وصف عام
يتميز المائع، كما يوحي اسمه، بقدرته على التدفق. وهو يختلف عن المادة الصلبة في أنه يعاني من التشوه بسبب إجهاد القص، مهما كان إجهاد القص صغيرًا.المعيار الوحيد هو أن يمر وقت كافٍ حتى يحدث التشوه.وبهذا المعنى يكون السائل عديم الشكل.
يمكن تقسيم السوائل إلى سوائل وغازات.يكون السائل قابلاً للانضغاط قليلًا فقط، ويكون هناك سطح حر عند وضعه في وعاء مفتوح.ومن ناحية أخرى، يتوسع الغاز دائمًا ليملأ حاويته.البخار هو غاز قريب من الحالة السائلة.
السائل الذي يهتم به المهندس بشكل أساسي هو الماء.وقد يحتوي على ما يصل إلى ثلاثة في المائة من الهواء في المحلول والذي يميل إلى إطلاقه عند الضغط الجوي الفرعي.ويجب توفير ذلك عند تصميم المضخات والصمامات وخطوط الأنابيب وما إلى ذلك.
محرك الديزل التوربيني العمودي متعدد المراحل الطرد المركزي مضخة صرف المياه العمودية هذا النوع من مضخة الصرف العمودية يستخدم بشكل رئيسي لضخ عدم التآكل، ودرجة الحرارة أقل من 60 درجة مئوية، والمواد الصلبة العالقة (لا تشمل الألياف، والحصى) أقل من 150 ملغم / لتر من المحتوى مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الصحي.مضخة الصرف الرأسية من النوع VTP موجودة في مضخات المياه العمودية من النوع VTP، وعلى أساس الزيادة والطوق، يتم ضبط زيت تشحيم الأنبوب بالماء.يمكن أن تكون درجة حرارة التدخين أقل من 60 درجة مئوية، ويتم إرسالها لاحتواء حبيبات صلبة معينة (مثل خردة الحديد والرمل الناعم والفحم وما إلى ذلك) 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 نظام SI يتم التعبير عنها بـ كجم / م3.
تصل كثافة الماء إلى أقصى كثافة وهي 1000 كجم/م3عند 4 درجات مئوية.هناك انخفاض طفيف في الكثافة مع زيادة درجة الحرارة ولكن للأغراض العملية تكون كثافة الماء 1000 كجم/م3.
الكثافة النسبية هي نسبة كثافة السائل إلى كثافة الماء.
كتلة محددة (ث)
الكتلة النوعية للسائل هي كتلته لكل وحدة حجم. في نظام Si، يتم التعبير عنها بـ N/m3.في درجات الحرارة العادية، ث هو 9810 نيوتن / م3أو 9,81 كيلو نيوتن/م3(حوالي 10 كيلو نيوتن/م3 لسهولة الحساب).
الثقل النوعي (SG)
الثقل النوعي للسائل هو نسبة كتلة حجم معين من السائل إلى كتلة نفس الحجم من الماء.وبالتالي فهي أيضًا نسبة كثافة السائل إلى كثافة الماء النقي، وعادةً ما تكون جميعها عند 15 درجة مئوية.
رقم الموديل: TWP
تم تصميم مضخات مياه الآبار ذاتية التحضير من سلسلة TWP من سلسلة TWP بواسطة DRAKOS PUMP من سنغافورة وشركة REEOFLO الألمانية.يمكن لهذه السلسلة من المضخات نقل جميع أنواع الجزيئات المحتوية على جزيئات نظيفة ومحايدة ومسببة للتآكل.حل الكثير من أخطاء المضخة ذاتية التحضير التقليدية.هذا النوع من مضخة التحضير الذاتي ذات هيكل التشغيل الجاف الفريد سيتم تشغيله تلقائيًا وإعادة تشغيله بدون سائل للبدء الأول، يمكن أن يكون رأس الشفط أكثر من 9 أمتار؛يحافظ التصميم الهيدروليكي الممتاز والهيكل الفريد على الكفاءة العالية بنسبة تزيد عن 75%.وتركيب هيكل مختلف لاختياري.
