تويت
انواع مضخات الري Types of pumps
يوجد أنواع عديدة من المضخات المستخدمة في رفع ماء الري ويمكن تقسيمها من
حيث حركة الجزء الفعال بها إلى:
1- المضخات الدورانية : Rotary pumps
ويوجد أنواع عديدة من هذه المضخات وهي الأنواع المنتشرة في رفع المياه للري وينتشر في مصر من هذه الأنواع المضخات الطاردة المركزية Centrifugal pumps ويوجد منها أنواع كثيرة تختلف في تصرفها وفي كفاءتها وفي نوع المروحة المستخدمة بها شكل (1) وعادة تستخدم هذه المضخات في الدلتا والوادي لرفع المياه من الترع حيث أن قدرة هذه المضخات على السحب لا تتجاوز عمليا 6 أمتار أما في مناطق الاستصلاح الحديثة والتي ربما تكون المياه على أعماق كبيرة تصل إلى مئات الأمتار فتستخدم المضخات التربينية وهي مضخات لها عدة مراوح وتقوم برفع المياه إلى مسافات بعيدة وتتوقف مسافه الرفع على عدد المراوح بها ولابد أن يكون أحد هذه المراوح تحت سطح الماء. ويوجد أنواع أخرى من هذه المضخات مثل المضخات المروحية أو المحورية ولكن نادرا ما تستخدم في رفع مياه الري في مصر.
شكل (1) قطاع في الطلمبة الطاردة المركزية ذات المروحة الواحدة
2- المضخات ذات الكباس: Piston pumps
تتركب هذه المضخات من مكبس يتحرك داخل أسطوانة حيث يتحرك المكبس حركة ترددية شكل (5) ويوجد في رأس الأسطوانة صمامان أحدهما لدخول السائل والأخر لخروجه وهذه الصمامات تكون عادة مركبة على يايات ذاتية الحركة وتفتح وتقفل حسب حركة المكبس ولكنها تفتح دائما في اتجاه حركه السائل بحيث تسمح بمرور السائل إلى ماسورة الطرد ولا تسمح له بالرجوع ثانيا ويوجد من هذه المضخات نوعين رئيسيين وهما المضخات الماصة والمضخات الماصة الكابسة وهذه المضخات سرعتها بطينة وتصرفها متقطع ولكنها يمكنها أن تعطى ضغوط عالية ويمكن تركيب أكثر من وحده معا لإعطاء تصرف شبه منتظم والغرض من استخدام مضخات الري عموما ما يلي:
١- رفع منسوب الماء إلى مستوى أعلى.
۲- توصيل الماء من منسوب إلى نفس المنسوب ولكن بتصرف وحفظ كبير.
۳- توصيل الماء من منسوب إلى منسوب اعلى وتصرف كبير.
شكل (2) قطاع في طلمبة طاردة مركزية متعددة المراحل "متعددة المراوح"
شكل (3) المضخة التربينية
شكل (4) المضخة البريمية "المروحية"
شكل (5) المضخة ذات الكباس اليدوية
شكل (6) فعل المضخة ذات الكباس " الترددية "
بعض البنود التي يتم دراستها في آلات الري:
Types of proplmes encounterd at using the pump
1- تحديد أقصى عمود سحب وأقصى عمود طرد في ظروف تشغيل معينة ومع تقدم الآلة في العمر.
۲- تحديد التصرف في ظروف تشعيل مختلفة وعلاقة ذلك بالقدرة اللازمة أو معدل استهلاك الوقود.
3- تحديد أنسب مصادر القدرة للتشغيل نوع معين من المضخات (محرك ديزل مستقل - أو قدرة الجرار أو موتور كهرباء - أو طاقة غير تقليدية مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية).
4- مقارنة بين أنواع مختلفة من المضخات من حيث العمر الافتراضي واحتياجات الصيانة والقدرة اللازمة.
