سوف نتكلم هنا عن ظاهرة مهمة وخطيرة في المضخات وهي...
TRANSCRIPT
التكهف وهي المضخات في وخطيرة مهمة ظاهرة عن هنا نتكلم مع cavitation , سوفلها المسببة 0االسباب
الله بعون -: نبداالتكهف -: cavitation ظاهرة
واداء عمل ملحوظة بصورة تؤذي ان يمكن التي المشاكل اخطر من التكهف ظاهرة انالمضخة , دفاعة في اضرارا حدوثها عند تسبب وهي بعد , (impeller) المضخات حيثللمضخة الداخلي والسطح الدفاعة وجه في تنقر من المضخة على االعراض تظهر فترة
(case) , جزء من اتية المضخة مركز في فقاعات انفجار نتيجة تحدث الظاهرة هذه وانللمضخة الداخلية االجزاء على متناوبة بصدمات كبير ضغط توليد الى مؤدية لها السحبوضغط التدفق معدل في وتذبب تدهورا يسبب التكهف عن الناتج االداء تدهور وان
للمضخة 0التفريغ
التكهف -1 -: cavitation preventation منع
ينبغي التي الضرورية التغيرات من مجموعة فان تكهف حالة في المضخة كانت اذاال لزيادة النظام تصميم على من ( npsha) ادخالها اكبر يصبح اليقاف (npshr) بحيث
0التكهف
لزيادة المتنوعة الطرق -: (npsha) ومن
a- , من تسحب المضخة كانت اذا حيث للمضخة االمتصاص مقطع عند الضغط زيادةالى يؤدي الفراغ في الضغط زيادة او مغلق كان اذا فيه السائل مستوى رفع يمكن خزان
الفراغ في الضغط 0زيادةb- زيادة ايضا الممكن وهذا ( npsha) من ضغطه يتم الذي السائل حرارة درجة بتخفيض
يزداد وبالتالي للسائل االشباع ضغط تخفيض الى العالقة (npsha) يؤدي -: حسب
Npsha= p suction – p saturation في السائل حرارة درجة وبانخفاض طردية عالقة بالضغط الحرارة درجة عالقة ان حيث
ويزداد االشباع ضغط يقل اعاله ( npsh ) السحب المعادلة 0حسبc- فان للمضخة السحب انابيب في العلو ضياعات تخفيض ممكنا كان سوف (npsha) اذا
ال الن قطر , npshr يزداد بزيادة العلو ضياعات لتخفيض طرق عدة وهنالك يقل سوفالحنيات عدد وتخفيض وتخفيض (elbow ) االنبوب االنبوب في والوصالت والصمامات
االنبوب 0طولd- بتخفيض التكهف ايقاف الممكن 0للمضخة (npshr) من
-: مالحظاتقيمة -1 على (npshr) ان تعتمد ولكنها مختلفة ظروف تحت ثابتة ليست معينة لمضخة
ويزداد , العوامل عبر (npshr) بعض التدفق معدل ازدياد عند ملموس بشكل للمضخةال , سيخفض التفريغ صمام بخنق عبرالمضخة التدفق معدل تخفيض فان لذلك المضخة
(npshr) 0للمضخةال -2 اكبر , ( npshr) يعتمد الدفاعة دوران سرعة كانت فكلما ايضا المضخة سرعة على
ال فان , ( npshr) كان السرعة متغيرة لمضخة السرعة تخفيض تم فاذا (npshr ) لذلكينخفض 0سوف
تحديد -3 عدة (npshr) يتم على واعتمادا الصانعة الشركة اختبارات عبر التكهف لمنعوالسرعة ( , , , المضخة تدفق ومعدل وتصميمها الدفاعة مدخل نوع تتضمن عواملعادة , ) , الصانعة الشركات وتوفر ضخه يتم الذي السائل ونوع للدفاعة الدورانية
المشتري (npshr) منحنيات دليل في معين سائل اجل من المضخة تدفق لمعدل 0كتابع
التكهف -2 -: cavitation causes اسباب
الغازية :- -1 الحالة الى السائلة الحالة من الطور تغير الطور 0تغيرالمضخة -2 في الغاز او الهواء 0وجودالمضطرب -3 0الجريان
الصافي -3 االيجابي االمتصاص -: (npsh) علو
عامة بصورة التكهف -: لتجنباالشباع -1 ضغط من اعلى المضخة نقاط كل في المائع ضغط يبقى ان 0يجبلتجنب -2 مناسبا ضخه يتم الذي المائع ضغط كان اذا فيما لتحديد المستخدم المقدار ان
