أسباب تجويف مضخة الطرد المركزي ذات درجة الحرارة المنخفضة

Dec 08, 2024

إذا كانت مضخة الطرد المركزي ذات درجة الحرارة المنخفضة تولد ضوضاء واهتزازًا أثناء التشغيل، مصحوبًا بانخفاض في معدل التدفق والرأس والكفاءة، وأحيانًا لا يمكن أن تعمل، وأثناء الصيانة، فغالبًا ما نجد أن هناك حفرًا أو أضرارًا تشبه قرص العسل بالقرب من حافة مدخل الشفرة. في الحالات الشديدة، قد تتعرض الشفرة بأكملها لهذه الظاهرة، وحتى الشفرة قد يتم اختراقها، وهو ما يحدث بسبب تلف التجويف.

سبب التجويف في مضخات الطرد المركزي ذات الحرارة المنخفضة هو أن المضخة تعمل على السائل من خلال المكره الدوار مما يزيد من طاقة السائل. أثناء عملية التفاعل، تتغير سرعة وضغط السائل. عادةً ما يكون مدخل المكره لمضخة الطرد المركزي ذات درجة الحرارة المنخفضة هو المكان الذي يتمتع بأقل ضغط. إذا كان الضغط في هذه المنطقة يساوي أو يقل عن ضغط تبخر السائل عند درجة الحرارة تلك، فإن كمية كبيرة من البخار والغاز المذاب في السائل سوف تتسرب من السائل، مكونة العديد من الفقاعات الصغيرة الممزوجة بالبخار والغاز. عندما تتدفق هذه الفقاعات الصغيرة مع السائل إلى منطقة الضغط العالي، يتولد فرق في الضغط بسبب ضغط التبخر داخل الفقاعات، وهو أكبر من ضغط التبخر حول الفقاعات. وتحت فرق الضغط هذا، تنضغط الفقاعات وتنفجر، ثم تتكثف مرة أخرى. أثناء عملية التكثيف، تتسارع جزيئات السائل من جميع الجوانب باتجاه مركز الفقاعة. وفي لحظة التكثيف، تصطدم الجزيئات ببعضها البعض، مما يولد ضغطًا محليًا مرتفعًا. إذا انفجرت هذه الفقاعات وتكثفت بالقرب من السطح المعدني، فإن جزيئات السائل ستضرب السطح المعدني بشكل مستمر مثل عدد لا يحصى من الرصاصات الصغيرة. في ظل التأثيرات المستمرة ذات الضغط العالي والتردد، يتدهور سطح المعدن تدريجيًا بسبب التعب، والذي يشار إليه عادة بالتآكل. كما توجد أيضًا بعض الغازات النشطة (مثل الأكسجين) المخلوطة في الفقاعات المتولدة، والتي تؤدي إلى تآكل المعدن كيميائيًا مع الحرارة المنبعثة أثناء تكثيف الفقاعات. يؤدي التأثير المشترك للتآكل الكيميائي والتآكل الميكانيكي إلى تسريع معدل تلف المعادن، والذي يُعرف باسم تلف التجويف.

عندما تبدأ مضخة الطرد المركزي ذات درجة الحرارة المنخفضة في تجربة التجويف، تكون منطقة التجويف صغيرة وليس لها أي تأثير كبير على التشغيل العادي للمضخة. لا يوجد أيضًا انعكاس واضح على منحنى أداء المضخة. ولكن عندما يتطور التجويف إلى حد معين، يتم إنشاء عدد كبير من الفقاعات، مما يؤثر على التدفق الطبيعي للسائل وحتى يسبب انقطاع تدفق السائل، مما يؤدي إلى الاهتزاز والضوضاء؛ وفي الوقت نفسه، انخفض معدل التدفق والرأس وكفاءة المضخة بشكل ملحوظ، وهو ما يظهر أيضًا على منحنى أداء المضخة. عندما تكون شديدة، لا يمكن للمضخة أن تعمل.
من أجل تجنب التجويف قدر الإمكان، أثناء تصميم العملية، يجب أن يتمتع السائل بدرجة معينة من التبريد الفائق قبل دخول المضخة، ويجب تثبيت جسم المضخة في موضع منخفض لتوفير رأس ضغط ثابت معين عند السائل مدخل. بالإضافة إلى ذلك، من المهم الاهتمام بالعزل البارد وتقليل خسائر البرد قدر الإمكان.