الأدوات والحاسبات

حساب NPSHA لمضخات الطرد المركزي.

تقييم شروط سحب الماء: مراعاة ضغط السطح ومنسوب السائل وضغط البخار وخسائر خط السحب معاً.

استخدم الفاصلة أو النقطة العشرية دون فواصل آلاف. يؤدي تغيير الوحدة إلى تحويل القيمة المدخلة.

الماء وموقع المنظومة
نطاق الحاسبة: ماء نقي بدرجة حرارة من 1 إلى 95 °C.
جو قياسي، من −500 إلى 5,000 m؛ لا تُحتسب تغيرات الضغط المرتبطة بالطقس.
موجب: المنسوب أعلى من المضخة. سالب: المضخة أعلى من المنسوب. للمضخات الأفقية.
الضغط فوق سطح السائل
خسائر خط السحب
خسارة خط السحب المعروفة
تشمل الدخول والتجهيزات؛ لا تضف فرق المنسوب مرة ثانية.
بيانات الأنبوب والجريان
قيمة إرشادية لأنبوب فولاذي جديد؛ راعِ المادة والحالة الفعليتين.
القيمة 1.004 تقابل الماء تقريباً عند 20 °C. أدخل قيمة مناسبة لدرجة الحرارة الأخرى.
الدخول والأكواع والصمامات والمرشحات وغيرها من البيانات الهندسية أو بيانات المصنع؛ بالنسبة إلى سرعة الجريان في الأنبوب المدخل.
فقط الخسائر غير المحتسبة ضمن احتكاك الأنبوب أو ΣK.
المقارنة مع المضخة
من منحنى المصنع عند نقطة التشغيل المدروسة.
قيمة مثال، وليست متطلب أمان عاماً.
يُفحص الهامشان معاً. يجب الاتفاق عليهما مع المصنع.

التمييز بين NPSHA وNPSH3

NPSHA هو ارتفاع الضغط فوق ضغط البخار الذي توفره المنظومة عند دخول المضخة. أما NPSH3 فهو خاص بالمضخة: قيمة NPSH التي يحدث عندها انخفاض في ارتفاع الضخ بنسبة 3% نتيجة التجويف. لذلك لا يعني تجاوز NPSHA لقيمة NPSH3 تلقائياً تشغيلاً خالياً من التجويف.

NPSHA = (psurface,abs − pvapour) / (ρ · g) + z − hL

تبدأ الموازنة عند السطح الساكن لخزان كبير. ويُقاس z بالنسبة إلى محور مضخة أفقية. تُهمل سرعة سطح الخزان، ولا يُطرح ارتفاع سرعة الدخول إلى المضخة مرة إضافية في هذه الموازنة. تدخل جميع خسائر الأنبوب والدخول والتجهيزات حتى مدخل المضخة ضمن hL.

خسائر خط السحب

hL = (f · L/D + ΣK) · v²/(2g) + hadditional
v = 4Q/(πD²) ··· Re = vD/ν

تستخدم الحاسبة معامل احتكاك دارسي: 64/Re حتى Re = 2,000، ومعادلة كولبروك المحلولة تكرارياً بدءاً من Re = 4,000، واستيفاءً خطياً بين الحدين. منطقة الانتقال غير يقينية. يُفترض قطر داخلي ثابت؛ وعند تعدد الأقطار تُحسب خسائر المقاطع منفصلة ويُدخل مجموعها.

تُدخل معاملات الخسائر الموضعية كمجموع. يتيح ذلك مراعاة التجهيزات وظروف التركيب الفعلية، بدلاً من استنتاج قيم عامة من عدد المكونات وحده.

خصائص الماء والضغط الجوي والهوامش

يُحسب ضغط البخار وتقريب كثافة السائل من معادلات الإشباع IAPWS SR1-86(1992). يُهمل تأثير الضغط في الكثافة، وتُدخل اللزوجة الحركية منفصلة. النموذج غير مخصص للمخاليط أو السوائل المحملة بالغاز أو عالية اللزوجة.

يُحسب الضغط الجوي المحلي بالعلاقة p = 101,325 · (1 − 0.0065 · h / 288.15)5,25588 Pa. للخزان المغلق يمكن تحديد ضغط السطح مطلقاً أو نسبياً إلى هذا الضغط الجوي المحسوب.

يمكن تعديل مثالي الهامش 0.6 m و1.25. يُحسب حد NPSH3 من min(NPSHA − الهامش المطلق؛ NPSHA / الحد الأدنى للنسبة). يعني الحد السالب عدم وجود قيمة NPSH3 موجبة تحقق هذه المعايير. يحدد مصنع المضخة وظروف الاستخدام ونطاق التشغيل الهوامش المطلوبة.

مراجع الحساب

تدعم هذه الحاسبات التقدير الهندسي الأولي. يجب التحقق من ملاءمة الافتراضات والنتائج للتطبيق المحدد. وهي لا تغني عن التصميم الكامل للمضخة أو المنظومة أو نظام الإدارة.