معامل السائبة (ك)
أو لأغراض عملية، يمكن اعتبار السوائل غير قابلة للضغط.ومع ذلك، هناك حالات معينة، مثل التدفق غير المستقر في الأنابيب، حيث يجب أن تؤخذ الانضغاطية بعين الاعتبار.يتم الحصول على المعامل الحجمي للمرونة، k، بواسطة:
حيث p هي الزيادة في الضغط والتي، عند تطبيقها على الحجم V، تؤدي إلى انخفاض في الحجم AV.وبما أن الانخفاض في الحجم يجب أن يرتبط بزيادة متناسبة في الكثافة، فيمكن التعبير عن المعادلة 1 على النحو التالي:
أو ماء،k يساوي تقريبًا 2150 ميجا باسكال عند درجات الحرارة والضغوط العادية.ويترتب على ذلك أن الماء أكثر قابلية للانضغاط بحوالي 100 مرة من الفولاذ.
السائل المثالي
السائل المثالي أو المثالي هو الذي لا توجد فيه ضغوط عرضية أو قص بين جزيئات السائل.تعمل القوى دائمًا بشكل طبيعي في قسم ما وتقتصر على قوى الضغط والتسارع.لا يوجد سائل حقيقي يتوافق تمامًا مع هذا المفهوم، وبالنسبة لجميع السوائل المتحركة هناك ضغوط عرضية لها تأثير مخفف على الحركة.ومع ذلك، فإن بعض السوائل، بما في ذلك الماء، تكون قريبة من السائل المثالي، وهذا الافتراض المبسط يتيح اعتماد أساليب رياضية أو رسومية في حل بعض مشاكل التدفق.
رقم الموديل: XBC-VTP
مضخات مكافحة الحرائق ذات العمود الطويل العمودي من سلسلة XBC-VTP هي عبارة عن سلسلة من مضخات الناشر أحادية المرحلة ومتعددة المراحل، والتي تم تصنيعها وفقًا لأحدث المعايير الوطنية GB6245-2006.قمنا أيضًا بتحسين التصميم بالرجوع إلى معيار جمعية الحماية من الحرائق بالولايات المتحدة.يتم استخدامه بشكل رئيسي لإمدادات مياه الحرائق في البتروكيماويات والغاز الطبيعي ومحطات الطاقة والمنسوجات القطنية والأرصفة والطيران والتخزين والمباني الشاهقة وغيرها من الصناعات.يمكن أن ينطبق أيضًا على السفن والخزانات البحرية وسفينة الإطفاء ومناسبات الإمداد الأخرى.
اللزوجة
لزوجة السائل هي مقياس لمقاومته للإجهاد العرضي أو القص.ينشأ من تفاعل وتماسك جزيئات السوائل.تمتلك جميع الموائع الحقيقية لزوجة، ولو بدرجات متفاوتة.يتناسب إجهاد القص في المادة الصلبة مع الانفعال بينما يتناسب إجهاد القص في المائع مع معدل انفعال القص. ويترتب على ذلك أنه لا يمكن أن يكون هناك إجهاد قص في المائع الذي يكون في حالة سكون.
الشكل 1. تشوه لزج
لنفترض وجود مائع محصور بين لوحين يقعان على مسافة قصيرة جدًا (الشكل 1).تكون اللوحة السفلية ثابتة بينما تتحرك اللوحة العلوية بسرعة v. ومن المفترض أن تحدث حركة السوائل في سلسلة من الطبقات أو الصفائح الرقيقة بشكل لا نهائي، والتي تتمتع بحرية انزلاق واحدة فوق الأخرى.لا يوجد تدفق متقاطع أو اضطراب.تكون الطبقة المجاورة للوحة الثابتة في حالة سكون بينما الطبقة المجاورة للوحة المتحركة لها سرعة v. معدل إجهاد القص أو تدرج السرعة هو dv/dy.يتم إعطاء اللزوجة الديناميكية أو ببساطة اللزوجة μ بواسطة
لهذا السبب:
تم افتراض هذا التعبير عن الإجهاد اللزج لأول مرة بواسطة نيوتن ويعرف باسم معادلة نيوتن للزوجة.جميع الموائع تقريبًا لها معامل تناسب ثابت ويشار إليها بالموائع النيوتونية.