5- مقارنة بين أنواع مختلفة من وسائل رفع الماء مثل السواقي والطنبور وأنواع مختلفة من الطلمبات من حيث استهلاكها للقدرة والتصرف ومستوى الرفع.
6- تطوير في بعض أنواع الطلمبات لتناسب الظروف المصرية ويشمل ذلك مثلا تقليل الطاقة المفقودة في طرد الماء في المضخات الطاردة المركزية أو أمكانية استخدام المضخات المروحية أو غير ذلك..
۷- تطوير وسائل الرفع القديمة مثل السواقي أو الطنبور باستخدام الطاقات الميكانيكية أو الكهربائية.
۸- دراسة أنسب أنواع المضخات وحجمها لظروف معينة وتشمل هذه الظروف مستوي الماء والتصرف المطلوب للري والضاغط المناسب لطرق الري الحديثة.
۹- دراسة عن العوامل التصميمية لمراوح المضخات لتحقيق هدف معين.
۱۰- تكاليف الصيانة وقطع الغيار لأنواع مختلفة من المضخات على مدى عمر المضخة.
۱۱- تحديد أنسب أنواع الخامات والمعاملات الحرارية لمراوح المضخات لتناسب ظروف عمل معينة.
۱۲- دراسة عن الوسائل المختلفة لتحضير المضخات الطاردة المركزية وامكانية تطوير هذه الوسائل.
بعض القياسات الخاصة بالات الري:
Application of measurements techniques for pump
في المضخات الترددية يتأثر معدل التصرف والضاغط الكلى بمعدل الضخ أي عدد المشاوير في الدقيقة ويجري اختبار المضخات اليدوية بوضع المضخة على ارتفاعات مختلفة من مصدر الماء لقياس معدل التصرف مع ارتفاع الضاغط وذلك في المضخات الترددية الماصة المستخدمة في الريف المصري لرفع المياه الجوفية للشرب، وكذلك لقياس معدل التصرف مع معدل الضخ. وبالنسبة للمضخات التي تعمل بالقدرة الآلية يتم تحديد كفاءتها بحساب القدرة الخارجة المحسوبة من التصرف والضاغط الكلى ومقارنتها بالقدرة الداخلة للمضخة وذلك عند قيم مختلفة من المتغيرات.
بعض التعاريف الخاصة: Definitions
1- عمود الرفع الأستاتيكي وهو مقدار رفع الماء من الترعة إلى المستوى الذي تصل إليه بعد طردها من الطلمبة ويساوي عمود السحب الاستاتيكي وعمود الطرد الاستاتيكي شكل (7).
۲- عمود الرفع الديناميكي وهو مقدار رفع الماء من الترعة إلى المستوى الذي يصل إليه الماء بعد طردها من الطلمبة (عمود الرفع الأستاتيكي) مضافا إليها عمود الفقد بالاحتكاك أي المقدار الذي يمكن أن ترتفع الماء إليه لو لم يكن هناك احتكاك بين الماء والأجزاء التي تتحرك فيها.
شكل (7) بعض المصطلحات الخاصة بمضخات الري
3- القدرة الداخلة للمضخة
وهي القدرة المقاسة عند العمود المحرك للجزء الفعال في المضخة وذلك بقياس العزم أو السرعة أو أي وسيلة أخرى.
4- القدرة الخارجة من المضخة:
وهي القدرة الخارجة من المضخة وذلك بقياس التصرف وعمود الرفع الكلى.
5- كفاءة المضخة الكلية:
وهي النسبة بين القدرة الخارجة من المضخة والقدرة الداخلة للمضخة.
الإجراءات والقياسات التي تجري قبل التجارب:
Measurements before the field tests
۱- طول ماسورة الطرد والمادة المصنوعة منها.
۲- طول ماسورة السحب والمادة المصنوعة منها.
3- وزن الآلة.
4- قطر ماسورة الطرد ومأسورة السحب.
5- نوع المروحة وقطرها.
6- مصدر القدرة وطريقة اتصالها به.
۷- مقدار القدرة اللازمة وتقاس باستهلاك الوقود أو الطاقة الكهربية أو غير ذلك.