الصافي االيجابي االمتصاص علو هو 0التكهفالمتوفر -3 االيجابي االمتصاص علو االمتصاص (npshr) ان عند الضغط بين الفرق هو
ضخه يتم الذي للسائل االشباع وضغط 0للمضخة
يكون ان يجب التكهف npsha > npshr 0 ولتجنب
بالتصميم او تصميمية بحسابات متعلق االمر هو ليس المضخات في التكهف منع انللتكهف مانعة مضخات للمضخات المصنعة الشركات النتجت كذلك االمر كان ولو نفسه
مركزية طاردة مضخة والتوجدالتكهف , منع في االمر يكمن ولكن اسبابها توفر عند الظاهرة هذه من تهرب ان يمكنباالنسبة , اما ذكرت التي االجراءات وهي تعديله لغرض النظام على اجراءات بادخال
مواصفاتها ذكرت كما لمضخة ذلك على مثال حول لسؤالكال قيم يعطي ومخطط جدول (nsph r )فهنالك معين تدفق توفره (q) عند حال وفي
قائمة , معه ترسل للمضخات بيعها عند الشركات اغلب ولكن بمشاركة ارسله سوفهو المواصفات هذه ضمن ومن والتشغيل التدفق (npsh r) المواصفات معدل قيمة عند
رقم , لديك اصبح االن الشراء طلب في للمضخة طلبته شعورك (npsh r لل) الذي وعنداالتي خالل من المضخة في تكهف هنالك -: بان
1- - المضخة في عال وصوت ضجيج هنالك ولكن جيدة مضخة محرك النظام . وضعيةالتوجد - ( -2 للمحرك عالي تيار سحب هنالك ولكن جيدة مضخة محرك النظام وضعيةكهربائية ) . مشكلةالمشاكل - ( -3 اكثر قليل المضخة تصريف ولكن جيدة مضخة محرك النظام وضعيةالتكهف ) على وداللة حدوثا
في المذكورة النظام على التغيرات استخدم تكهف فيها المضخة على تعرف وعند االنالنتائج على واطلع المشاركة
كان . اذا اعاله التكهف على دلت التي المشاكل وعلوجت النظام في تحسن هنالك هلتغيراتك خالل من فانك نعم ذلك
قيمة جعلت النظام قيمة (npsh a) على من واذا . (npsh r) اعلى التكهف على وتغلبتفمعنى , ال النتيجة كانت
متضررة للمضخة الداخلي السطح و دفاعة من المضخة واجزاء كبير التكهف ان ذلك
للك , وشكرا االجزاء تلك ومعالجة المضخة فك ويتوجب كبير . بشكلتحياتي وتقبلو
مصطفي المولي فضل مزمل اخوكم
ظاهرة من التكهفتعرف فقاعات تشكل ظاهرة أنها في لسائل البخارعلى fجار دون ما إلى السائل ضغط فيها ينخفض البخار منطقة التكهف. ضغط ظاهرة تصنيف يتم
. ( ) : التكهف يعرف العطالي وتكهف عابر عطالي تكهف صنفين إلى السلوك حيث منأو فجوة فيها ينشأ التي العملية أنه على سريع فقاعةالعطالي بشكل وتتراكب سائل في
إلى يؤدي صدم مما في. موجة الظاهرة هذه تنشأ ما i الدفع ، المضخاتغالبا ، ومحركات أنسجة الشعيرية وفي فيها. النباتات تجبر التي العملية أنه على الالعطالي التكهف يعرف
( أشكال ( من شكل بسبب الشكل أو الحجم في االهتزاز التأرجح على السائل في فقاعةمثل الخارجية الصوتية طاقة التنظيف. الموجات حمامات في الظاهرة هذه فوقتوظkف
في الصوتية مالحظتها يمكن كما i المضخات، أيضا
العطالي التكهف
رايلي اللورد قبل من مرة ألول دراسته عشر Lord Rayleigh تم التاسع القرن أواخر فيلضغط تعرضه عند يحدث معين لحجم السائل في الكروي الفراغ انهيار أن اعتبر عندما
. هذه تسمى و بالكهف يسمى ما مشكال يتمزق أن يمكن الذي و الكفاية فيه بما منخفضتحت . يهتز سطح أي أو الدوار مروحة ريش خلف تظهر أن يمكن و بالتكهف الظاهرة