الصورة 2.العلاقة بين إجهاد القص ومعدل إجهاد القص.
الشكل 2 هو تمثيل رسومي للمعادلة 3 ويوضح السلوكيات المختلفة للمواد الصلبة والسوائل تحت ضغط القص.
يتم التعبير عن اللزوجة بالمئويات (Pa.s أو Ns/m2).
في العديد من المسائل المتعلقة بحركة السوائل، تظهر اللزوجة مع الكثافة في الشكل μ/p (مستقل عن القوة) ومن الملائم استخدام مصطلح واحد v، المعروف باسم اللزوجة الحركية.
قد تصل قيمة ν للنفط الثقيل إلى 900 × 10-6m2/s، بينما بالنسبة للمياه، التي لديها لزوجة منخفضة نسبيًا، فهي فقط 1,14 × 10 م2/ث عند 15 درجة مئوية. تتناقص اللزوجة الحركية للسائل مع زيادة درجة الحرارة.في درجة حرارة الغرفة، تبلغ اللزوجة الحركية للهواء حوالي 13 مرة من لزوجة الماء.
التوتر السطحي والشعرية
ملحوظة:
التماسك هو جاذبية الجزيئات المتشابهة لبعضها البعض.
الالتصاق هو عامل الجذب الذي تمتلكه الجزيئات المختلفة لبعضها البعض.
التوتر السطحي هو الخاصية الفيزيائية التي تمكن من تعليق قطرة ماء عند الصنبور، أو ملء وعاء بسائل أعلى قليلاً من حافته، ومع ذلك لا ينسكب أو تطفو إبرة على سطح السائل.كل هذه الظواهر ناتجة عن التماسك بين الجزيئات الموجودة على سطح السائل المجاور لسائل أو غاز آخر غير قابل للامتزاج.يبدو الأمر كما لو أن السطح يتكون من غشاء مرن، متوتر بشكل موحد، ويميل دائمًا إلى تقليص المنطقة السطحية.وهكذا نجد أن فقاعات الغاز الموجودة في السائل وقطرات الرطوبة الموجودة في الجو تكون كروية الشكل تقريبًا.
تتناسب قوة التوتر السطحي عبر أي خط وهمي على سطح حر مع طول الخط وتؤثر في اتجاه عمودي عليه.يتم التعبير عن التوتر السطحي لكل وحدة طول بالمليون / م.حجمها صغير جدًا، حيث يبلغ حوالي 73 ميلي نيوتن/م بالنسبة للماء الملامس للهواء في درجة حرارة الغرفة.هناك انخفاض طفيف في العشرات السطحيةiمع ارتفاع درجة الحرارة.
في معظم التطبيقات الهيدروليكية، يكون للتوتر السطحي أهمية قليلة نظرًا لأن القوى المرتبطة به تكون ضئيلة بشكل عام مقارنة بالقوى الهيدروستاتيكية والديناميكية.يكون التوتر السطحي ذا أهمية فقط عندما يكون هناك سطح حر وتكون الأبعاد الحدودية صغيرة.وهكذا في حالة النماذج الهيدروليكية، فإن تأثيرات التوتر السطحي، التي ليس لها أي نتيجة في النموذج الأولي، قد تؤثر على سلوك التدفق في النموذج، ويجب أن يؤخذ مصدر الخطأ هذا في المحاكاة بعين الاعتبار عند تفسير النتائج.
تكون تأثيرات التوتر السطحي واضحة جدًا في حالة الأنابيب ذات التجويف الصغير المفتوحة على الغلاف الجوي.قد تأخذ هذه شكل أنابيب مقياس الضغط في المختبر أو تفتح المسام في التربة.على سبيل المثال، عند غمس أنبوب زجاجي صغير في الماء، نجد أن الماء يرتفع داخل الأنبوب، كما هو موضح في الشكل 3.
