sales@tkflow.com 
الوصف العام
يتميز السائل، كما يوحي اسمه، بقدرته على التدفق. ويختلف عن المادة الصلبة في تعرضه للتشوه نتيجة إجهاد القص، مهما كان صغيرًا. والمعيار الوحيد هو انقضاء وقت كافٍ لحدوث هذا التشوه. وبهذا المعنى، يكون السائل عديم الشكل.
يمكن تقسيم الموائع إلى سوائل وغازات. السائل قابل للانضغاط بشكل طفيف فقط، ويوجد سطح حر عند وضعه في وعاء مفتوح. من ناحية أخرى، يتمدد الغاز دائمًا لملء الوعاء الذي يحويه. أما البخار فهو غاز قريب من السائل.
السائل الذي يهتم به المهندس بشكل رئيسي هو الماء. قد يحتوي على ما يصل إلى ثلاثة بالمائة من الهواء في محلول، والذي يميل إلى الانطلاق عند ضغوط دون الضغط الجوي. يجب مراعاة ذلك عند تصميم المضخات والصمامات وخطوط الأنابيب، إلخ.
مضخة تصريف مياه توربينية عمودية متعددة المراحل بمحرك ديزل، بعمود خطي طرد مركزي. يُستخدم هذا النوع من مضخات التصريف العمودية بشكل رئيسي لضخ مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الصحي الخالية من التآكل، ودرجة حرارة أقل من 60 درجة مئوية، والمواد الصلبة العالقة (باستثناء الألياف والحصى) التي تقل عن 150 ملجم/لتر. مضخة التصريف العمودية من نوع VTP هي من مضخات المياه العمودية من نوع VTP، وبناءً على زيادة الطوق، يتم ضبط زيت تزييت الأنبوب بالماء. يمكن إرسالها إلى درجة حرارة أقل من 60 درجة مئوية لاحتواء حبيبات صلبة معينة (مثل خردة الحديد والرمل الناعم والفحم، إلخ) من مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الصحي.
يتم وصف الخصائص الفيزيائية الرئيسية للسوائل على النحو التالي:
الكثافة (ρ)
كثافة السائل هي كتلته لكل وحدة حجم. في النظام الدولي للوحدات، يُعبَّر عنها بالكيلوغرام/م³.3.
تبلغ كثافة الماء القصوى 1000 كجم/م3عند 4 درجات مئوية. هناك انخفاض طفيف في الكثافة مع ارتفاع درجة الحرارة، ولكن لأغراض عملية، تبلغ كثافة الماء 1000 كجم/م³.3.
الكثافة النسبية هي نسبة كثافة السائل إلى كثافة الماء.
الكتلة النوعية (w)
الكتلة النوعية للسائل هي كتلته لكل وحدة حجم. في نظام Si، يتم التعبير عنها بوحدة N/m3في درجات الحرارة العادية، w يساوي 9810 نيوتن/متر3أو 9,81 كيلو نيوتن/متر3(حوالي 10 كيلو نيوتن/متر3 (لسهولة الحساب).
الثقل النوعي (SG)
الكثافة النوعية للسائل هي نسبة كتلة حجم معين منه إلى كتلة الحجم نفسه من الماء. وبالتالي، فهي أيضًا نسبة كثافة السائل إلى كثافة الماء النقي، وعادةً ما تكون جميعها عند درجة حرارة 15 درجة مئوية.
مضخة نقطة البئر ذات التحضير الفراغي
رقم الموديل: TWP
مضخات مياه الطوارئ ذاتية التحضير بمحرك ديزل متحرك من سلسلة TWP، مصممة بالتعاون بين شركة DRAKOS PUMP السنغافورية وشركة REEOFLO الألمانية. هذه السلسلة من المضخات قادرة على نقل جميع أنواع الجسيمات التي تحتوي على مواد نظيفة، ومحايدة، ومسببة للتآكل. تحل هذه المضخات العديد من أعطال المضخات التقليدية ذاتية التحضير. تتميز هذه المضخات بهيكل تشغيل جاف فريد، يبدأ التشغيل ويعاد تشغيله تلقائيًا بدون سائل عند التشغيل الأول. يصل طول رأس الشفط إلى أكثر من 9 أمتار. تصميم هيدروليكي ممتاز وهيكل فريد يحافظ على كفاءة عالية تتجاوز 75%. تتوفر خيارات تركيب هيكلية مختلفة.
