ضخ المكثفات من المستقبلات المُهوَّاة

مقدمة أساسية لمصطلحات الضخ، بما في ذلك ضغط البخار والرأس الثابت. يتضمن وصفًا لتشغيل وتطبيق وفوائد مضخات المكثفات الطرد المركزي الكهربائية والميكانيكية المُقارنة، مع أمثلة تحجيم للمضخات وخطوط تصريف المضخات.

مصطلحات الضخ

ضغط البخار - يُستخدم هذا المصطلح لتعريف الضغط المقابل لدرجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى بخار. بمعنى آخر، هو الضغط الذي يغلي عنده السائل.

• عند 100 درجة مئوية، سيغلي الماء عند الضغط الجوي.
• عند 170 درجة مئوية، سيغلي الماء عند ضغط 7 بار ضغط معياري.
• عند 90 درجة مئوية، سيغلي الماء عند ضغط 0.7 بار مطلق. ضغط البخار هو اعتبار مهم للغاية عند ضخ المكثفات. يتكوَّن المكثف عادة عند درجة حرارة قريبة من نقطة غليانه، مما قد يسبب صعوبات حيث يتعلق الأمر بالمضخة الطرد المركزي. هذا لأن المضخات الطرد المركزية لديها منطقة ضغط منخفض في المركز، أو العين، من المروحة الدافعة. يُنشئ هذا تأثير الشفط، الذي يسحب السائل إلى المضخة. على الرغم من أن انخفاض الضغط صغير، إلا إذا كان المكثف قريبًا جدًا من ضغط البخار، فستتبخر نسبة من السائل إلى شكل فقاعات صغيرة من البخار. تحتل فقاعات البخار هذه حجمًا أكبر بكثير من الكتلة المقابلة من الماء، ولديها نسبة عالية من مساحة السطح إلى الكتلة. بينما تنتقل الفقاعات عبر ممرات المروحة الدافعة نحو حافة الخارجية، تختبر ضغطًا متزايدًا. في مرحلة ما أثناء هذه الرحلة، يُتجاوز ضغط البخار، وتنفجر فقاعات البخار بقوة considérable. يُسمى هذا ‘التآكل الكاوي’ والانفجارات الداخلية مزعجة وتدمرية. الصوت مشابه لحصى يُحفَر والانفجارات الداخلية ستتلف مع مرور الوقت أجزاء المضخة الداخلية. لهذا السبب، يُوصى بضخ المكثفات بمضخات كهربائية مُصمَّمة خصيصًا لهذه المهمة، وأن لا تتجاوز درجة حرارة المكثفات في الأنظمة الجوية 98 درجة مئوية. بعض المضخات سيكون لديها حدود منخفضة تصل إلى 94 درجة مئوية أو 96 درجة مئوية، اعتمادًا على تصميم المضخة، وسرعة الدوران، وارتفاع المستقبل فوق المضخة. الرأس (h) - الرأس هو مصطلح يُستخدم لوصف طاقة الكمون للسائل عند نقطة معينة. هناك عدة طرق لقياس الرأس: رأس الضغط، والرأس الثابت، ورأس الاحتكاك. رأس الضغط والرأس الثابت هما نفس الشيء本质上، لكن ي倾向于 قياسهما بوحدات مختلفة. رأس الضغط يُقاس بوحدات الضغط مثل الباسكال أو بار ضغط معياري؛ بينما يُشار إلى الرأس الثابت من حيث الارتفاع، عادة بالأمتار (أو أمتار الرأس). للماء، الرأس الثابت 10 أمتار يُعادل تقريبًا رأس ضغط 1 بار ضغط معياري (انظر الشكل 14.4.1). رأس الضغط (hp) - رأس الضغط هو ضغط السائل عند المعني. على سبيل المثال: يُطلب مضخة لتصريف الماء ضد رأس ثابت 30 مترًا، يُعادل تقريبًا رأس ضغط 3 بار ضغط معياري. تمتلئ المضخة من رأس ثابت 1 متر، يُعادل رأس ضغط 0.1 بار ضغط معياري. (انظر الشكل 14.4.2). الرأس الثابت (hs) - الرأس الثابت هو الارتفاع الرأسي المُعادل للسائل فوق نقطة مرجعية. يشرح المثال التالي مقياس الرأس الثابت. المثال: مدخل المضخة في الشكل 14.4.2 يتعرض لرأس ثابت (يُعرف بالرأس الساحب أو ملء) 1 متر، ويصرِّف ضد رأس ثابت (يُعرف بالرأس الثابت للتوصيل) 30 مترًا. لاحظ أنه في هذه الحالة، الماء المُضخوب فوق مدخل المضخة (هذه الحالة تُسمى الشفط المغمور).