له كان إذا كافي تسارعالماء دور ويكون عندما خاصة و الصخور سطح على التكهف لنهر السريع الجريان يسبب أن يمكنطاقة . بتسليط التكهف على الحصول الممكن ومن الشالالت مثل شديد انحدار هناك
أشعة تسليط مثل عن ليزريةمحلية الناتجة الشرارة خالل من أو التفريغمكثفة تماما. الكهربائي فراغ ليس الكهف أن أي الكهف داخل المتبخرة الغازات أبخرة تتجمع
بسبب . تنهار المنخفض الفقاعةبهذاالضغط فإن وهكذا منخفض بضغط أبخرة يحوي إنماتكون , و االنهيار عند األبخرة ضغط و حرارة لتزداد المحيط للسائل المرتفع الضغط
الحرارة درجات أالف التام االنهيار نقطة عند الحرارة عدة بالكلفندرجة الضغط و تصدر . فإنها العنفة مثل ميكانيكية آلية على السائل ضمن الغاز تبدد عند بالتالي مئات
مرئي طاقة ضوء و صوتية موجات شكل على
بالتكهف التلف
يمكن فمثال التلف أنواع من العديد التكهف الداخلي يسبب اإلحتراق تتلف لمحركات أن براس الهواء لفقعات المكرر اإلرتطام المكبسنتيجة
الكيميائية الهندسة في التطبيقات
يمكن االعلى الى تصعد الفقاعان ان بما مثال السوائل نقل في التكهف استعمال يمكناعلى سوائل لنقل استعمالها
المضخات -
المضخة هي جهاز يقوم بتقديم الطاقة الالزمة للسوائل .لرفعها من مستوى إلى مستوى آخر أعلى منه
عاش اإلنسان منذ القديم على ضفاف المصادر المائية، واستخدم مياهها في الشرب وألغراض النظافة، ولري مزروعاته، ومع توسع التجمعات السكانية، ابتعدت المساكن عن ضفاف المصدر المائي، وازدادت احتياجات اإلنسان، فتوسعت زراعته وكان البد له من نقل المياه إلى األراضي الجديدة التي لم تكن بالضرورة على ضفة المصدر المائي مباشرة، فظهرت الحاجة لرفع المياه .ونشأت المضخات
وقد انتشر بشكل واسع استخدام الدواليب المائية )النواعير( بأشكالها المختلفة، كما طورت أنواع أخرى w ثم مثل الشادوف والساقية التي أدارها اإلنسان أوال.استخدمت الحيوانات في تدويرها
ومع انتشار استخدام الفحم الحجري كمصدر للطاقة كان البد من تجفيف المناجم ، فطورت المضخات المكبسية التي كانت تعمل بقوة البخار، ومع التحول الستخدام النفط كمصدر رئيسي لتوليد الطاقة والحاجة لسحب المياه الجوفية من أعماق كبيرة، كان البد من تطوير w أشكال جديدة من المضخات. ومازال التطوير مستمراw مع التطور المستمر لمعارف اإلنسان .حتى اليوم مترافقا
المضخات ذات الجريان المماسي )المضخات -2: النابذة(
يتم ضخ السائل بقوة الطرد المركزية، حيث تعطي أجنحةالفراش الدائر بسرعة عالية لقطرة الماء سرعة مماسية وأخرى عمودية، فتندفع قطرة الماء بالمحصلة نحو مخرج
(، ويؤدي ذلك إلى نشوء ضغط 1المضخة )الشكل-منخفض عند محور المضخة مما يسبب سحب السائل .نحوه
تتزايد في هذا النوع الطاقة المستهلكة مع زيادة الغزارة المضخوخة وتتناقص بتناقصها كما هو واضح في منحنيات
،مما يسمح بإغالق الصمام المركب على مخرج 2الشكل-المياه خالل عمل المضخة، كما يسمح بالتحكم بالغزارة عن طريق اإلغالق الجزئي للصمام المركب على مخرج المياه. وبما أن الطاقة المستهلكة عند إغالق الصمام أقلبكثير من الطاقة المستهلكة عند فتحه، لذا يفضل تشغيل المضخات الكبيرة والصمام مغلق للمحافظة على طاقة .دنيا عند اإلقالع
/ثا 3 م6تستخدم المضخات النابذة الغزارات حتى w أوأكثر. ويمكن تحديد 200ولضواغط تصل إلى مترا
87wمردود يصل إلى % أو أكثر أحيانا .
