المضخات الطاردة المركزية

المضخة هى عبارة عن وحدة ميكانيكية تقوم بسحب الماء من البئر وهنا نتناول المضخة الطاردة المركزيه ويكثر استخدامها فى اعمال الرى لما لها من مميزات وانواع المضخات الطاردة هى المضخة الطاردة الراسيه والافقيه وتعمل هذه المضخات على مبدا فعل الطرد المركزى و تعتمد القدرة الحصانية لتشغيلها على كل من التصرف والضاغط وكفاءة المضخة 

تعد المضخة من أهم مكونات نظام الري في الوحدات الزراعية التي تعتمد أساساً على رفع المياه، فالمضخات الميكانيكية تستخدم في معظم بلدان العالم التي تعتمد على الري في الزراعة، ولقد انتشر استعمال المضخات بكثرة بسبب كفاءتها العالية في رفع المياه إلى عشرات الأمتار، وذلك حسب قدرتها الحصانية ومدى كفاءتها.

والمضخة عبارة عن وحدة ميكانيكية تقوم بسحب الماء من البئر أو من حوض التجميع ودفعه بضغط معين إلى المناطق المراد إيصال الماء إليها.

 وتستمد المضخة قدرتها من محرك كهربائي أو ذو احتراق داخلي. وتتكون المضخة من جسم غير متحرك (غلاف أو حجرة)، يحتوي بداخله على فراغ متصل من الجانب بأنبوب السحب، ويتصل الفراغ من الأعلى بأنبوب الطرد لدفع الماء خارج جسم المضخة وتقوم المروحة بعملية سحب المياه من البئر ودفعها إلى الخارج .

والضغط الجوي هو المبدأ الأساسي في عمل المضخة ورفع الماء إلى الأعلى، فالضغط الجوي يساوي 1 كغم/سنتمتر مربع، والذي يعادل 10 متر من عمود الماء على السنتمتر المربع الواحد. لذا فإن الضغط الجوي هو الذي يؤدي إلى رفع الماء داخل أنبوب السحب لارتفاع لا يزيد عن 10 متر.

ومن الناحية العملية لا يرتفع الماء أكثر من 8 متر نتيجة فقدانه جزء من الطاقة بسبب احتكاك الماء بجدران المضخة والأنابيب.

وقبل الشروع في توضيح الأنواع المختلفة للمضخات، لا بد من التعرف على بعض المصطلحات المفيدة التي تساعد على تفهم كيفية اختيار نوع المضخة اللازمة للقيام بعمل محدد بأقل تكلفة وبأعلى كفاءة،  هذه المفاهيم الأساسية والمهمة في تقدير القدرة الحصانية للمضخة:

1-عمود السحب الاستاتيكي:

هو المسافة الرأسية بين مركز المضخة وسطح الماء في البئر أو في الحوض.

2-عمود الطرد الاستاتيكي:

هو المسافة الرأسية بين مركز المضخة وفتحة تفريغ الماء.

3-العمود الاستاتيكي الكلي:

هو مجموع المسافة الرأسية بين سطح مصدر الماء وفتحة تفريغه، أي أنه يساوي مجموع ارتفاع عمود السحب الاستاتيكي وارتفاع عمود الطرد الاستاتيكي.

4-عمود الفقد بالاحتكاك:

هو مقدار الفاقد نتيجة الاحتكاك بين الماء وجدران المضخة والأنابيب، ويقدر الفاقد بالوحدات الطولية.

5-ضاغط السرعة:

وهو العمود المناظر للضغط الذي يتحول إلى سرعة اندفاع الماء بداخل الأنابيب أو من نهاية أنبوب الطرد، ويزداد هذا الضاغط كلما زادت السرعة.

6-الضاغط الديناميكي الكلي (H):

وهو يساوي العمود الاستاتيكي الكلي مضافاً له عمود الفقد بالاحتكاك وضاغط السرعة، وعلى قيمته تقدر قدرة المضخة اللازمة.

تتوفر في الأسواق السعودية العديد من أصناف المضخات، تتراوح ما بين مضخات تصرفها صغير و عمود رفعها مرتفع وأخرى تصرفها كبير و عمود رفعها منخفض. ومن أهم هذه الأصناف المضخات الطاردة المركزية والتربينية، والمروحية، والهوائية، والكابسة. وكل صنف منها يشتمل على عدة أنواع.

المضخة الطاردة المركزية

يكثر استخدام هذا النوع من المضخات في أعمال الري، حيث تتميز هذه المضخات ببساطة التصميم والكفاءة العالية والتصرف العالي بالإضافة إلى سهولة التركيب وقلة التكلفة.

 ويمكن فحصها وصيانتها بسهولة، وتلائم سرعات المحركات المختلفة، ويعيبها أن مقدار رفعها للمياه محدود نسبياً

ويستفاد من هذا النوع من المضخات في ضخ المخلفات المائية والمياه المحملة بالمواد الصلبة، بالإضافة إلى أنها تستخدم بنفس القدر في ضخ المياه النقية. وتستخدم المضخات الطاردة المركزية فقط لضخ الماء من الخزانات والبحيرات والجداول والآبار الضحلة التي لا يزيد فيها ضاغط السحب عن ستة أمتار.