الرأس الثابت الصافي - هذا يعتمد على ما إذا كانت المضخة من نوع الطرد المركزي أم من النوع الميكانيكي للإزاحة الإيجابية. مع المضخة الكهربائية الطرد المركزية (الشكل 14.4.3)، الضغط المُطبَّق من الرأس الساحب موجود دائمًا في المضخة. الرأس الثابت الصافي الذي يجب أن تعمل المضخة ضد هو الفرق بين الرأس الساحب ورأس التوصيل.

مع المضخة الميكانيكية للإزاحة الإيجابية (الشكل 14.4.4)، يوفر الرأس الساحب فقط الطاقة لملء المضخة أثناء دورة الملء. لا يكون موجودًا في جسم المضخة أثناء الضخ وليس له تأثير على رأس التوصيل الذي يجب أن تعمل المضخة ضد. الرأس الثابت الصافي هو ببساطة رأس التوصيل.

رأس الاحتكاك (hf) - رأس الاحتكاك (أو فقدان الرأس بسبب الاحتكاك) يُعرَّف بشكل أكثر دقة بالطاقة المطلوبة لتحريك السائل عبر الأنبوب. يُناقَش هذا بمزيد من التفصيل في الوحدة 10.2، ‘الأنابيب وتحجيمها’. يمكن حساب فقدان الضغط باستخدام الإجراءات الموضحة في الوحدة 4، ‘قياس التدفق’ والوحدة 10، ‘توزيع البخار’، لكنه يُوجد عادة من الجداول التي تربط بين معدل تدفق السائل وقطر الأنبوب والسرعة. للدقة، يجب أيضًا أخذ مقاومة التدفق التي تواجهها various وصلات خط الأنابيب في الاعتبار. تتوفر جداول لحساب الطول المُعادل لأنبوب مستقيم المُطبَّق من various وصلات الأنابيب. هذا ‘الطول المُعادل’ الإضافي لوصلات الأنابيب يُضاف بعد ذلك إلى طول الأنبوب الفعلي لإعطاء ‘طول مُعادل إجمالي’. ومع ذلك، في الممارسة العملية، إذا كان الأنبوب مُحجَّم بشكل صحيح، فمن غير المعتاد أن تمثل وصلات الأنابيب أكثر من 10% إضافية من طول الأنبوب الفعلي. قاعدة عامة يمكن تطبيقها هي: الطول المُعادل الإجمالي (le) = الطول الفعلي + 10% في معظم الحالات، سيكون مهندس محطة البخار يُصمم نظامًا بمضخة مُصنَّفة من العلامة التجارية، التي لديها عوامل مُدمجة مناسبة. مع مراعاة ذلك، سيُستخدم رقم 10% في هذه الوحدة كطول مُعادل لحساب فقدان الضغط بسبب الاحتكاك. فقدان الضغط هذا بسبب الاحتكاك يعتمد بشكل كبير على سرعة الماء في الأنبوب. بعبارات بسيطة، يزداد فقدان الضغط بسبب الاحتكاك بعامل متناسب مع مربع السرعة. تتوفر جداول تعطي فقدان الرأس لكل متر من الأنبوب لمعدلات تدفق مختلفة وأقطار أنابيب مختلفة.

