المهندس أحمد تحسين درويش
ظاهرة مهمة وخطيرة في المضخات وهي التكهف cavitation مع الاسباب المسببة لها .. نبدا بعون الله :-
ظاهرة التكهف cavitation :-
إن ظاهرة التكهف من أخطر المشاكل التي يمكن أن تؤذي بصورة ملحوظة عمل وأداء المضخات ، وهي تسبب عند حدوثها أضرارا في دفاعة المضخة Impeller ، وبعد فترة تظهر الأعراض على المضخة ومنها تنقّر في وجه الدفاعة والسطح الداخلي للمضخة ، وهذه الظاهرة تحدث نتيجة انفجار فقاعات في مركز المضخة آتية من جزء السحب لها مؤدية الى توليد ضغط كبير بصدمات متناوبة على الأجزاء الداخلية للمضخة وإن تدهور الأداء الناتج عن التكهف يسبب تدخوراً وتذبب في معدل التدفق وضغط التفريغ للمضخة.
1- منع التكهف cavitation preventation :-
اذا كانت المضخة في حالة تكهف فان مجموعة من التغيرات الضرورية التي ينبغي ادخالها على تصميم النظام لزيادة ال (NPSHA) بحيث يصبح اكبر من (NPSHR) لايقاف التكهف.
من طرق زيادة NPSHA :
أ– زيادة الضغط عند مقطع الامتصاص للمضخة , حيث اذا كانت المضخة تسحب من خزان يمكن رفع مستوى السائل فيه اذا كان مغلق او زيادة الضغط في الفراغ يؤدي الى زيادة الضغط في الفراغ.
ب– من الممكن ايضا زيادة (NPSHA) بتخفيض درجة حرارة السائل الذي يتم ضغطه وهذا يؤدي الى تخفيض ضغط الاشباع للسائل وبالتالي
يزداد (NPSHA) حسب العلاقة
NPSHA= P suction – P saturation
حيث ان علاقة درجة الحرارة بالضغط علاقة طردية وبانخفاض درجة حرارة السائل في السحب يقل ضغط الاشباع ويزداد (NPSH) حسب المعادلة اعلاه.
ج– اذا كان ممكنا تخفيض ضياعات العلو في انابيب السحب للمضخة فان (NPSHA) سوف يزداد لان ال NPSHR سوف يقل , وهنالك عدة طرق
لتخفيض ضياعات العلو بزيادة قطر الانبوب وتخفيض عدد الحنيات ( elbow) والصمامات والوصلات في الانبوب وتخفيض طول الانبوب.
د– من الممكن ايقاف التكهف بتخفيض (NPSHR) للمضخة .
ملاحظات :-
1- ان قيمة (NPSHR) لمضخة معينة ليست ثابتة تحت ظروف مختلفة ولكنها تعتمد على بعض العوامل , ويزداد (NPSHR) للمضخة بشكل ملموس عند ازدياد معدل التدفق عبر المضخة , لذلك فان تخفيض معدل التدفق عبرالمضخة بخنق صمام التفريغ سيخفض ال (NPSHR) للمضخة.
2- يعتمد ال (NPSHR) على سرعة المضخة ايضا , فكلما كانت سرعة دوران الدفاعة اكبر كان ال (NPSHR) , لذلك فاذا تم تخفيض السرعة لمضخة متغيرة السرعة فان ( NPSHR) سوف ينخفض.
3- يتم تحديد (NPSHR) لمنع التكهف عبر اختبارات الشركة الصانعة واعتمادا على عدة عوامل تتضمن ( نوع مدخل الدفاعة , وتصميمها , ومعدل تدفق المضخة , والسرعة الدورانية للدفاعة , ونوع السائل الذي يتم ضخه ) , وتوفر الشركات الصانعة عادة منحنيات (NPSHR) كتابع لمعدل تدفق المضخة من اجل سائل معين في دليل المشتري.
2- اسباب التكهف Cavitation causes :-
1- تغير الطور :- تغير الطور من الحالة السائلة الى الحالة الغازية.
2- وجود الهواء او الغاز في المضخة.
3- الجريان المضطرب.
3- علو الامتصاص الايجابي الصافي (NPSH).
لتجنب التكهف بصورة عامة :-
1- يجب ان يبقى ضغط المائع في كل نقاط المضخة اعلى من ضغط الاشباع .
2- ان المقدار المستخدم لتحديد فيما اذا كان ضغط المائع الذي يتم ضخه مناسبا لتجنب التكهف هو علو الامتصاص الايجابي الصافي .
3- ان علو الامتصاص الايجابي المتوفر (NPSHR) هو الفرق بين الضغط عند الامتصاص للمضخة وضغط الاشباع للسائل الذي يتم ضخه .
ولتجنب التكهف يجب ان يكون NPSHA > NPSHR .