: الخصائص -2-1:المزايا -2-1-1أصغر وأخف وعلى األغلب أرخص من بقية أنواع ·
المضخات خاصة المكبسيةيمكن تركيبها مباشرة على محور المحرك دون الحاجة ·.إلى مجموعة تحويل حركة مما يخفف فواقد االحتكاك.السائل يخرج بشكل تيار مستمر منتظم دون صدمات ·يمكن اختيار مادة صنع كل من الفراش وجسم المضخة ·بما يتناسب مع السائل المضخوخ للحصول على مقاومة عالية للتآكل حتى لو احتوى السائل على أجسام صلبة أو .خيوط طويلة.أمان في العمل وسهولة في الصيانة ·
:المساوئ -2-1-2.قلة المردود من أجل الغزارات الصغيرة ·w مع الضاغط )منحنيات الشكل- · (2تناسب الغزارة عكسا . اليمكنها سحب السوائل لوحدها دون تجهيزات خاصة إن ·w .كان أنبوب السحب فارغالكن ميزاتها تطغى على مساوئها بحيث انتشر استخدامها بشكل واسع، بينما اقتصر استخدام بقية أنواع المضخات .على حاالت خاصةتستخدم لضخ مختلف أنواع السوائل، ويمكن اختيار .التصميم المناسب لكل نوع من السوائل
: الخط المميز للمضخات -3من أجل عدد معين من دورات المضخة توجد عالقة بين الغزارة المضخوخة وارتفاع الضخ، بحيث أنه من أجل غزارة معينة يتم الضخ إلى ارتفاع معين، برسم هذه العالقة نحصل على منحني يسمى الخط المميز للمضخة
2كما هو ظاهر في الشكل- .
:ارتفاع سحب المضخة وظاهرة التكهف -4
هو الفرق بين منسوب محور ارتفاع السحب: -4-1المضخة ومنسوب الماء في طرف السحب، وبما أن المضخة يمكن أن تتوضع فوق أو تحت منسوب الماء في w طرف السحب، لذا يمكن أن يكون ارتفاع السحب سالبا
w على الترتيب الشكلين . ويجب أن اليزيد 4 و 3أو موجبا أمتار في أفضل الحاالت. إذا كان 7ارتفاع السحب على
w أي منسوب المياه أخفض من محور ارتفاع السحب سالبا أمتار 10 أمتار )7المضخة، وكان هذا االرتفاع أكبر من
w( أمكن أن ينخفض الضغط ضمن األنبوب إلى نظريامادون ضغط البخار، وبالتالي تتشكل فقاعات بخار ماء .فيه وتحصل ظاهرة التكهف
من المعلوم أن درجة الحرارة ظاهرة التكهف: -4-2الالزمة لتبخر الماء تتعلق بالضغط المطبق، وهي تساوي
درجة مئوية. ومع تناقص الضغط 100عند سطح البحر تتناقص حرارة التبخر، ويسمى هذا الضغط بضغط البخار،
متر ماء، وعند 1,26 مئوية 50وهو يساوي عند الحرارة متر ماء. عند زوال الضغط 0,2 مئوية 20الحرارة
المنخفض المطبق في أنبوب السحب تنهار فقاعات البخار المتشكلة بشكل انفجار بسبب تكاثفها اللحظي w. إن لم يتشكل االنهيار ضمن جسم w شديدا مسببة قرعا w w نخرا السائل، أمكن تشكله على فراش المضخة مسببابسبب اإلجهادات الناتجة عنه، تسمى هذه الظاهرة بالتكهف، وعلى العموم ال توجد مادة مقاومة لهذه .الظاهرة
يمكن معرفة حدوث التكهف عن طريق أصوات القرع
وارتجاج المضخة وتراجع الغزارة المضخوخة عن الغزارة w ثم بشكل سريع، ويمكن أن يتآكل التصميمية ببطء أوالw، وقد ينكسر بشكل مفاجئ. يمكن فراش المضخة تدريجياأن يؤدي التكهف في المضخات المكبسية إلى نخر .الصمامات وكسرها
: نقطة عمل مضخة مع أنبوب -5عند تركيب مضخة على أنبوب معين لضخ الماء من منسوب أ إلى منسوب ب أعلى منه، والمضخة مركبة على المنسوب ج بين المنسوبين السابقين، فإن على :المضخة تأمين الضاغط الالزم لألعمال التالية. رفع المياه من المنسوب أ إلى منسوب محورها ج ·.رفع المياه من منسوب محورها ج إلى المنسوب ب ·التغلب على فواقد االحتكاك وفواقد الضغط األخرى في ·.أنبوب الضخ والقطع الملحقة والصمامات المركبة عليه.تأمين الضغط المطلوب عند نهاية األنبوب ·.ضخ الغزارة المطلوبة ·
نقطة عمل مضخة مع أنبوب هي النقطة التي تشترك فيها المضخة واألنبوب بالغزارة والضاغط نفسيهما.