        

ويتناسب تصرف هذا النوع من المضخات طردياً مع كل من عدد ريش المروحة، ومربع قطر المروحة، ومربع سرعة الدوران ومربع عدد المراحل.

وتعمل المضخات الطاردة المركزية عادة تعمل بكفاءة تشغيل عالية ضمن مدى ظروف تشغيلية متنوعة، خاصة عندما يكون الضاغط الهيدروليكي الكلي يزيد عن الأربعة أمتار تقريباً، فهي ترفع الماء من مصدره وتضخه إلى الخارج، وعليه فإن هذا النوع من المضخات محدد بظروف معينة يحدده عمق منسوب الماء، أي أن موقع المضخة يجب أن يكون ضمن حدود السحب أو بالقرب من سطح الماء في البئر أو الحوض.

أنواع المضخات الطاردة المركزية

 تُصَّنع المضخات الطاردة المركزية بنوعين، أما أن تكون أفقية أو رأسية. فالمضخات الأفقية تكون المروحة فيها رأسية ومتصلة بعمود دوران أفقي، أما المضخة الطاردة المركزية الرأسية تكون المروحة فيها أفقية ومتصلة بعمود دوران رأسي. وفي كلا النوعين تسحب المضخة الماء إلى مروحتها، وعليه يجب أن توضع المضخة أعلى من سطح الماء بعدة أمتار.

وتمتاز المضخة الرأسية عن الأفقية بإمكانية إنزالها إلى العمق المناسب، وذلك من خلال إمكانية تمديد أو تطويل عمود الدوران بما يتناسب مع موقع مصدر الطاقة. وتمتاز المضخات الأفقية بأنها أرخص ثمناً، وتستخدم ضمن مدى واسع من ظروف الضخ المختلفة، بينما الرأسية يفضل استخدامها في ضخ الكميات الكبيرة من المياه ومن أعماق بسيطة.

والمضخات الطاردة المركزية الرأسية إما أن تكون غاطسه في الماء أو مكشوفة، وعادة توضع المضخة المكشوفة في حوض أو حفرة بعمق يتلاءم مع عمود السحب، بينما المضخة الغاطسة تثبت بحيث تكون المروحة ومدخل أنبوب السحب تحت منسوب سطح الماء في جميع الأوقات، وفي هذه الحالة لا تحتاج المضخة إلى تهيئة قبل التشغيل، ولكن تكاليف صيانتها تكون باهظة في الغالب.

أما بالنسبة للمضخة الطاردة المركزية من النوع الأفقي فيمكن وضعها في حفرة وذلك للحفاظ على ضاغط سحب معين ضمن حد التشغيل اللازم، وعادة تكون هذه الحفرة محددة بعمق لا يزيد عن 3 – 5 متر. وبشكل عام يمكن وضع المضخات التي تعمل بالطاقة الكهربائية في حفرة، لأنها تستغل أقل قدر ممكن من المساحة. وتعتبر عملية التهيئة أحد أهم عيوب المضخات الطاردة المركزية الأفقية.

التشغيل

تعمل المضخات الطاردة المركزية على مبدأ فعل الطرد المركزي، حيث يقوم المحرك بتدوير المروحة المغمورة بالماء داخل حجرة المضخة، فيدخل الماء من فتحة أنبوب السحب ويصل مركز حجرة المضخة، ثم يرتطم بالمروحة التي تدور بسرعة، وهذا الدوران يسبب طرد الماء من مركز المروحة إلى أطرافها، وبالتالي يطرد الماء إلى خارج حجرة المضخة، ومن ثم ينتقل إلى الخارج من فتحة أنبوب الطرد.

 هذه المضخات لا يمكن أن تعمل إلا إذا كانت حجرة المضخة مليئة بالماء أو تم تهيئتها قبل التشغيل.

خواص المضخات الطاردة المركزية

يمكن تلخيص أهم خواص هذا النوع من المضخات بالنقاط التالية:

1-    سهلة التشغيل، ولا يشكل الماء عبئاً على كل من المضخة والمحرك والأنابيب والأساسات المثبتة عليها المضخة.

2-          هذه المضخات ملاءمة لمدى واسع من سرعات التشغيل.

3-    يعتمد مقدار كل من التصرف والضاغط على سرعة دوران المروحة وقطرها وعرضها، فزيادة مقدار الضاغط يقلل من التصرف والعكس بالعكس.

4-          تعتمد القدرة الحصانية لتشغيلها على كل من التصرف والضاغط وكفاءة المضخة.

5-    يزداد الضاغط الهيدروليكي الكلي وتقل القدرة الحصانية كلما قل التصرف وذلك في حالة ثبوت السرعة والعكس صحيح، أي أنه عندما يقل الضاغط يزداد كل من التصرف والقدرة الحصانية.

6-          يمكن أن يتأثر أداء المضخات بتغير المروحة أو المحرك أو كليهما معاً.

Eng\ Jamal h  Jahlan