مكونات رأس المضخة

لفهم حسابات رأس المضخة، من الضروري تقسيم المكونات التي تساهم في الرأس الإجمالي:

الرأس الثابت (Hs)الرأس الساكن هو المسافة الرأسية بين نقطتي الشفط والتفريغ للمضخة. وهو يُمثل التغير في الطاقة الكامنة الناتج عن الارتفاع. إذا كانت نقطة التفريغ أعلى من نقطة الشفط، يكون الرأس الساكن موجبًا، وإذا كان أقل، يكون سالبًا.

رأس السرعة (Hv)رأس السرعة هو الطاقة الحركية المنتقلة إلى السائل أثناء حركته عبر الأنابيب. يعتمد على سرعة السائل، ويُحسب باستخدام المعادلة التالية:

Hv=V^2/2ج

أين:

• Hv= سرعة الرأس (متر)
• V= سرعة السائل (م/ث)
• g= تسارع الجاذبية (9.81 م/ث²)

رأس الضغط (حصان)يمثل ضغط الضغط الطاقة المضافة إلى السائل بواسطة المضخة للتغلب على خسائر الضغط في النظام. ويمكن حسابه باستخدام معادلة برنولي:

Hp=Pd-Ps/ρg

أين:

• Hp= رأس الضغط (متر)
• Pd= الضغط عند نقطة التفريغ (باسكال)
• Ps= الضغط عند نقطة الشفط (باسكال)
• ρ= كثافة السائل (كجم/م³)
• g= تسارع الجاذبية (9.81 م/ث²)

رأس الاحتكاك (Hf):يُمثل رأس الاحتكاك فاقد الطاقة الناتج عن احتكاك الأنابيب والتجهيزات في النظام. ويمكن حسابه باستخدام معادلة دارسي-فايسباخ:

Hf=fLQ^2/D^2g

أين:

• Hf= رأس الاحتكاك (متر)
• f= عامل احتكاك دارسي (بدون أبعاد)
• L= طول الأنبوب (متر)
• Q= معدل التدفق (م³/ثانية)
• D= قطر الأنبوب (متر)
• g= تسارع الجاذبية (9.81 م/ث²)

معادلة إجمالي الرأس

إجمالي الرأس (H) لنظام المضخة هو مجموع كل هذه المكونات:

H=Hs+Hv+Hp+Hf

إن فهم هذه المعادلة يسمح للمهندسين بتصميم أنظمة مضخات فعالة من خلال النظر في عوامل مثل معدل التدفق المطلوب، وأبعاد الأنابيب، وفروق الارتفاع، ومتطلبات الضغط.