التكهف CAVITATION - أسوأ عدو للمضخات - أسبابه وكيفية التغلب عليه

التكهف في الطلمبات        "Cavitation in Pumps"
تطلق كلمة تكهف عند تكوّن فقاعات أو جيوب مملوئة بالهواء أو الأبخرة داخل السائل ، وتحدث هذه الظاهرة عند أحد الأسباب التالية:
أ- تسرب الهواء داخل الطلمبة عبر أحد أجزائها مثل ثقب في الغلاف أو غرفة الحشو أو الميكانيكال سيل أو ماسورة السحب ، ويمكن حلها بمعالجة المكان الذي تسرب منه الهواء.

ب- عندما تكون ظروف السحب مهيأة لتكون بخار السائل وهو ما سنتطرق لشرحة بالتفصيل :
في البداية هناك طريقتين أساسيتين لتبخير السائل :
- زيادة درجة حرارته "Increasing Temperature" حيث تعطي الجزيئات طاقة حركة تجعلها تتغلب على الروابط بين جزئيتاتها فتتبخر.
- تقليل الضغط الواقع على السائل "Decreasing Pressure" فيؤدي لإضعاف الروابط بين جزيئات السائل فيتبخر.

أي أن كلما قل الضغط المؤثر على السائل كلما تباعدت جزيئاته عن بعضها وتفككت الروابط بينها بحيث يصبح السائل سهل التبخر عند درجات حرارة أقل حتى يصل لمرحلة التبخر عند درجة حرارة التشغيل "working temperature"
، ويسمى الضغط الذي تبخر عنده السائل بضغط البخار Vapor Pressure 

هذا التبخر هو أسواً عدو يقابل أي نظام هيدروليكي .. في حالة حدوثه بالنسبة لمواسير النظام تتكون فقاعات بخار في مراكز عالية بالمواسير تقوم بإعاقة سريان السائل فيما يعرف بـ(قفل البخار) Vapor Lock



أما بالنسبة للمعدات الهيدرولليكية بما فيها الطلمبات فتكوّن مثل هذه الفقاعات وانفجارها يؤدي إلى تلف المعدة وهو ما يسمى التكهف Cavitation .

Cavitation

ولذلك يراعى عند تصميم وتشغيل أي نظام أن يكون أقل ضغط فيه أكبر من ضغط البخار للسائل حتى لا يتبخر ، طبقا للمعادلة التالية:

كيف يحدث التكهف ؟  Mechanism Of Cavitation

في حالة تكوّن فقاعات بخار Vapor Bubbles في خط السحب فإنها تنجرف مع السائل داخل الطلمبة إلى نقطة ذات ضغط أكبر غير مناسب لوجود فقاعات البخار فتنفجر فقاعة البخار تاركة فراغ " فجوة Cavity" يندفع فيها قطرات السائل بسرعات وضغوط عالية جداً مما يتسبب في إحداث تنقير Pitting في ريش المروحة أو سطح الطلمبة.

تأثير التكهف على الطلمبة  Effect of Cavitation

 مع انفجار عدد كبير من الفقاعات واستمرار هذه الظاهرة لفترة تُصدر الطلمبة صوت طرقات عالية متتالية واهتزازات ميكانيكية بالطلمبة نتيجة انفجار الفقاعات ، كما تؤدي إلى حدوث انخفاض في الضغط والتصرف والكفاءة ، وفي حالة عدم الأخذ في الاعتبار بتلك الظواهر السابقة أو الإغفال عنها سوف تفاجئ بعد فترة قصيرة بتلف المروحة وأجزاء من جسم الطلمبة بحدوث نحر وتآكل فيهما ، ولذلك يتضح لنا أن التكهف هو أسوأ عدو للطلمبات.

 Cavitation

إذن كيف تمنع حدوث التكهف؟

مما سبق نستنتج أن المانع الرئيسي أمام حدوث التكهف هو منع حدوث فقاعات البخار ، أي بجعل أقل ضغط في النظام يكون أكبر من ضغط بخار السائل.

ولذلك يجب اتباع الخطوات العملية التالية: 

• زيادة منسوب السائل في خزان أو بيارة السحب ، أو بمعنى آخر غمر نهاية أنبوب السحب لعمق غاطس كافي.
• تقليل الفواقد في خط السحب بتقليل فواقد الاحتكاك عن طريق تقليل طول ماسورة السحب أو بمعنى آخر تقريب المسافة بين الطلمبة ومصدر المياه ، وتكبير قطر ماسورة السحب بحيث تكون أكبر من قطر فلانشة السحب ،، وكذلك تلاشي المحابس والكيعان الغير ضرورية بقدر الإمكان.  

اقرأ أيضاً :
- التركيب السليم للطلمبات الطاردة المركزية Installation of Centrifugal Pump
- تحضير الطلمبات الطاردة المركزية Pump Priming

من النقاط الهامة أيضاً الأخذ في الاعتبار ما يسمى بصافي الضغط الموجب للسحب (NPSH)
Net Positive Suction Head
فعند شرائك لأي طلمبة يجب معرفة الـNPSH الخاص بها وتجده في منحنى أداء الطلمبة ، وهو عباره عن أقل ضغط سحب يمكن للطلمبة أن تعمل عنده لتعطي التصرف والضغط المطلوبين دون التعرض لظاهرة التكهف.

عملياً وعلى سبيل المثال إذا كانت قيمة NPSH للطلمبة تساوي 3متر فلا تستطيع الطلمبة أن تسحب من عمق أكبر من 7متر ، أي يتم طرح قيمة NPSH من قيمة الضغط الجوي 10م لمعرفة العمق اللازم لمستوى السائل المطلوب سحبه.

باتباعك لهذه التوصيات نضمن لك أفضل تشغيل للطلمبة وأطول عمر افتراضي لها.. 

وإذا كان لديك أي استفسار اتصـل بنا

.........
لتحميل ملف الموضوع PDF
...
>> تحميل <<
.........

المصادر: 

كتاب تكنولوجيا المضخات - كتاب هيدروليكا المضخات والقنوات المكشوفة(د.سمير محمد اسماعيل) - م.إسلام رضا(دورة يوتيوب) .

........
↓ ↓ شــارك الموضـوع عـلى  ↓ ↓

القسم:

فيسبوك تويتر جوجل + لينكدن واتساب