معامل المرونة الكلي (ك)
لأغراض عملية، يمكن اعتبار السوائل غير قابلة للانضغاط. ومع ذلك، هناك حالات معينة، مثل التدفق غير المستقر في الأنابيب، حيث يجب أخذ قابلية الانضغاط في الاعتبار. يُعطى معامل المرونة الكلي، k، بالمعادلة التالية:
حيث p هو زيادة الضغط التي، عند تطبيقها على حجم V، تؤدي إلى انخفاض في الحجم AV. بما أن انخفاض الحجم يجب أن يرتبط بزيادة متناسبة في الكثافة، يمكن التعبير عن المعادلة 1 على النحو التالي:
أو الماء، k يساوي تقريبًا ٢١٥٠ ميجا باسكال في درجات الحرارة والضغوط العادية. وهذا يعني أن الماء أكثر قابلية للانضغاط من الفولاذ بحوالي ١٠٠ مرة.
السائل المثالي
السائل المثالي هو السائل الذي لا توجد فيه إجهادات مماسية أو قصية بين جزيئاته. تؤثر القوى دائمًا بشكل عمودي على مقطع معين، وتقتصر على قوى الضغط والتسارع. لا يوجد سائل حقيقي يتوافق تمامًا مع هذا المفهوم، فجميع السوائل المتحركة تحتوي على إجهادات مماسية تُضعف حركتها. مع ذلك، فإن بعض السوائل، بما في ذلك الماء، تقترب من السائل المثالي، وهذا الافتراض المُبسط يُتيح اعتماد أساليب رياضية أو بيانية في حل بعض مسائل التدفق.
رقم الموديل: XBC-VTP
مضخات إطفاء الحرائق العمودية ذات العمود الطويل من سلسلة XBC-VTP هي سلسلة من مضخات التوزيع أحادية المرحلة ومتعددة المراحل، مصنّعة وفقًا لأحدث المعايير الوطنية GB6245-2006. كما حسّنّا تصميمها وفقًا لمعايير جمعية الحماية من الحرائق الأمريكية. تُستخدم هذه المضخات بشكل رئيسي في إمدادات مياه الإطفاء في صناعات البتروكيماويات، والغاز الطبيعي، ومحطات الطاقة، والمنسوجات القطنية، والأرصفة، والطيران، والمستودعات، والمباني الشاهقة، وغيرها. كما يمكن استخدامها في السفن، وخزانات المياه، وسفن الإطفاء، وغيرها من منشآت الإمداد.
اللزوجة
لزوجة السائل هي مقياس لمقاومته للإجهاد المماسي أو القصي. تنشأ اللزوجة من تفاعل جزيئات السائل وتماسكها. جميع السوائل الحقيقية تمتلك لزوجة، وإن بدرجات متفاوتة. يتناسب إجهاد القص في المواد الصلبة طرديًا مع الانفعال، بينما يتناسب إجهاد القص في السوائل طرديًا مع معدل انفعال القص. ويترتب على ذلك أنه لا يمكن أن يوجد إجهاد قص في السائل الساكن.
الشكل 1. التشوه اللزج
لنفترض وجود سائل محصور بين صفيحتين تقعان على مسافة قصيرة جدًا y (الشكل 1). الصفيحة السفلية ثابتة بينما تتحرك الصفيحة العلوية بسرعة v. يُفترض أن حركة السائل تتم في سلسلة من الطبقات الرقيقة للغاية أو الصفائح، حرة الانزلاق فوق بعضها البعض. لا يوجد تدفق متقاطع أو اضطراب. الطبقة المجاورة للصفيحة الثابتة ساكنة، بينما الطبقة المجاورة للصفيحة المتحركة لها سرعة v. معدل إجهاد القص أو تدرج السرعة هو dv/dy. تُعطى اللزوجة الديناميكية، أو ببساطة اللزوجة μ، بالمعادلة:
لهذا السبب:
كان نيوتن أول من افترض هذه الصيغة للإجهاد اللزج، وتُعرف بمعادلة نيوتن للزوجة. جميع السوائل تقريبًا لها معامل تناسب ثابت، ويُشار إليها باسم السوائل النيوتونية.