القياسات التي تجري أثناء التجارب الحقلية:
١- نوعية المياه وكمية الشوائب بها ونوع هذه الشوائب.
۲- معدل التصرف ويقاس عند قيم مختلفة من ارتفاعات الماء في المصدر.
3- منحنيات الأداء ويقاس كما يلي:
- الضاغط الكلى كدالة في التصرف
- السرعة كدالة في التصرف
- القدرة الداخلة كدالة في التصرف
- الكفاءة كدالة في التصرف
4- تقدير كفاءة المضخة:
تقدر كفاءة المضخة بتقدير القدرة الداخلة للمضخة عن طريق قياس الوقود أو قياس شدة التيار الكهربي الداخل لتشغيل المضخة وكذلك حساب الطاقة الخارجة كما يلي:
شكل (8) طريقة لاختبار المضخة
حيث:
H الضاغط الكلى بالمتر
pd ضغط الماء الخارج من الطلمبة ثقل كيلو جرام ام۲
ps سحب الماء عند الطلمبة ثقل كيلو جرام /م۲
p كثافة الماء ثقل كيلو جرام/ م۳
Vd سرعة خروج السائل متر /ث
Vs سرعة سحب السائل متر /ث
g عجلة الجاذبية م/ث2
hs المسافة الرأسية بين مستوى سطح الماء ومستوى المضخة.
hd المسافة الرأسية بين مستوى سطح المضخة ومستوى الطرد م
Q معدل التصرف م3/ث
اختبارات المتانة
تجرى هذه الاختبارات على المضخة لقياس متانة المضخة أو الأجزاء الأخرى الموصلة للقدرة وذلك بعمل المضخة على أقصى سرعة وأقصى قدره لمده ۱۰۰ ساعه على الأقل وأثناء هذه الاختبارات يدون كل الملاحظات الخاصة بالأعطال أو بتسرب بعض الأجزاء (چيوانات) أو عمليات الصيانة والإصلاحات والضبط المطلوبة مع ذكر مدي سهولة أو صعوبة إجراء هذه الأعمال.
أهم البنود التي يتضمنها تقرير تقييم آلات الري
1- صورة فوتوغرافية تتضمن الشكل العام وتفاصيل الأجزاء الأخرى.
۲- مواصفات الألة وتشمل
- جهة الصنع
- الطراز
- رقم الطراز
- عنوان المصنع وأسمه
- أبعاد الآلة الكلية وتشمل الطول والعرض والارتفاع
- وزن الآلة
- قطر المكبس أو قطر المروحة
- القدرة اللازمة وسرعة الجزء الفعال بالمضخة.
- اكبر سحب استاتيكي للمضخة
- وضع المضخة وانبوبة السحب والطرد من حيث الوضع الأفقي والرأسي
- التصرف الفعلي م3 /ساعة
- أكبر كفاءة
۳- نتائج اختبارات الأداء وتشمل : Results of performance tests
- تاريخ التجربة.
- موضع التجربة.
- مصدر الماء.
- درجة حرارة الجو والماء.
- مشاوير المضخة أو عدد اللفات في الدقيقة.
- عمود السحب الاستاتيكي.
- عمود الطرد الاستاتيكي.
- عمود الرفع الأستاتيكى الكلى.
- عمود الرفع الديناميكي الكلي.
- معدل التصرف.
- القدرة المائية.
- القدرة المحركة للمضخة.
- كفاءة المضخة٪.
4 - منحنيات الأداء:-
- الرفع الكلى مع التصرف.
- السرعة مع التصرف.
- عمود السحب مع التصرف.
- القدرة المحركة المضخة مع التصرف.
- الكفاءة مع التصرف.
5- عمليات الإصلاحات و الضبط والصيانة أثناء الاختبارات.
6- اختبارات المتانة وتجرى بعمل المضخة على الأقل ۱۰۰ساعة على أقصى سرعة وأعلى قدره لازمة لتشغيل المضخة.