( يوضح أن نقطة العمل المفضلة لمضخة مع 5و)الشكل-.أنبوب هي التي تحقق المردود األعظمي للمضخة
:جمع المضخات على التوازي -6هو وصل مضختين متجاورتين أو أكثر على أنبوب الضخ نفسه بحيث يكون لكل مضخة أنبوب سحب مستقل، الغزارة التي تضخها المجموعة هو حاصل جمع غزارات w كما المضخات المشكلة للمجموعة ويبقى الضاغط ثابتا
(. تستخدم لرفع الغزارة مع بقاء الضاغط6يظهر)الشكل- w .ثابتا
:جمع المضخات على التسلسل -7هو جمع مضختين أو أكثر على أنبوب الضخ نفسه، بحيث تضخ األولى المياه إلى الثانية التي تضخ المياه بدورها إلىالثالثة…، وتضخ األخيرة المياه في أنبوب الضخ. الضاغط الناتج هو حاصل جمع الضواغط بينما تبقى الغزارة نفسها
(. تستخدم لرفع الضاغط مع بقاء 7كما يظهر )الشكل-الغزارة ثابتةw. شرط عمل مجموعة مضخات موصولة على التسلسل أن تكون الغزارة التي تضخها كل مضخة .أكبر من الغزارة المراد ضخها
:أشكال تركيب المضخات إلى المحركات -8:محور المضخة مستقل عن محور المحرك -8-1( 8 )الشكل-المحرك مركب فوق المضخة: -8-1-1والحركة تنقل إلى المضخة بواسطة سير أو مسننات، :ميزات هذا الشكل
.تحتاج المجموعة إلى مساحة صغيرة ·يمكن التحكم بالسرعة عن طريق تركيب عدة دواليب ·.أو مسننات مختلفة األقطار لنقل الحركة.يمكن مراقبة كل األجزاء الدوارة ·.صعوبة الفك والتركيب ·.يجب معايرة سيور نقل الحركة باستمرار ·
المحرك مركب بجانب المضخة في وضع -8-1-2(ميزات هذا الشكل9)الشكل- أفقي: :
.سهلة الصيانة ·.يمكن مراقبة األجزاء المتحركة بسهولة ·.تحتاج إلى مساحة كبيرة ·وصل محور المضخة مع محور المحرك يسبب بعض .المشاكل
المحرك فوق المضخة في وضع عمودي: -8-1-3: يمين ( ميزاتها13)الشكل-
.تحتاج إلى مساحة صغيرة ·.سهلة الفك والتركيب ·.يمكن مراقبة األجزاء المتحركة بسهولة ·.فك الفراش يحتاج لجهد كبير ·
مضخة ذات توضع عمودي المضخة العمودية: -8-1-4تتألف من مضخة واحدة أو عدة مضخات موصولة على التتالي معلقة بأنبوب الضخ، تستخدم لضخ المياه من اآلبار، كما تستخدم لضخ مياه الصرف الصحي. يتوضع المحرك فوق األرض بينما تتوضع المضخة تحت األرض أو تحت منسوب الماء، ويصل بينهما محور متوضع ضمن أنبوب الضخ مزود بمساند مركبة على مسافات منتظمة تمنع اهتزازه، يتم تبريدها بواسطة السائل المضخوخ
( يظهر مضخة عمودية10نفسه. و)الشكل- .