ويكون سطح الماء في الأنبوب، أو الغضروف المفصلي كما يطلق عليه، مقعرًا إلى الأعلى.وتعرف هذه الظاهرة بالخاصية الشعرية، ويشير الاتصال العرضي بين الماء والزجاج إلى أن التماسك الداخلي للماء أقل من الالتصاق بين الماء والزجاج.يكون ضغط الماء داخل الأنبوب المجاور للسطح الحر أقل من الضغط الجوي.
الشكل 3. القدرة الشعرية
يتصرف الزئبق بشكل مختلف إلى حد ما، كما هو مبين في الشكل 3 (ب). وبما أن قوى التماسك أكبر من قوى الالتصاق، فإن زاوية التلامس أكبر ويكون للغضروف المفصلي وجه محدب بالنسبة للغلاف الجوي ويكون منخفضًا.الضغط المجاور للسطح الحر أكبر من الضغط الجوي.
يمكن تجنب التأثيرات الشعرية في أجهزة القياس والنظارات باستخدام أنابيب لا يقل قطرها عن 10 مم.
مضخة الطرد المركزي لمياه البحر
رقم الموديل: ASN ASNV
مضخات ASN وASNV النموذجية عبارة عن مضخات طرد مركزي ذات غلاف حلزوني مزدوج الشفط أحادية المرحلة، وتستخدم أو تستخدم لنقل السوائل لأعمال المياه، وتدوير تكييف الهواء، والبناء، والري، ومحطة ضخ الصرف الصحي، ومحطة الطاقة الكهربائية، ونظام إمدادات المياه الصناعية، ومكافحة الحرائق النظام والسفينة والبناء وما إلى ذلك.
ضغط البخار
يتم إطلاق الجزيئات السائلة التي تمتلك طاقة حركية كافية من الجسم الرئيسي للسائل عند سطحه الحر وتمريرها إلى البخار.يُعرف الضغط الذي يمارسه هذا البخار بضغط البخار، P،.ترتبط الزيادة في درجة الحرارة بزيادة التحريض الجزيئي وبالتالي زيادة في ضغط البخار.عندما يساوي ضغط البخار ضغط الغاز فوقه، يغلي السائل.يبلغ ضغط بخار الماء عند 15 درجة مئوية 1,72 كيلو باسكال (1,72 كيلو نيوتن/م)2).
الضغط الجوي
يتم قياس ضغط الغلاف الجوي على سطح الأرض بواسطة البارومتر.عند مستوى سطح البحر يبلغ متوسط الضغط الجوي 101 كيلو باسكال ويتم توحيده بهذه القيمة.هناك انخفاض في الضغط الجوي مع الارتفاع؛على سبيل المثال، عند ارتفاع 1500 متر، يتم تقليلها إلى 88 كيلو باسكال.يبلغ ارتفاع عمود الماء المكافئ 10,3 مترًا عند مستوى سطح البحر، وغالبًا ما يشار إليه باسم مقياس الماء.الارتفاع افتراضي، لأن ضغط بخار الماء من شأنه أن يحول دون الوصول إلى فراغ كامل.الزئبق هو سائل بارومتري أفضل بكثير، لأنه يحتوي على ضغط بخار لا يذكر.كما أن كثافته العالية تؤدي إلى عمود ذو ارتفاع معقول - حوالي 0,75 متر عند مستوى سطح البحر.
وبما أن معظم الضغوط التي يتم مواجهتها في المكونات الهيدروليكية تكون أعلى من الضغط الجوي ويتم قياسها بأجهزة تسجل نسبيًا، فمن الملائم اعتبار الضغط الجوي بمثابة مرجع الإسناد، أي صفر.ويشار بعد ذلك إلى الضغوط على أنها ضغوط قياس عندما تكون فوق الضغط الجوي وضغوط الفراغ عندما تكون تحته.إذا تم أخذ الضغط الصفري الحقيقي كمسند، يقال إن الضغوط مطلقة.في الفصل 5 حيث تمت مناقشة NPSH، تم التعبير عن جميع الأرقام بمصطلحات بارومتر الماء المطلق، أي المستوى = 0 مقياس بار = 1 بار مطلق = 101 كيلو باسكال = 10.3 متر ماء.
وقت النشر: 20 مارس 2024