الجدول 14.4.1 تدفق الماء في أنابيب الفولاذ الأسود (كجم/ساعة)

المثال 14.4.1 أنبوب تصريف بقطر 50 مم على خط مكثفات مُضخوب يرتفع رأسيًا 29 مترًا إلى خزان مُهوَّى. طول الخط 150 مترًا ومعدل الضخ 5000 كجم/ساعة من الماء. ما هو: (أ) فقدان رأس الضغط بسبب الاحتكاك (رأس الاحتكاك)، و(ب) إجمالي رأس التوصيل؟ أ - حساب فقدان رأس الضغط بسبب الاحتكاك (رأس الاحتكاك) الطول المُعادل الإجمالي (le) = 150 + 10% = 165 مترًا من الجدول 14.4.1، يمكن ملاحظة أن أنبوب 50 مم ينقل 5004 كجم/ساعة من الماء سيختبر انخفاض ضغط 1.0 ميليبار/م. معدل التدفق في هذا المثال أقل قليلًا، وعلى الرغم من أنه يمكن الحصول على تقدير أدق بالاستقراء، خذ انخفاض الضغط كـ 1 ميليبار/م. فقدان رأس الضغط بسبب الاحتكاك هو therefore: 165 مترًا × 1 ميليبار/م = 165 ميليبار (0.165 بار) بأخذ 1 بار يُعادل 10 أمتار رأس مائي، فإن فقدان الرأس المُعادل بالامتار هو: 0.165 بار × 10 م/بار = 1.65 متر. ب - إجمالي رأس التوصيل إجمالي رأس التوصيل (hd) - إجمالي رأس التوصيل hd الذي يجب أن تعمل المضخة ضد هو مجموع ثلاثة مكونات كما يمكن رؤيته في المعادلة 14.4.1:

مضخات المكثفات الطرد المركزي الكهربائية

تشغيل المضخة السائل الداخل إلى المضخة يُوجَّه إلى المركز، أو العين، من شفرات المروحة الدافعة الدوارة. سيكتسب السائل سرعة بعد ذلك أثناء انتقاله نحو خارج المروحة الدافعة. تطبيق المضخة المضخة الكهربائية مناسبة جيدًا للتطبيقات التي تحتاج إلى نقل كميات كبيرة من السوائل. عادة ما تُبنى المضخات الكهربائية في وحدة، غالبًا ما تُسمى وحدة استعادة المكثفات (CRU). ستشمل CRU عادة: مستقبل. نظام تحكم مُشغَّل بمجسات أو عوامات. مضخة واحدة أو اثنان. عند حساب فقدان الاحتكاك في خط التصريف لـ CRU، يجب مراعاة معدل الضخ بدلاً من معدل المكثفات المُعادة إلى المستقبل. في وحدات المضخات المزدوجة، يمكن أيضًا استخدام نظام تحكم متتالي يسمح باختيار أي مضخة كمضخة رئيسية والأخرى كمضخة احتياطية لتوفير دعم إذا كان المكثفات العائد إلى الوحدة أكبر مما يمكن لمضخة واحدة التعامل معه. يوفر ترتيب التحكم هذا أيضًا دعمًا في حالة فشل إحدى المضخات في التشغيل؛ سيزداد مستوى المكثفات في الخزان ويُشغّل المضخة الاحتياطية. للوحدات من النوع المتتالي، يُحسب فقدان الاحتكاك في خط التصريف على أقصى معدل ضخ لكلتا المضختين في CRU. من المهم جدًا اتباع بيانات المُصنِّع فيما يتعلق بمعدل ضخ التصريف. فشل القيام بذلك يمكن أن يؤدي إلى تحجيم خط تصريف المضخة بشكل غير كافٍ.

تحجيم وحدة استعادة المكثفات الكهربائية لتحجيم وحدة استعادة المكثفات الكهربائية، من الضروري معرفة:

• كمية المكثفات الواصلة إلى المستقبل عند الحمل التشغيلي.
• درجة حرارة المكثفات. يجب ألا تتجاوز تصنيفات المُصنِّع المُحددة لتجنب التآكل الكاوي، ومع ذلك، لدى المُصنِّعين عادة مراوح مختلفة لتناسب نطاقات درجات الحرارة المختلفة، على سبيل المثال، 90 درجة مئوية، 94 درجة مئوية و98 درجة مئوية.
• إجمالي رأس التوصيل الذي يجب على المضخة الضخ ضد - يُحدَّد من ظروف الموقع.
• معدل تصريف المضخة لتحجيم خط الإرجاع - من الضروري قراءة بيانات المُصنِّع بشكل صحيح لتحديد هذا. المثال 14.4.2 تحجيم خط التصريف لوحدة استعادة المكثفات الكهربائية حيث: درجة حرارة المكثفات = 94 درجة مئوية المكثفات المطلوب التعامل معها = 1 000 كجم/ساعة الرفع الثابت (hs) = 30 م طول خط الأنابيب = 150 م ضغط خلفي المكثفات = فقدان الاحتكاك فقط (hf) يمكن إجراء اختيار أولي لوحدة استعادة المكثفات باستخدام مخطط تحجيم المُصنِّع (مثال عليه موضح في الشكل 14.4.7). من المخطط، CRU1 يجب أن يكون الاختيار الأولي مع خضوع فقدان الاحتكاك في خط التوصيل.

من المخطط في الشكل 14.4.7، يمكن ملاحظة أن CRU1 مُصنَّفة في الواقع للتعامل مع 3 000 كجم/ساعة من المكثفات ضد أقصى رأس توصيل 35 مترًا.

يُحجَّم خط إرجاع المكثفات على أقصى معدل ضخ عند رأس التوصيل المطلوب، كما يُوضَّح في المثال أدناه: أقصى معدل ضخ = 3 000 كجم/ساعة هذا الرقم، 3 000 كجم/ساعة، يجب استخدامه لتحجيم خط التصريف. من الممكن الآن حساب الحجم الأمثل لخط الإرجاع. طول خط الأنابيب الفعلي = 150 م الطول المُعادل لخط الأنابيب = 150 م + 10% = 165 م تقدير فقدان الاحتكاك في الأنبوب (hf) لتحجيم خط تصريف مُضخوب، عادة ما يكون من الجيد بدء حساب فقدان الاحتكاك بانخفاض ضغط اعتباري بين 100 و200 باسكال/م من جدول انخفاض الضغط 14.4.2 (مقطع موضح أدناه)، يمكن ملاحظة أنه لمعدل تدفق 3000 كجم/ساعة، وانخفاض ضغط بين 100 و200 باسكال/م، أنبوب تصريف 40 مم سيكون كافيًا.

مقطع من الجدول 14.4.2

يمكن الاستقراء من الجدول 14.4.2 أن معدل تدفق 3 000 كجم/ساعة سيتوافق مع انخفاض ضغط 128 باسكال/م، لأنبوب 40 مم.

يمكن الآن حساب فقدان الرأس بسبب الاحتكاك لأنبوب 40 مم. فقدان الرأس بسبب الاحتكاك (hf) = 128 باسكال/م × 165 م hf= 21000 باسكال hf= حوالي 2.1 متر تحديد إجمالي رأس التوصيل إجمالي رأس التوصيل الذي يجب على المضخة التصريف ضد هو therefore hs + hf = hd، حيث: hs= رفع ثابت 30 م (معطى) hf = 2.1 متر hd= 30 م + 2.1 م = 32.1 متر يجب التحقق من رأس التوصيل 32.1 مترًا مقابل مخطط تحجيم مُصنِّع CRU لتأكيد أن الوحدة يمكنها الضخ ضد هذا المقدار من الرأس. يمكن ملاحظة من الشكل 14.4.7 أن هذه CRU يمكنها في الواقع الضخ ضد رأس 35 مترًا. لو تجاوز رأس التصميم البالغ 35 مترًا، فالخيارات هي إعادة الحساب باستخدام أنبوب أكبر، أو اختيار CRU ذات قدرة رفع أكبر. طريقة بديلة لتحجيم خط التوصيل برأس ثابت فعلي (hs) 30 م، ورأس تصميم CRU 35 م، يتوفر 5 مترات رأس لفقدان احتكاك الأنبوب (hf). قد يكون من الممكن تركيب أنبوب أصغر قطرًا ولديه فقدان احتتكاك أكبر. ومع ذلك، يجب أن يزن المصمم هذا التوفير في التكلفة الأولية مقابل التكلفة التشغيلية الإضافية (وبالتالي التكلفة) المطلوبة للضخ ضد رأس أكبر. يجب أيضًا التحقق من السرعة مقابل أقصى نموذجي يبلغ حوالي 3 م/ث مسموح بها للمياه المُضخوبة عند درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية. الجدول 14.4.2 سيُظهر أنه إذا اُختر الأنبوب الأصغر (32 مم)، فإن فقدان الاحتكاك الوحدة (hf) لتمرير 3000 كجم/ساعة يُستقر ليكون 286 باسكال/م، والسرعة حوالي 1 م/ث، وهي أقل من 3 م/ث ومناسبة للتطبيق. hf هو 286 باسكال/م × 165 م = 47 190 باسكال (أو 4.72 م) لذلك، إجمالي رأس التوصيل (hd) = hs + hf hd= 30 + 4.72 م hd= 34.72 م الخلاصة هي أن أنبوب 32 مم يمكن استخدامه، حيث يمكن لمضخة CRU1 التعامل مع ما يصل إلى 35 مترًا إجمالي رأس التوصيل. ومع ذلك، من منظور عملي، قد لا يكون من المعقول تصميم نظام للعمل بهذا القرب من حدوده، وأن في هذه الحالة، أنبوب 40 مم سيكون على الأرجح الحل الأفضل.