الشكل 2. العلاقة بين إجهاد القص ومعدل انفعال القص.
الشكل 2 عبارة عن تمثيل بياني للمعادلة 3 ويوضح السلوكيات المختلفة للمواد الصلبة والسائلة تحت ضغط القص.
يتم التعبير عن اللزوجة بوحدة السنتيبواز (Pa.s أو Ns/m)2).
في العديد من المشاكل المتعلقة بحركة السوائل، تظهر اللزوجة مع الكثافة في شكل μ/p (مستقلة عن القوة) ومن المناسب استخدام مصطلح واحد v، المعروف باسم اللزوجة الحركية.
قد تصل قيمة ν للزيت الثقيل إلى 900 × 10-6m2في الثانية، بينما تبلغ لزوجة الماء المنخفضة نسبيًا 1.14 × 10 ميكرومتر مربع/ثانية فقط عند 15 درجة مئوية. تنخفض اللزوجة الحركية للسائل مع ارتفاع درجة الحرارة. في درجة حرارة الغرفة، تبلغ اللزوجة الحركية للهواء حوالي 13 ضعفًا من اللزوجة الحركية للماء.
التوتر السطحي والشعرية
ملحوظة:
التماسك هو الجاذبية التي تتمتع بها الجزيئات المتشابهة تجاه بعضها البعض.
الالتصاق هو الجاذبية التي تحدث بين الجزيئات المختلفة تجاه بعضها البعض.
التوتر السطحي هو الخاصية الفيزيائية التي تُمكّن قطرة ماء من البقاء معلقة عند صنبور، أو وعاءً يُملأ بسائل أعلى قليلاً من حافته دون أن ينسكب، أو إبرةً من أن تطفو على سطح سائل. جميع هذه الظواهر ناتجة عن تماسك الجزيئات على سطح سائل يجاور سائلاً أو غازاً آخر غير قابل للامتزاج. يبدو الأمر كما لو أن السطح يتكون من غشاء مرن، مُجهد بشكل متساوٍ، يميل دائمًا إلى انكماش المساحة السطحية. وهكذا نجد أن فقاعات الغاز في السائل وقطرات الرطوبة في الغلاف الجوي تكون كروية الشكل تقريبًا.
قوة التوتر السطحي عبر أي خط وهمي على سطح حر تتناسب طرديًا مع طوله، وتؤثر في اتجاه عمودي عليه. يُعبَّر عن التوتر السطحي لكل وحدة طول بوحدة ملي نيوتن/متر. وقيمته صغيرة جدًا، إذ تبلغ حوالي 73 ملي نيوتن/متر للماء الملامس للهواء في درجة حرارة الغرفة. هناك انخفاض طفيف في قوى التوتر السطحي.iمع ارتفاع درجة الحرارة.
في معظم تطبيقات الهيدروليكا، يُعدّ التوتر السطحي ذا أهمية ضئيلة، إذ تُهمَل القوى المصاحبة له عادةً مقارنةً بالقوى الهيدروستاتيكية والديناميكية. ولا يُؤثّر التوتر السطحي إلا في وجود سطح حرّ وأبعاد حدودية صغيرة. لذا، في حالة النماذج الهيدروليكية، قد تؤثر تأثيرات التوتر السطحي، التي لا تُؤثّر على النموذج الأولي، على سلوك التدفق في النموذج، ويجب أخذ هذا المصدر للخطأ في المحاكاة في الاعتبار عند تفسير النتائج.
تكون تأثيرات التوتر السطحي واضحةً جدًا في حالة الأنابيب صغيرة الثقوب المفتوحة على الغلاف الجوي. قد تتخذ هذه الأنابيب شكل أنابيب قياس الضغط في المختبر أو مسام مفتوحة في التربة. على سبيل المثال، عند غمر أنبوب زجاجي صغير في الماء، سيُلاحظ أن الماء يرتفع داخل الأنبوب، كما هو موضح في الشكل 3.
