【سؤال وجواب، السؤال رقم 219】 25 نوفمبر 2016

لمنع تدفق كمية كبيرة من السائل عند تشغيل الضخ، مما يؤدي إلى تجاوز التيار الكهربائي للمحرك

تكون تيارات البدء عند إغلاق المحرك في أدنى مستوى، مما يمنع حدوث تيارات زائدة قد تتسبب في تلف المحرك

إذا لم يتم إغلاق صمام المخرج، فعند تشغيل الضخ، سيكون الارتفاع الذي يمكن للضخ أن يصل إليه منخفضًا جدًا، بينما سيكون معدل التدفق مرتفعًا. وبما أن قوة الضخ تتناسب طرديًا مع معدل التدفق، فإن قوة الضخ ستكون كبيرة جدًا، وهو ما سيؤدي بالضرورة إلى ارتفاع شديد في تيار التشغيل； من ناحية أخرى، فإن الماء الموجود في أنابيب مدخل الضخ يكون ساكنًا قبل تشغيل الضخ. وإذا حدث تسارع مفاجئ، فإن الماء الموجود خلفه لن يتمكن من مواكبة هذا التسارع، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في ضغط المدخل، وبالتالي يتبخر الماء، وهو ما يؤدي إلى فراغ الضخ الطارد المركزي.

عندما يكون تدفق المضخة الطاردة المركزية صفرًا، فإن استهلاك الطاقة يكون في أدنى مستوياته. أما المحرك، فعندما ينتقل من حالة السكون إلى سرعة التشغيل، فإن التيار الكهربائي اللازم لتشغيله (أي استهلاك الطاقة من قبل المحرك) يكون أكبر بمقدار 5 إلى 7 أضعاف من الحالة الطبيعية. في مثل هذه الحالة، إذا لم يتم إغلاق صمام المخرج، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الحمل الميكانيكي على المحرك، مما قد يتسبب في حدوث أعطال مثل توقف المحرك عن العمل. ولذلك، من الضروري إغلاق صمام المخرج حتى يتمكن المحرك من البدء في العمل تحت أقل حمل ممكن.

تتناسب قوة مضخة الطرد المركزي مع معدل التدفق، فعند إغلاق صمام المخرج أثناء التشغيل، يكون معدل تدفق المضخة في أدنى مستوى، وبالتالي تكون قوة التشغيل في أدنى حد، مما يساعد على منع حدوث تيار كهربائي زائد أثناء تشغيل المحرك.

لدى المضخة الطاردة مركزيًا خاصية مهمة: عندما يكون الضغط (الارتفاع) منخفضًا جدًا، فإن معدل التدفق يكون كبيرًا، ويمكن ملاحظة ذلك من منحنى خصائص المضخة. وتكون قدرة الضخ متناسبة مع معدل التدفق؛ فعند بدء تشغيل الضخ، لا يكون هناك ضغط داخل الأنابيب، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل التدفق، وبالتالي ارتفاع قدرة الضخ. بالإضافة إلى ذلك، فإن أجزاء الضخ التي تدور تحتاج إلى تسارع كبير من حالة السكون إلى السرعة العالية، وهو ما يؤدي بالضرورة إلى ارتفاع تيار البدء. لذلك، يتم استخدام طريقة إغلاق صمام المخرج، بحيث لا يتم ضخ الماء أثناء بدء التشغيل، وبالتالي يصبح استهلاك الطاقة منخفضًا قدر الإمكان. وعندما يصل الضخ إلى سرعته المحددة، يتم فتح صمام المخرج تدريجيًا، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الماء تدريجيًا، وبالتالي زيادة تيار الكهرباء المستخدم في تشغيل المحرك إلى القيمة المحددة. من ناحية أخرى، فإن الماء الموجود في أنابيب مدخل الضخ يكون ساكنًا قبل تشغيل الضخ. وإذا حدث تسارع مفاجئ، فإن الماء الموجود خلفه لن يتمكن من مواكبة هذا التسارع، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في ضغط المدخل، وبالتالي يتبخر الماء، وهو ما يؤدي إلى فراغ الضخ الطارد المركزي. (لأن مضخة الطرد المركزي تستخدم شفرات المضخة لتدوير الماء وإنتاج قوة طرد مركزي، أما كتلة الغاز فهي خفيفة جدًا، ووفقًا للمعادلة F=ma، فإن قوة الطرد المركزي الناتجة عن الغاز صغيرة جدًا، مما يمنع المضخة من ضخ الماء).

منع التيار الزائد في المحرك أثناء التشغيل، مما قد يتسبب في تلف المحرك أو انقطاع التيار

إغلاق صمام المخرج يعادل عدم وجود حمل، مما يمنع ارتفاع تيار البدء وتوقف المضخة

نظرًا لأنه عند تشغيل المضخة الطاردة المركزية، لا يوجد ماء داخل أنابيب المخرج الخاصة بالمضخة، لذلك لا يوجد مقاومة في الأنابيب ولا مقاومة ناتجة عن ارتفاع الضغط. بعد تشغيل المضخة، يكون ضغط التدفق منخفضًا جدًا بينما يكون معدل التدفق مرتفعًا، وفي هذه الحالة يكون إخراج محرك المضخة (قوة المحور) كبيرًا جدًا (وفقًا لمنحنى أداء المضخة)، مما يؤدي بسهولة إلى تجاوز الحمل الأقصى، وهو ما قد يتسبب في تلف محرك المضخة والأسلاك المرتبطة بها. لذلك، يجب إغلاق صمام المخرج أثناء التشغيل حتى تعمل المضخة بشكل طبيعي.