الجدول 14.4.2 مقطع من جدول فقدان الاحتكاك النموذجي للخطوط المغمورة بالكامل (معدلات التدفق بالكجم/ساعة)

مضخات المكثفات الميكانيكية (الإزاحة الإيجابية)

تشغيل المضخة تتكون المضخة الميكانيكية من غلاف جسم، يتدفق إليه المكثف بالجاذبية. يحتوي الجسم على آلية عائم، تُشغّل مجموعة من صمامات التبديل. يُسمح للمكثف بالتدفق إلى الجسم، مما يرفع العائم. عندما يصل العائم إلى مستوى معين، يُطلق صمام تهوية للإغلاق، وصمام مدخل للفتح، للسماح للبخار بالدخول وضغط الجسم لدفع المكثف. مستوى المكثفات والعائم ينخفضان معًا إلى نقطة مُعدَّة مسبقًا، عندها يُغلق صمام مدخل البخار ويعاد فتح صمام التهوية، مما يسمح لجسم المضخة إعادة ملء المكثفات. تُركَّب صمامات عدم الإرجاع على مداخل ومخارج المضخة لضمان تدفق اتجاهي صحيح عبر المضخة. العمل الدوري للمضخة يعني أن مستقبلاً مطلوبًا لتخزين المكثفات أثناء تصريف المضخة (انظر الشكل 14.4.8).

تطبيق المضخة بشكل عام، تتعامل المضخات الميكانيكية مع كميات أصغر من المكثفات من المضخات الكهربائية. ومع ذلك، هي ذات قيمة خاصة في الحالات التي:

• درجات حرارة المكثفات العالية ستسبب التآكل الكاوي في المضخات الكهربائية.
• المكثفات تحت الفراغ.
• مساحة غرفة المعدات محدودة.
• الصيانة المنخفضة مسألة مهمة.
• البيئة خطرة أو رطبة.
• الإمدادات الكهربائية ليست في متناول اليد.
• يجب إزالة المكثفات من أجهزة معدات متحكمة بالحرارة منفردة، التي قد تكون عرضة لظروف الركود (انظر الوحدة 13 ‘إزالة المكثفات’ لمزيد من التفاصيل). كما هو الحال مع المضخات الكهربائية، مضخات الإزاحة الإيجابية الميكانيكية يُشار إليها أحيانًا ولكن ليس دائمًا كوحدات استعادة مكثفات مُجمَّعة. تتضمن وحدة استعادة المكثفات الميكانيكية مستقبل مكثفات ووحدة المضخة. لا يُطلب نظام تحكم إضافي حيث أن المضخة تلقائية بالكامل وتعمل فقط عند الحاجة. هذا يعني أن المضخة ذاتية التنظيم. مع المضخات الميكانيكية، تدور المضخة مع ملء وتفريغ المستقبل. معدل التدفق الفوري أثناء تصريف المضخة يمكن أن يكون حتى ستة أضعاف معدل الملء وهذا هو معدل التصريف الفوري الذي يجب استخدامه لحساب حجم خط التصريف. ارجع دائمًا إلى مُصنِّع المضخة للحصول على بيانات تحجيم المضخة وخط التصريف. مخطط تحجيم مضخة ميكانيكية نموذجي موضح في الشكل 14.4.10. تحجيم مضخة مكثفات ميكانيكية لتحجيم مضخة مكثفات ميكانيكية، المعلومات التالية مطلوبة: أقصى معدل تدفق مكثفات يصل إلى المستقبل. الضغط الدافع للبخار أو الهواء المتاح لتشغيل المضخة. اختيار البخار أو الهواء يعتمد على التطبيق وظروف الموقع. الرأس المتوفر بين المستقبل والمضخة. إجمالي رأس التوصيل لنظام المكثفات. تختلف طريقة تحجيم المضخات الميكانيكية من مُصنِّع لآخر، وعادة ما تستند إلى بيانات تجريبية، تُترجم إلى عوامل ومخططات. يُقدم المثال التالي طريقة نموذجية لتحجيم مضخة ميكانيكية. (طول الأنبوب أقل من 100 م لذلك يُتجاهل فقدان الاحتكاك): المثال 14.4.3 كيفية تحجيم مضخة مكثفات ميكانيكية

تحجيم خط التصريف لمضخة مكثفات ميكانيكية يمكن اعتبار خط التصريف من المضخة الميكانيكية بنفس حجم مخرج المضخة عندما يكون أقل من 100 متر طولًا. مقاومة الاحتكاك للأنبوب صغيرة نسبيًا مقارنة بالضغط الخلفي الناتج عن الرفع وضغط إرجاع المكثفات، ويمكن عادةً تجاهلها. لخطوط التصريف أطول من 100 متر، ستكون القاعدة العامة هي اختيار حجم أنبوب أكبر بدرجة من صمام عدم إرجاع مخرج المضخة، لكن لمثل هذه الخطوط الأطول، يجب التحقق من الحجم كما هو موضح في المثال 14.4.4 خطوط التوصيل أطول من 100 متر على خطوط التوصيل التي تزيد عن 100 م، و/أو حيث يكون تدفق المكثفات قريبًا من سعة المضخة، من المهم التحقق من حجم الأنبوب لضمان أن إجمالي فقدان الاحتكاك (بما في ذلك فقدان القصور الذاتي) لا يتجاوز قدرة المضخة. يُشرح فقدان القصور الذاتي في المثال 14.4.4 ضع في الاعتبار نفس متطلب ضخ المكثفات كما في المثال 14.4.3 لكن بخط توصيل 250 متر طوله. المثال 14.4.4 تحجيم خط توصيل 250 متر طوله (ارجع إلى الشكل 14.4.10):

تأثير فقدان القصور الذاتي على خطوط توصيل المضخة أطول من 100 متر. على الخطوط التي تزيد عن 100 م، سيُحتفظ بحجم كبير من السائل داخل خط تصريف المضخة. التسارع المفاجئ لهذه الكتلة من السائل عند بدء تصريف المضخة يمكن أن يمتص جزءًا من طاقة المضخة ويؤدي إلى كمية كبيرة من المطرقة المائية والضوضاء. يجب أخذ هذا في الاعتبار داخل الحساب من خلال تقليل فقدان الاحتكاك المسموح به البالغ 60 000 باسكال في المثال 14.4.4 بنسبة 50%، thus:

(هذا يستند إلى أن متوسط وقت تصريف المضخة يُعادل تقريبًا 25% من إجمالي وقت دورة الملء والتصريف.)

