ماهي مضخات القوة
يستخدم المضخات في معظم الصنوعات، ولكنها تنتشر أكثر في صناعة البترول والغاز الطبيعي، وذلك لعمليات الاستكشاف والإنتاج، حيث تعد المضخات جهازا يقوم بنقل السوائل عن طريق آلية ميكانيكية تتم داخل الجهاز، بحيث يعتمد الجهاز بأكمله على عملية تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة هيدروليكية، وتصنف جميع مضخات القوة إلى ثلاثة أنواع فقط، ويعود التصنيف هذا إلى طريقة استخدام مضخات القوة، وهم
- مضخات الإزاحة.
- مضخات الجاذبية.
- مضخات الرفع المباشر.
أهم الأمثلة على تطبيقات مضخات القوة
يتم استخدام المضخات في عدة تطبيقات مختلفة في الحياة، ومن بين تلك التطبيقات استخدام طواحين الهواء أو الأنهار لضخ المياه، واليوم يتم استخدام المضخات لري الأراضي الزراعية وتوفير إمدادات المياه والوقود وتكييف الهواء وأنظمة التبريد والحركة الكيميائية وحركة الصرف الصحي والتحكم في الفيضانات والخدمات البحرية
تعمل المضخات الميكانيكية في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل:
- ضخ المياه من الآبار
- ترشيح أحواض السمك.
- صناعة السيارات لتبريد الماء وحقن الوقود
- صناعة الطاقة لضخ النفط والغاز الطبيعي.
- يتم تشغيل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بتشغيل أبراج التبريد والمكوناتالأخرى.
في الصناعة الطبية:
- تُستخدم المضخات في العمليات الكيميائية الحيوية، سواء في تطوير الأدوية وتصنيعها، أو في إنتاج بدائل اصطناعية لأجزاء الجسم مثل القلب الاصطناعي والقضيب الاصطناعي.
بسبب التنوع الكبير في استخدامات مضخات القوة، هناك مجموعة واسعة من الأحجام والأشكال لهذه المضخات، بدءا من الأحجام الصغيرة جدا إلى الأحجام الكبيرة جدا، ومن مضخات المواد السائلة إلى معالجة الغاز، ومن الضغط المنخفض إلى الضغط العالي
من الأنواع الأساسية والمنتشرة لمضخات القوة هما:
- مضخات الإزاحة الإيجابية: فهي تقوم بضغط السائل مباشرة.
- مضخات الطرد المركزي: تهدف إلى تسريع السائل وتحويل الطاقة الحركية إلى ضغط
أهم أنواع المضخات
عدد أنواع مضخات القوة لا يحصى، حيث تختلف في الأشكال والأنواع وتوجد لكل مجال من مجالات الحياة عدد من المضخات، ومن أهم أنواعها مضخات القوة
- مضخات الإزاحة: يتم تحريك السائل عن طريق مضخة الإزاحة بالاحتفاظ بكمية ثابتة وإجبار الحجم المحتوي على السائل على الخروج في أنبوب التفريغ
- مضخات الدفع: تستخدم مضخات الدفع لزيادة ضغط الهواء الناتج من الغاز، ثم يتم إطلاق الغاز المحتجز في الماء وتجميعه في جزء داخل المضخة، مما يؤدي إلى وجود ضغط يدفع جزءا من الماء لأعلى، ويظل الغاز المتبقي. تشمل مضخات الدفع التقليدية مضخات الكبش الهيدروليكية ومضخات النبض ومضخات النقل الجوي
- مضخات السرعة: تعمل مضخات السرعة عن طريق آلية تستخدم الطاقة الحركية للسائل لزيادة سرعة التدفق، ويتم تحويل هذه الزيادة في الطاقة إلى زيادة في الضغط، ثم ينخفض السرعة ويتم تفريغ التدفق من المضخة إلى أنبوب التفريغ
- مضخات الجاذبية: في مضخة الجاذبية، يتم رفع السائل، وتحديدا الماء، عن طريق قوة الجاذبية
- مضخات البخار: تعمل هذه المضخات بمحرك بخاري، مثل توماس سافري ومضخة البخار بولسوميتر، وتستخدم أيضا مضخات بدون مكابس
كيفية تحضير مضخة
على الأغلب لا تستطيع المضخة الخاصة بالسوائل سحب الهواء منها ببساطة يجب أولاً أن يتم ملء خط تغذية المضخة والجسم الداخلي المحيط بآلية الضخ بالسائل الذي يتطلب الضخ، ثم يقوم المشغل بإدخال السائل في النظام لبدء الضخ وهذا ما نسميه تحضير المضخة، يحدث فقدان للمادة الأولية التي تم وضعها بسبب ابتلاع الهواء في المضخة.
يحدث هذا مع معظم المضخات، ومثال على ذلك مضخات الطرد المركزي، حيث يجب أن يكون وضع المضخة دائمًا أقل من نقطة الشفط، وإذا لم يكن الأمر كذلك، يتم ملء المضخة يدويًا بالسائل أو استخدام مضخة ثانوية لإزالة كل الهواء من خط الشفط وغطاء المضخة.
يجب إحكام الغلق بشكل كافٍ بين الأجزاء المتحركة والغلاف أو مبيت المضخة في مضخات الإزاحة الموجبة، لتكون جاهزة للتحضير ويمكن استخدامها أيضًا كمضخات تمهيدية، وذلك لتوفير العمالة البشرية.
استخدام المضخات كمصادر مياه عامة
تعتبر مضخة الماء، والتي تعمل بالطاقة اليدوية، وتسمى “مضخة الإبريق”، واحدة من أنواع المضخات التي كانت شائعة قديما في جميع أنحاء العالم، حيث تم تركيبها فوق آبار المياه المجتمعية في الأيام التي لم يتم فيها توفير المياه عن طريق الأنابيب
في الجزر البريطانية، كانت تسمى المضخة الرعوية ولكنها لم تعد شائعة الاستخدام. لا يزال بعض الأشخاص يستخدمونها، وتم تسميتها المضخة الرعوية بسبب تجمع الناس حولها ومناقشة القضايا ذات الاهتمام المحلي. ومع ذلك، لها آثار سلبية؛ حيث يتم سحب المياه مباشرة من التربة دون تنقيتها، مما يجعلها ملوثة وغير صالحة للشرب. إذا لم يتم تنقيتها وتنقيتها بشكل صحيح، فقد يؤدي استخدامها إلى الإصابة بأمراض الجهاز الهضمي أو فشل الكلى.
بسبب التطور يوجد مضخات مياه حديثة يتم تشغيلها يدويا وتكلفتها منخفضة، وعادة ما توجد في المناطق الريفية في البلدان النامية، وتصل هذه المضخات إلى المياه الجوفية العميقة غير الملوثة، وتحسن سلامة البئر من خلال حماية مصادر المياه من التلوث، وصممت بسهولة التركيب والصيانة باستخدام أجزاء بسيطة مثل مضخة Afridev