الابتكار والتطوير في تقنيات مضخات المياه في بلادنا

Thread Content

ابتكارات وتطورات تقنيات مضخات المياه في بلادنا، 22-12-2015 مع التطور السريع للتكنولوجيا، تشهد صناعة التصنيع تغيرات مستمرة وسريعة. إن العمل في عزلة أمر ضار للغاية بتطور أي قطاع، ناهيك عن صناعة التصنيع التي تعتمد على التقدم التكنولوجي. ووفقًا للمعلومات المتوفرة، فقد شهد قطاع مضخات المياه في بلادنا زيادة كبيرة في القدرة الإنتاجية خلال السنوات الأخيرة، لكن لا يزال من الضروري الانتباه إلى التكنولوجيا والابتكار من أجل تطوير السوق في المستقبل. 　　آفاق تطور تقنيات مضخات المياه
1. يجب الانتباه إلى اكتشاف وتطوير مضخات للاستخدام في مجالات جديدة
المضخة هي آلة عامة الاستخدام، وتُستخدم في مجالات كثيرة، كما أن هناك حاجة مستمرة إلى مضخات للاستخدام في مجالات جديدة. على سبيل المثال: مضخات القلب، مضخات الدفع بالرش، مضخات تبريد الحواسيب، مضخات التكييف، مضخات زيت التوصيل الحراري، مضخات نقل الغاز والنفط معًا، مضخات إزالة الكبريت من الغازات، مضخات حقن المياه في منصات النفط، وغيرها. ربما لا تزال هناك أماكن يجب استخدام الضخ فيها ولم يتم ذلك بعد، كما ستظهر باستمرار مجالات جديدة تحتاج إلى استخدام الضخ، وهو ما يتطلب منا أن ننتبه لاكتشافها وأن نسعى لتطويرها. 　　2. إجراء أبحاث تجريبية باستخدام تقنيات متقدمة مثل CFD وPIV في الواقع العملي. لا يمكن إنكار تفوق التقنيات الحديثة مثل CFD؛ فجميع المؤسسات التعليمية تمتلك برمجيات لهذا الغرض، كما أن أكثر من 50% من أبحاث طلاب الدراسات العليا تتعلق بهذه التقنيات. يتطلب تطور تقنية جديدة حتى تصبح ناضجة عملية معينة، وينبغي في الوقت الحالي استخدامها كأداة مساعدة لحل المشكلات الهندسية العملية، بالتزامن مع الأساليب التقليدية في التصميم. بالإضافة إلى ذلك، يجب السعي قدر الإمكان للجمع بين الأمور العملية، وإلا فسيكون من الصعب تحقيق النضج والتحسين. في المرحلة الأولى، لا تختر مسائل كبيرة جدًا؛ فمثلاً، اختيار مضخة واحدة من نقطة الدخول إلى نقطة الخروج، أو محطة مضخات واحدة من حوض الدخول إلى حوض الخروج، يجعل نتائج الحساب صعبة التقييم. تعتبر أجزاء الضرر في مضخات الحمأة، ومناطق الدوامات في مسارات تدفق المياه، مناسبة جدًا للاستخدام في الأبحاث باستخدام تقنيات CFD وPIV. وعلاوة على ذلك، ينبغي لبعض مصانع الضخ الكبيرة أن تتعاون مع المؤسسات الأكاديمية المؤهلة للقيام بأعمال البحث في هذا المجال. 　　٣. التركيز على أبحاث وتطوير التقنيات والمنتجات الأساسية: يجب حل المشاكل التقنية الرئيسية من أجل تحسين مستوى تقنيات الضخ. على سبيل المثال: دراسة آليات تآكل مضخات الحمأة؛ دراسة النموذج الهيدروليكي لمضخات التدفق المائل عالية الكفاءة؛ دراسة تبسيط هيكل مضخات الشفط الذاتي وزيادة كفاءتها؛ تطوير مضخات تصريف المياه ومضخات نقل النفط عالية الكفاءة وذات التدفق الكبير والارتفاع العالي، بحيث يسهل صيانتها؛ تطوير أنواع جديدة من المضخات المستخدمة في السفن؛ تطوير مضخات إزالة الكبريت من الغازات والمضخات عالية الحرارة والضغط المستخدمة في تحويل الفحم إلى سوائل؛ دراسة تحسين موثوقية المضخات المحمية والمضخات المغناطيسية؛ تطوير أنواع جديدة من المضخات القياسية (مضخات الحجاب الحاجز)؛ دراسة تحسين كفاءة بعض أنواع المضخات. 　　