لذلك، معدل التوصيل الفوري للمكثفات من المضخة = 10 400 كجم/ساعة إجمالي فقدان الاحتكاك المسموح به بمقاومة احتكاك 109 باسكال/م، يكشف الجدول 14.4.2 أن أنبوب 65 مم (الحد الأدنى) مطلوب لإعطاء معدل تدفق مقبول 10 400 كجم/ساعة. في الواقع، يُشير الجدول 14.4.2 إلى أن أنبوب 65 مم سيمرر 10 620 كجم/ساعة بمقاومة احتكاك 109 باسكال/م. بالصعود عبر ‘عمود 65 مم’ في الجدول، يمكن ملاحظة أنه بالاستقراء، فإن معدل التدفق 10 400 كجم/ساعة يُحدث في الواقع فقدان احتكاك 105 باسكال/م في أنبوب 65 مم. المضخات المُحملة بالكامل والخطوط الأطول في المثال 14.4.4، يُظهر الشكل 14.4.10 أن أقصى معدل ملء مضخة بضغط دافع 5.2 بار ضغط معياري ورأس توصيل 26 مترًا هو 2600 كجم/ساعة. لو كان معدل الملء قريبًا من هذا الحد الأقصى (ربما 2 500 كجم/ساعة)، فسيتوفر رأس توصيل أقل لفقدان الاحتكاك. لنفس حجم مضخة DN50، سيُشير هذا إلى خط توصيل أكبر كما هو موضح في المثال 14.4.5. المثال 14.4.5 ضع في الاعتبار نفس مضخة DN50 كما هو موضح في المثال 14.4.4، لكن بمعدل ملء مكثفات 2 500 كجم/ساعة. الآن حدد حجم خط التوصيل.

التحجيم على معدل ملء 2500 كجم/ساعة، وضغط بخار 5.2 بار، بالرجوع إلى الشكل 14.4.11، لمضخة DN50، يمكن ملاحظة أن معدل ملء المكثفات البالغ 2 500 كجم/ساعة يُعادل أقصى ضغط خلفي حوالي 27 م، لذا في هذه الحالة:

يجب تحجيم خط التصريف على معدل التدفق الفوري من مخرج المضخة، الذي يُؤخذ كـ 4 × أقصى معدل ضخ. كما كان من قبل، سيُحجَّم الأنبوب على 4 × 2 600 كجم/ساعة = 10 400 كجم/ساعة بفقدان احتكاك 18 باسكال/م.

يُظهر الجدول 14.4.2 أن هذا سيتطلب قطر أنبوب 100 مم للسماح للمضخة بالعمل ضمن قدرتها. على الرغم من أن النظام سيعمل بالتأكيد بهذا الترتيب، من الأرجح أن يكون أكثر اقتصادية النظر في مضخة أكبر مع خط أنابيب أصغر. ** اعتبارات مضخة أكبر وخط أنابيب أصغر** ضع في الاعتبار نفس ظروف الضخ كما في المثال 14.4.4، لكن بمضخة DN80 أكبر. حيث يمكن لوحدة أكبر الضخ ضد رأس توصيل أعلى، يمكن استخدام خط توصيل أصغر.

يُظهر الشكل 14.4.12 أن مضخة DN80 تحت نفس ظروف بخار دافع 5.2 بار ضغط معياري ومعدل تدفق 2500 كجم/ساعة ستسمح بأقصى رأس توصيل 35 مترًا

بالاستقراء، يُظهر الجدول 14.4.2 أن أنبوب 80 مم سيستوعب 20160 كجم/ساعة بفقدان احتكاك 160 باسكال/م، بتدفق حوالي 1 م/ث.

في هذه الحالة، مضخة DN80 الأكبر ستسمح بشكل مريح بأنبوب أصغر بدرجتين من الأنبوب الأصغر، وبسرعة حوالي 0.5 م/ث، ضمن التوصيات. لذلك أنبوب 80 مم مناسب لمضخة DN80. في الواقع، سيكون أنبوب 65 مم مقبولًا، حيث سمحنا بفقدان قصور ذاتي 50%، ومع ذلك، قد يبدو هذا غريبًا بعض الشيء متصلًا بمضخة DN80. ملاحظة: مضخة DN80 ستكلف حوالي 10% أكثر من مضخة DN50، لكن التكلفة الإضافية ستُبرر بالفرق في تكاليف التركيب على خطوط التوصيل الطويلة؛ التي في هذه الحالة ستعني الفرق في التكلفة بين أنبوب 80 مم و125 مم؛ التركيب، والوصلات، والعزل. سرعات المكثفات يمكن استخدام المعادلة 14.4.2 للتحقق من سرعة المكثفات.

