعي، أو الصناعي، فإن تصميم مضخة الطرد المركزي مناسب تقريبًا لأي نوع من التطبيقات المتعلقة بالسوائل منخفضة اللزوجة.
تُستخدم مضخة المحرك المُعلّبة للمواد الكيميائية والهيدروكربونات وغيرها من المواد التي لا تسمح بأي تسرب. تتميز هذه المضخة بعدم وجود مانع تسرب، ومروحة مُثبتة مباشرةً على دوار المضخة، وجزء مُثقّل داخل علبة.
تُستخدم مضخة التقطيع أو الطحن للأغراض الصناعية، مثل معالجة مياه الصرف الصحي، ومعالجة مياه الصرف الصحي، ومعالجة الأغذية، والمواد الكيميائية. تتميز هذه المضخة بوجود مروحة ذات أسنان طحن لتكسير المواد الصلبة.
تُستخدم مضخة الدوران بشكل رئيسي للتهوية والتدفئة وتكييف الهواء. وأبرز ما يميزها هو تصميمها المدمج.
تُعدّ المضخة متعددة المراحل الخيار الأمثل للتطبيقات عالية الضغط. فهي تتألف من عدة مراوح لزيادة ضغط التفريغ.
المضخات المبردة هي الأنسب لغازات التبريد والرمل الطبيعية السائلة. هذه المضخات مصنوعة من مواد بناء خاصة لتشغيلها في درجات حرارة منخفضة.
تُستخدم مضخة النفايات بشكل رئيسي في الحفر ومواقع البناء ومناجم الصرف. صُممت هذه المضخات خصيصًا لضخ المياه التي تحتوي على مخلفات صلبة.
أ مضخة الملاط مثالية للطين الصناعي، ومعالجة المعادن، والتعدين. صُممت هذه المضخات خصيصًا لتحمل ومعالجة الطين شديد الكشط.
إذا كنتَ على دراية بتشغيل أو صيانة أو مواصفات مضخة الطرد المركزي، فلا بد أنك سمعتَ بمنحنى المضخة. ببساطة، يُعطي هذا المنحنى فكرةً عن معدل التدفق أو الناتج المتوقع من المضخة عند ضغطٍ مُحدد.
مع زيادة ضغط مضخة الطرد المركزي، ينخفض معدل التدفق حتى يتوقف تمامًا. من ناحية أخرى، في حال انعدام الضغط في النظام، يمكن للمضخة ضخ أقصى تدفق ممكن. يوضح الرسم البياني أن هذه النقاط تُشكل ما يُسمى بمنحنى أداء المضخة.
لفهم أفضل، لنأخذ مثال سيارة. تحتوي السيارة على عدة تروس. الترس الأول قادر بالفعل على توفير تسارع من صفر إلى 40 كم/ساعة؛ ولن يكون من الجيد للمحرك أن يستمر في العمل بسرعة 40 كم/ساعة في السنة الأولى. وبالمثل، لن يكون من الجيد لمحرك السيارة أن يُقاد بسرعة 10 كم/ساعة في الترس الثالث، مع أن المحرك مصمم للعمل بهذه السرعة.
باستخدام نفس المنطق، مع أن منحنى المضخة يُظهر مختلف الضغوط ومعدلات التدفق التي يمكن تشغيلها عندها، إلا أنه لا يُشير إلى إمكانية تشغيل المضخة عند جميع نقاط منحنى المضخة. لذا، السؤال المهم هو: عند أي نقطة يجب أن تعمل المضخة؟
كما يشير المصطلح، فإن BEP، أو أفضل نقطة كفاءة للمضخة، تشير إلى الظروف التي حددها المصنع والتي تعمل فيها المضخة بأكبر قدر من الكفاءة، مما يطيل عمرها الافتراضي لأطول فترة ممكنة ويقلل الحاجة إلى الصيانة.
عندما مضخة إذا تم تشغيله بسعة أقل من BEP، يُشار إليه باسم "التشغيل على يسار المنحنى". وبالمثل، يُطلق على تشغيل المضخة بسعة أعلى اسم "التشغيل على يمين المنحنى".
على الرغم من استحالة تحقيق أفضل كفاءة تشغيلية (BEP) بدقة في جميع الحالات، يُنصح بأن تكون المضخة ضمن 10% من القيمة. وقد وجد جميع المشغلين ومحددي مواصفات المضخات أن أفضل نقطة كفاءة تكمن في التكلفة واستهلاك الطاقة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الإفراط في استخدام المضخة لفترة طويلة قد يؤدي إلى مشاكل في التكلفة وأعطال تتجاوز الطاقة المهدرة.
إذا تم تشغيل المضخة بمستوى منخفض لفترة طويلة، فإن ذلك يؤدي إلى عدم تدفق السائل عبر المضخة بشكل صحيح، مما يؤدي إلى إعادة التدوير في نقاط الشفط والتفريغ.
عندما يتجاوز تدفق مضخة الطرد المركزي ضغطها الأقصى، يؤدي ذلك إلى ظاهرة تُسمى التجويف. ينخفض ضغط السائل المضخوخ إلى ما دون ضغط البخار، وتتشكل فقاعات تنفجر بمجرد عودة السائل إلى منطقة الضغط العالي.
تعمل مضخة الطرد المركزي بنقل الطاقة الدورانية من مروحة أو دوارات واحدة أو أكثر. تزيد المروحة من سرعة وضغط السائل، موجهةً إياه نحو مخرج المضخة. تصميمها بسيط، وسهل التشغيل والصيانة.
تشخيص الأعطال الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في مضخات الطرد المركزي: حلول المشكلات النموذجية
صيانة واستكشاف أخطاء منظف الطين وإصلاحها
العوامل المؤثرة على كفاءة الفصل في أجهزة الطرد المركزي وطرق تحسينها.
© جميع الحقوق محفوظة لشركة SolidsControlWorld 2025.
Arabic 
English 
Russian 
Spanish 
Portuguese