يوجد أنواع عديدة من المضخات المستخدمة في رفع ماء الري ويمكن تقسيمها من
حيث حركة الجزء الفعال بها إلى:
1- المضخات الدورانية : Rotary pumps
ويوجد أنواع عديدة من هذه المضخات وهي الأنواع المنتشرة في رفع المياه للري وينتشر في مصر من هذه الأنواع المضخات الطاردة المركزية Centrifugal pumps ويوجد منها أنواع كثيرة تختلف في تصرفها وفي كفاءتها وفي نوع المروحة المستخدمة بها شكل (1) وعادة تستخدم هذه المضخات في الدلتا والوادي لرفع المياه من الترع حيث أن قدرة هذه المضخات على السحب لا تتجاوز عمليا 6 أمتار أما في مناطق الاستصلاح الحديثة والتي ربما تكون المياه على أعماق كبيرة تصل إلى مئات الأمتار فتستخدم المضخات التربينية وهي مضخات لها عدة مراوح وتقوم برفع المياه إلى مسافات بعيدة وتتوقف مسافه الرفع على عدد المراوح بها ولابد أن يكون أحد هذه المراوح تحت سطح الماء. ويوجد أنواع أخرى من هذه المضخات مثل المضخات المروحية أو المحورية ولكن نادرا ما تستخدم في رفع مياه الري في مصر.
شكل (1) قطاع في الطلمبة الطاردة المركزية ذات المروحة الواحدة
2- المضخات ذات الكباس: Piston pumps
تتركب هذه المضخات من مكبس يتحرك داخل أسطوانة حيث يتحرك المكبس حركة ترددية شكل (5) ويوجد في رأس الأسطوانة صمامان أحدهما لدخول السائل والأخر لخروجه وهذه الصمامات تكون عادة مركبة على يايات ذاتية الحركة وتفتح وتقفل حسب حركة المكبس ولكنها تفتح دائما في اتجاه حركه السائل بحيث تسمح بمرور السائل إلى ماسورة الطرد ولا تسمح له بالرجوع ثانيا ويوجد من هذه المضخات نوعين رئيسيين وهما المضخات الماصة والمضخات الماصة الكابسة وهذه المضخات سرعتها بطينة وتصرفها متقطع ولكنها يمكنها أن تعطى ضغوط عالية ويمكن تركيب أكثر من وحده معا لإعطاء تصرف شبه منتظم والغرض من استخدام مضخات الري عموما ما يلي:
١- رفع منسوب الماء إلى مستوى أعلى.
۲- توصيل الماء من منسوب إلى نفس المنسوب ولكن بتصرف وحفظ كبير.
۳- توصيل الماء من منسوب إلى منسوب اعلى وتصرف كبير.
شكل (2) قطاع في طلمبة طاردة مركزية متعددة المراحل "متعددة المراوح"
شكل (3) المضخة التربينية
شكل (4) المضخة البريمية "المروحية"
شكل (5) المضخة ذات الكباس اليدوية
شكل (6) فعل المضخة ذات الكباس " الترددية "
بعض البنود التي يتم دراستها في آلات الري:
Types of proplmes encounterd at using the pump
1- تحديد أقصى عمود سحب وأقصى عمود طرد في ظروف تشغيل معينة ومع تقدم الآلة في العمر.
۲- تحديد التصرف في ظروف تشعيل مختلفة وعلاقة ذلك بالقدرة اللازمة أو معدل استهلاك الوقود.
3- تحديد أنسب مصادر القدرة للتشغيل نوع معين من المضخات (محرك ديزل مستقل - أو قدرة الجرار أو موتور كهرباء - أو طاقة غير تقليدية مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية).
4- مقارنة بين أنواع مختلفة من المضخات من حيث العمر الافتراضي واحتياجات الصيانة والقدرة اللازمة.
5- مقارنة بين أنواع مختلفة من وسائل رفع الماء مثل السواقي والطنبور وأنواع مختلفة من الطلمبات من حيث استهلاكها للقدرة والتصرف ومستوى الرفع.