في المعادلة 14.4.2، يُؤخذ الحجم النوعي للماء كـ 0.001 م3/كجم. تتغير هذه القيمة قليلًا مع درجة الحرارة لكن ليس بما يكفي لإحداث فرق ملحوظ على خطوط المكثفات.

يمكن التحقق من سرعة المكثفات لخط الأنابيب 80 مم في المثال 14.4.4. 14.4.4. المثال 14.4.4.

من الجدول 14.4.3 أقصى سرعة لأنبوب 80 مم قطر داخلي هي 1.84 م/ث. الجدول 14.4.3 السرعات القصوى المُوصى بها لأقطار الأنابيب (بناءً على أقصى فقدان احتكاك 450 باسكال/م)

أفضل الممارسات لخطوط التوصيل الطويلة

الزخم للمحتويات المتحركة لخط توصيل طويل قد يبقي الماء في الحركة لفترة بعد أن تكمل المضخة شوط التصريف. عندما يتوقف الماء في خط التصريف، سيحاول الضغط الخلفي في الخط عكس التدفق الأولي للماء، نحو صمام عدم الإرجاع. النتيجة هي الضوضاء وحركة الأنبوب بسبب المطرقة المائية، التي يمكن أن تكون مُقلقة وخطيرة. تركيب صمام عدم إرجاع آخر في خط التصريف بعد طول أنبوب واحد من المضخة سيُخفف عادةً من المشكلة.

إذا كان هناك أي خيار، فدائمًا الأفضل الرفع فورًا بعد المضخة إلى ارتفاع يسمح بالسقوط بالجاذبية إلى نهاية الخط (الشكل 14.4.14). إذا كان السقوط كافيًا للتغلب على مقاومة الاحتكاك للأنبوب (الجدول 14.4.4)، فالضغط الخلفي الوحيد على المضخة هو ذلك المُتكوَّن من الرفع الأولي. يمكن تركيب كاسر فراغ عند أعلى نقطة من الرفع ليساعد فقط على التدفق على طول الخط الهابط لكن أيضًا لمنع أي ميل للتدفق العكسي في نهاية الشوط.

إذا كان الخط الهابط يجب أن يسقط في أي مكان على طوله للتغلب على عائق، فإن فتحة تهوية تلقائية مُركَّبة في النقطة الأعلى ستقلل من تقييد الهواء وتساعد التدفق حول العائق، انظر الشكل 14.4.14.

الجدول 14.4.4 ميل الأنبوب للتغلب على فقدان الاحتكاك

• ميل 25 مم في 1.75 م يُعادل ميل 1:70.

بديلًا، يمكن القضاء تمامًا على أي سؤال حول الضغط الخلفي الناتج عن المسار الأفقي بترتيب كما في الشكل 14.4.15 حيث ترفع المضخة ببساطة إلى خزان توقف مُهوَّى. يجب أن يسقط الأنبوب من الخزان وفقًا للجدول 14.4.4.

المضخات المُهوَّاة، ومضخات التفريغ، وتركيبات المضخة-الصمام

خطوط التصريف من المضخات المُهوَّاة إلى الغلاف الجوي تُحجَّم على معدل تصريف المضخة. المكثفات المارة عبر مضخات التفريغ وتركيبات المضخة-الصمام في تطبيقات الحلقة المغلقة ستكون غالبًا عند ضغوط ودرجات حرارة أعلى وسيتكوَّن بخار متسارع في خط التصريف. بسبب هذا، تُحجَّم خطوط التصريف من مضخات التفريغ وتركيبات المضخة-الصمام على حالة التفريغ عند الحمل الكامل وليس حالة الضخ، حيث يجب تحجيم الخط لاستيعاب البخار المتسارع. التحجيم على البخار المتسارع سيضمن أن الخط قادر أيضًا على التعامل مع حالة الضخ.