:الميزات.وجود المحرك فوق األرض مما يسهل مراقبته وصيانته ·ضرورة االنتباه باستمرار لمحور نقل الحركة ألن أي ·
اختالل في وضعه يؤدي الهتزازه وبالتالي ضرر للمجموعة .ككل.تناقص المردود مع زيادة العمق ·
:للمضخة والمحرك المحور نفسه -8-2 يتوضع المحرك تحت المضخة الغاطسة: -8-2-1المضخة في الوضع العمودي ويشترك معها بنفس المحور، وتتوضع المجموعة كاملة تحت األرض تحت منسوب الماء. يمأل المحرك بسائل تبريد، أما المضخة
( يظهر 11فيبردها السائل المضخوخ نفسه. و)الشكل-.المضخة الغاطسة المخصصة لضخ مياه الصرف
:الميزات
.تورد كقطعة واحدة مع المحرك ·.تحتاج إلى مساحة صغيرة ·يوجد منها شكل مخصص لضخ مياه الصرف الحاوية ·.على شوائب.اليمكن مراقبة األجزاء الدوارة ·w تشغيلها في الجفاف · .اليمكن إطالقايجب إخراجها إلى سطح األرض من أجل أعمال اإلصالح .والصيانة
( 12 )الشكل-مضخة ذات توضع أفقي: -8-2-2:ميزاتها.طولها قصير ·.تحتاج لوقت قصير لإلصالح والصيانة ·.التحتاج إلى الكثير من أعمال الصيانة ·
.اليمكن مراقبة األجزاء الدوارة ·
13 )الشكل- مضخة ذات توضع عمودي: -8-2-3:يسار( ميزاتها.طولها قصير ·.تحتاج لوقت قصير لإلصالح والصيانة ·.التحتاج إلى الكثير من أعمال الصيانة ·.اليمكن مراقبة األجزاء الدوارة ·.المحرك ذو محور بتصميم خاص ·
يمين: محورين مستقلينيسار: نفس المحور للمضخة والمحرك
:مواد صنع المضخات -9 يتعلق اختيار مادة صنع جسم المضخة والفراش والمحاوربنوع السائل المراد ضخه، وبسعر المادة المراد استخدامها، حيث يفضل استخدام المواد األرخص والتي .تحقق بقية المتطلبات
يمكن صنع جسم المضخة من الحديد الزهر عند عدم ·وجود متطلبات خاصة، أما عند وجود اشتراطات خاصة مثل مقاومة الصدأ أو التآكل بتأثير المياه المالحة أو المواد الكيميائية فيمكن استخدام الستينلس ستيل. وإذا أريد للمضخة مقاومة التآكل الناتج عن ضخ مواد صلبة مع.المياه فيصنع جسم المضخة من البرونز
يمكن صنع الفراشات من حديد الزهر، الفوالذ، ·الستينلس، األلياف الكربونية أو من األلياف الزجاجية المقواة حسب مواصفات المياه المضخوخة. كما يمكن تغليف الفراش بالمطاط أو البالستيك، وسيئة هذه
.الطريقة هي إمكانية تقشر طبقة التغليف
.تصنع المحاور عادة من الفوالذ أو من الستينلس ستيل ·
:التجهيزات الملحقة بالمضخة -10تزود المضخات بالتجهيزات التالية من أجل ضمان عملها :باستقرارمقياس ضغط على أنبوب الضخ وآخر على أنبوب ·.السحبعداد لقياس كمية المياه الخارجة من المضخة وذلك ·.لمراقبة استطاعتها· w ساعة زمنية لتسجيل عدد ساعات عمل المضخة آليا.بهدف تنظيم عمليات الصيانة الدوريةمقياس أمبير ومقياس فولت لمراقبة التيار الكهربائي ·.الواصل للمضخةمانع لدوران المضخة إن انخفض منسوب المياه على ·أنبوب السحب عن حد معين، ويهدف ذلك لمنع دوران .المضخة في الجفاف
------------------------------------
أنظمة تغذية المباني بالمياه
تمد ضمن األبنية بمختلف أنواعها شبكة أنابيب تقوم بإيصال المياه من شبكة توزيع المياه الخارجية إلى األجهزة الصحية المختلفة الموزعة ضمن البناء. ويجب أنتؤمن هذه الشبكة الغزارة والضغط الالزمين إليصال المياه إلى أبعد وأعلى جهاز صحي مركب ضمن البناء، إضافة لتأمين الضغط الكافي لالستخدام المريح للمياه