٤. تعزيز مفهوم الجودة العالية، وإيلاء اهتمام للتوحيد والقياسية. في بعض مصانع الضخ في بلادنا، يتم طلب تصميم نوع معين من الضخات، وبعد سنة من التصنيع، يتبين أن كل ضخة على حدة، ومن السهل تخيل أن تكلفة التصنيع ستكون مرتفعة. 　　استخدام التقنيات المركبة لتحقيق الابتكار والتطور في تقنيات الضخ: إذا نظرنا إلى تطور تقنيات الضخ، فإن الكثير من التطورات كانت نتيجة استخدام التقنيات المركبة. على سبيل المثال: (1) يؤدي دمج شفرات الطرد المركزي مع شفرات الدوامة إلى تكوين مضخة طرد مركزي دوامية ذاتية الشفط. 　　(2) يتم دمج رأس الرش مع المضخة الطاردة المركزية لتصبح مضخة طاردة مركزية ذات شفط ذاتي. 　　(3) يشكل اتحاد عجلة مضخة المياه وعجلة التوربين مضخة توربينية. 　　(4) يشكل الدمج بين مضخة الطرد المركزي ومضخة الحجاب الحاجز نوعًا من مضخات الشفط الذاتي ذات القوة العالية. 　　(5) يساهم الدوار المُحفّز مع الدوار الطارد المركزي في تحسين قدرة الضخ على مقاومة ظاهرة التآكل الناتج عن البخار. 　　(6) يمكن لدمج مراوح الشفط المزدوج ومراوح الشفط الأحادي حل مشاكل التآكل الناتج عن البخار وتحقيق توازن القوى المحورية. 　　(7) استخدام الشفرات الطويلة والقصيرة معًا لحل مشكلة انسداد مدخل التروسة ومشكلة التشتت عند المخرج. 　　(8) يؤدي توجيه الأوراق القصيرة نحو الجزء الخلفي من الأوراق الطويلة إلى منع حدوث دوامات محورية وانفصال التيار عند المخرج. 　　(9) مضخة سائلة تحت الماء ذات محور طويل، تستخدم مراوح ذات ضغط منخفض لسحب السائل، ومراوح ذات ضغط عالٍ في الجزء العلوي لزيادة الضغط؛ وهي تُعالج مشكلة صعوبة تصنيع المضخات ذات المحور الطويل وعدم موثوقية أدائها. 　　(10) يتم تركيب الحلقتين المتحركة والثابتة للختم الميكانيكي في منطقة الختم الخلفية للدوار الأخير، لتشكيل جهاز لتعويض القوى المحورية؛ حيث يتم استخدام فرق الضغط أمام وخلف الدوار لتعويض هذه القوى. وإذا تم حل مشكلة تآكل الحلقتين المتحركة والثابتة، فإن الفوائد الاقتصادية ستكون كبيرة جدًا. 　　(11) يتم نقل مبدأ عمل القرص الموازن إلى الغطاء الخلفي للعجلة، وبفضل تكوّن فجوتين، أحدهما شعاعي والآخر محوري، يمكن تحقيق التوازن التلقائي للقوى المحورية مثلما يحدث في القرص الموازن. عندما تكون القوة المحورية كبيرة، يتحرك التروس نحو الاتجاه الداخلي، مما يؤدي إلى زيادة الفجوة المحورية، وانخفاض الضغط خلف التروس، فيتحرك التروس إلى الخلف. والعكس صحيح (انظر الشكل 5). 　　(12) ختم بمادة لزجة، هذا النوع من الختم استخدمته أولاً شركة ستوكتون الأمريكية، ويتم بيعه في بلادنا أيضاً. يتكون من مزيج من الجرافيت والألياف ورباعي فلوريد الإيثيلين والسيليكون، ويمكن حقنه أثناء الاستخدام باستخدام مسدس حقن (للتعويض). يقال إنه في بعض الحالات، يكون له تأثير جيد. على الرغم من أنه لا يمكن استخدام هذه الفكرة في جميع الضواغط حاليًا، إلا أنها فكرة قيّمة للغاية، ومن المأمول أن تشكل اختراقًا في تقنيات الختم. 　　(13) تستخدم مراوح مضخات الحمأة شفرات ملتوية، مما قد يقلل من التآكل بسبب تناسقها مع حالة التدفق، ويزيد من الكفاءة. 　　هناك العديد من الأمثلة الناجحة على استخدام التقنيات المركبة، وللاستفادة منها بشكل فعال، يلزم وجود معرفة واسعة والشجاعة على الابتكار.