سطح الماء في الأنبوب، أو ما يُسمى بالسطح الهلالي، مقعرٌ للأعلى. تُعرف هذه الظاهرة بالشعرية، ويشير التلامس المماسي بين الماء والزجاج إلى أن التماسك الداخلي للماء أقل من الالتصاق بينهما. ويكون ضغط الماء داخل الأنبوب المجاور للسطح الحر أقل من الضغط الجوي.
الشكل 3. الشعيرات الدموية
يتصرف الزئبق بشكل مختلف تمامًا، كما هو موضح في الشكل 3(ب). بما أن قوى التماسك أكبر من قوى الالتصاق، فإن زاوية التلامس تكون أكبر، ويكون للسطح الهلالي وجه محدب للغلاف الجوي ومضغوط. ويكون الضغط المجاور للسطح الحر أكبر من الضغط الجوي.
يمكن تجنب تأثيرات الشعيرات الدموية في أجهزة قياس الضغط وزجاج القياس عن طريق استخدام أنابيب لا يقل قطرها عن 10 مم.
مضخة الطرد المركزي لتنقية مياه البحر
رقم الموديل: ASN ASNV
مضخات نموذج ASN وASNV هي مضخات طرد مركزي أحادية المرحلة ذات غلاف حلزوني مقسم مزدوج الشفط وتستخدم لنقل السوائل لأعمال المياه، ودوران تكييف الهواء، والبناء، والري، ومحطة ضخ الصرف، ومحطة الطاقة الكهربائية، ونظام إمداد المياه الصناعي، ونظام مكافحة الحرائق، والسفن، والمباني وما إلى ذلك.
ضغط البخار
تنطلق جزيئات السائل التي تمتلك طاقة حركية كافية من الجسم الرئيسي للسائل عند سطحه الحر، وتنتقل إلى البخار. يُعرف الضغط الذي يمارسه هذا البخار بضغط البخار، P. يرتبط ارتفاع درجة الحرارة بزيادة التحريض الجزيئي، وبالتالي زيادة ضغط البخار. عندما يكون ضغط البخار مساويًا لضغط الغاز فوقه، يغلي السائل. يبلغ ضغط بخار الماء عند درجة حرارة 15 درجة مئوية 1.72 كيلو باسكال (1.72 كيلو نيوتن/متر).2).
الضغط الجوي
يُقاس ضغط الغلاف الجوي على سطح الأرض بمقياس الضغط الجوي. عند مستوى سطح البحر، يبلغ متوسط الضغط الجوي 101 كيلو باسكال، ويُوحد عند هذه القيمة. ينخفض الضغط الجوي مع الارتفاع؛ فعلى سبيل المثال، ينخفض إلى 88 كيلو باسكال عند ارتفاع 1500 متر. يبلغ ارتفاع عمود الماء المكافئ 10.3 متر عند مستوى سطح البحر، ويُشار إليه غالبًا باسم مقياس الضغط الجوي. هذا الارتفاع افتراضي، لأن ضغط بخار الماء يحول دون الوصول إلى فراغ كامل. يُعد الزئبق سائلًا بارومتريًا متفوقًا بكثير، نظرًا لضغط بخاره المهمل. كما أن كثافته العالية تُنتج عمودًا بارتفاع معقول - حوالي 0.75 متر عند مستوى سطح البحر.
بما أن معظم الضغوط المُصادفة في الهيدروليكا تكون أعلى من الضغط الجوي وتُقاس بأجهزة تسجيل نسبي، فمن المُلائم اعتبار الضغط الجوي هو المُرجع، أي الصفر. يُشار إلى الضغوط بضغوط المقياس عندما تكون أعلى من الضغط الجوي، وضغوط الفراغ عندما تكون أقل منه. إذا اعتُبر ضغط الصفر الحقيقي مُرجعًا، تُعتبر الضغوط مطلقة. في الفصل الخامس، حيث يُناقش NPSH، تُعبر جميع الأرقام عن الضغط المطلق للمياه، مستوى الضغط = 0 بار، المقياس = 1 بار مُطلق = 101 كيلو باسكال = 10.3 متر مكعب من الماء.
وقت النشر: ٢٠ مارس ٢٠٢٤