6- تطوير في بعض أنواع الطلمبات لتناسب الظروف المصرية ويشمل ذلك مثلا تقليل الطاقة المفقودة في طرد الماء في المضخات الطاردة المركزية أو أمكانية استخدام المضخات المروحية أو غير ذلك..
۷- تطوير وسائل الرفع القديمة مثل السواقي أو الطنبور باستخدام الطاقات الميكانيكية أو الكهربائية.
۸- دراسة أنسب أنواع المضخات وحجمها لظروف معينة وتشمل هذه الظروف مستوي الماء والتصرف المطلوب للري والضاغط المناسب لطرق الري الحديثة.
۹- دراسة عن العوامل التصميمية لمراوح المضخات لتحقيق هدف معين.
۱۰- تكاليف الصيانة وقطع الغيار لأنواع مختلفة من المضخات على مدى عمر المضخة.
۱۱- تحديد أنسب أنواع الخامات والمعاملات الحرارية لمراوح المضخات لتناسب ظروف عمل معينة.
۱۲- دراسة عن الوسائل المختلفة لتحضير المضخات الطاردة المركزية وامكانية تطوير هذه الوسائل.
بعض القياسات الخاصة بالات الري:
Application of measurements techniques for pump
في المضخات الترددية يتأثر معدل التصرف والضاغط الكلى بمعدل الضخ أي عدد المشاوير في الدقيقة ويجري اختبار المضخات اليدوية بوضع المضخة على ارتفاعات مختلفة من مصدر الماء لقياس معدل التصرف مع ارتفاع الضاغط وذلك في المضخات الترددية الماصة المستخدمة في الريف المصري لرفع المياه الجوفية للشرب، وكذلك لقياس معدل التصرف مع معدل الضخ. وبالنسبة للمضخات التي تعمل بالقدرة الآلية يتم تحديد كفاءتها بحساب القدرة الخارجة المحسوبة من التصرف والضاغط الكلى ومقارنتها بالقدرة الداخلة للمضخة وذلك عند قيم مختلفة من المتغيرات.
بعض التعاريف الخاصة: Definitions
1- عمود الرفع الأستاتيكي وهو مقدار رفع الماء من الترعة إلى المستوى الذي تصل إليه بعد طردها من الطلمبة ويساوي عمود السحب الاستاتيكي وعمود الطرد الاستاتيكي شكل (7).
۲- عمود الرفع الديناميكي وهو مقدار رفع الماء من الترعة إلى المستوى الذي يصل إليه الماء بعد طردها من الطلمبة (عمود الرفع الأستاتيكي) مضافا إليها عمود الفقد بالاحتكاك أي المقدار الذي يمكن أن ترتفع الماء إليه لو لم يكن هناك احتكاك بين الماء والأجزاء التي تتحرك فيها.
شكل (7) بعض المصطلحات الخاصة بمضخات الري
3- القدرة الداخلة للمضخة
وهي القدرة المقاسة عند العمود المحرك للجزء الفعال في المضخة وذلك بقياس العزم أو السرعة أو أي وسيلة أخرى.
4- القدرة الخارجة من المضخة:
وهي القدرة الخارجة من المضخة وذلك بقياس التصرف وعمود الرفع الكلى.
5- كفاءة المضخة الكلية:
وهي النسبة بين القدرة الخارجة من المضخة والقدرة الداخلة للمضخة.
الإجراءات والقياسات التي تجري قبل التجارب:
Measurements before the field tests
۱- طول ماسورة الطرد والمادة المصنوعة منها.
۲- طول ماسورة السحب والمادة المصنوعة منها.
3- وزن الآلة.
4- قطر ماسورة الطرد ومأسورة السحب.
5- نوع المروحة وقطرها.
6- مصدر القدرة وطريقة اتصالها به.
۷- مقدار القدرة اللازمة وتقاس باستهلاك الوقود أو الطاقة الكهربية أو غير ذلك.
القياسات التي تجري أثناء التجارب الحقلية:
١- نوعية المياه وكمية الشوائب بها ونوع هذه الشوائب.
۲- معدل التصرف ويقاس عند قيم مختلفة من ارتفاعات الماء في المصدر.
3- منحنيات الأداء ويقاس كما يلي:
- الضاغط الكلى كدالة في التصرف
- السرعة كدالة في التصرف
- القدرة الداخلة كدالة في التصرف
- الكفاءة كدالة في التصرف
4- تقدير كفاءة المضخة:
تقدر كفاءة المضخة بتقدير القدرة الداخلة للمضخة عن طريق قياس الوقود أو قياس شدة التيار الكهربي الداخل لتشغيل المضخة وكذلك حساب الطاقة الخارجة كما يلي:
شكل (8) طريقة لاختبار المضخة
حيث:
H الضاغط الكلى بالمتر
pd ضغط الماء الخارج من الطلمبة ثقل كيلو جرام ام۲
ps سحب الماء عند الطلمبة ثقل كيلو جرام /م۲
p كثافة الماء ثقل كيلو جرام/ م۳
Vd سرعة خروج السائل متر /ث
Vs سرعة سحب السائل متر /ث
g عجلة الجاذبية م/ث2
hs المسافة الرأسية بين مستوى سطح الماء ومستوى المضخة.
hd المسافة الرأسية بين مستوى سطح المضخة ومستوى الطرد م
Q معدل التصرف م3/ث
اختبارات المتانة
تجرى هذه الاختبارات على المضخة لقياس متانة المضخة أو الأجزاء الأخرى الموصلة للقدرة وذلك بعمل المضخة على أقصى سرعة وأقصى قدره لمده ۱۰۰ ساعه على الأقل وأثناء هذه الاختبارات يدون كل الملاحظات الخاصة بالأعطال أو بتسرب بعض الأجزاء (چيوانات) أو عمليات الصيانة والإصلاحات والضبط المطلوبة مع ذكر مدي سهولة أو صعوبة إجراء هذه الأعمال.
أهم البنود التي يتضمنها تقرير تقييم آلات الري
1- صورة فوتوغرافية تتضمن الشكل العام وتفاصيل الأجزاء الأخرى.
۲- مواصفات الألة وتشمل
- جهة الصنع
- الطراز
- رقم الطراز
- عنوان المصنع وأسمه
- أبعاد الآلة الكلية وتشمل الطول والعرض والارتفاع
- وزن الآلة
- قطر المكبس أو قطر المروحة
- القدرة اللازمة وسرعة الجزء الفعال بالمضخة.
- اكبر سحب استاتيكي للمضخة
- وضع المضخة وانبوبة السحب والطرد من حيث الوضع الأفقي والرأسي
- التصرف الفعلي م3 /ساعة
- أكبر كفاءة
۳- نتائج اختبارات الأداء وتشمل : Results of performance tests
- تاريخ التجربة.
- موضع التجربة.
- مصدر الماء.
- درجة حرارة الجو والماء.
- مشاوير المضخة أو عدد اللفات في الدقيقة.
- عمود السحب الاستاتيكي.
- عمود الطرد الاستاتيكي.
- عمود الرفع الأستاتيكى الكلى.
- عمود الرفع الديناميكي الكلي.
- معدل التصرف.
- القدرة المائية.
- القدرة المحركة للمضخة.
- كفاءة المضخة٪.
4 - منحنيات الأداء:-
- الرفع الكلى مع التصرف.
- السرعة مع التصرف.
- عمود السحب مع التصرف.
- القدرة المحركة المضخة مع التصرف.
- الكفاءة مع التصرف.
5- عمليات الإصلاحات و الضبط والصيانة أثناء الاختبارات.
6- اختبارات المتانة وتجرى بعمل المضخة على الأقل ۱۰۰ساعة على أقصى سرعة وأعلى قدره لازمة لتشغيل المضخة.