أمتار 5-3من قبل السكان )يتراوح هذا الضغط بين يعطي الضغط الالزم 1حسب نوع الجهاز(. والجدول-
توفره في الشبكة العامة لتأمين المياه حسب عدد .الطوابق
إذا كان الضغط المتوفر في الشبكة أقل من القيم المعطاة في الجدول كان البد من استخدام حلول خاصة .لتغذية البناء بالمياه
والضغط Hs حسب قيمة الضغط المتوفر في الشبكة يمكن استخدام أحد أنظمة H الالزم لتغذية المبنى بالمياه
:التغذية التالية
Hs>H i :التغذية المباشرة من الشبكة العامة .1 دوما والضغط يكفي إليصال المياه بشكل دائم إلى أبعد وأعلى جهاز في المبنى، في هذه الحالة توصل شبكة المبنى إلى
(14الشبكة العامة مباشرة. )الشكل-
Hs<H :التغذية عن طريق خزان على السطح .2i، والتصل المياه باستمرار إلى الطوابق العليا. نقوم أحيانافي هذا النظام بوصل الشبكة العامة إلى خزان رئيسي على سطح المبنى، توزع المياه منه على المنازل، يمتلئ
i. )الشكل- (15الخزان بالمياه عندما يكون الضغط كافيا
Hs<H :الضخ المباشر إلى خزان على السطح .3i، المياه التصل إلى الطوابق، ويمكن أن التصل إلى دوماالطوابق الدنيا في وقت ذروة االستهالك. تضخ المياه من الشبكة مباشرة إلى خزان مركب على سطح البناء، حيث.توزع المياه منه إلى المستهلكينفي هذا النظام يمكن االستفادة من الضغط المتوفر في الشبكة مما يوفر في حجم المضخات المستخدمة والطاقة المستهلكة. يحسب الخزان العلوي على استهالكالسكان ليوم كامل، مما يزيد من األحمال التصميمية
(16للمبنى. )الشكل-
الضخ من خزان أرضي متصل بالشبكة إلى .4: خزان على السطحتوصل الشبكة العامة إلى خزان أرضي يحسب على أساس احتياجات السكان ليوم كامل، تضخ منه المياه إلىخزان على السطح وظيفته تأمين الضاغط الالزم مع المحافظة على عدد مرات إقالع المضخة في الساعة
مرة في الساعة حسب حجم 15-10)التزيد على المضخة(. حجم الخزان على السطح في هذه الحالة أصغر من حجمه في الحالة السابقة مما يخفض من
(17حموالت المبنى )الشكل- .
حيث يستغنى عن الضخ المباشر في الشبكة: .5i ويستبدل بخزان ضغط الخزان على السطح الوارد سابقا.)هيدروفور( يركب على خط الضخ بعد المضخة مباشرةيحسب خزان الضغط بحيث يؤمن الضاغط الالزم في الشبكة، ويؤمن عدم تجاوز عدد مرات إقالع المضخة في
إقالع/ساعة(. يمكن 15-10الساعة الحد المسموح به )أن يتم الضخ من الشبكة مباشرة أو من خزان أرضي
(18)الشكل- .
--------------------------------
محطات الضخ ضمن األبنية
هي الغرفة أو مجموعة الغرف من المبنى التي تحوي :المضخات وملحقاتها التي تشملأنابيب الضخ والسحب وملحقاتها من صمامات .1.ومقاييس ومثبتاتالتمديدات الكهربائية التي تزود المحركات والتجهيزات .2المختلفة بالتيار الكهربائي الالزم لتشغيلها إضافة لإلنارة .واألغراض األخرىمجموعة التحكم اآللي التي تنظم عمل المضخات، .3
وتضم تجهيزات األمان المختلفة الالزمة لحماية .المضخاتقد تضاف إلى محطات الضخ مجموعة توليد كهرباء .4احتياطية لضمان التزويد بالماء عند انقطاع التيار .الكهربائي
:أقسام محطة الضخw من الحجرات التالية :تتألف محطة الضخ أساسايتوضع بين المضخة ومدخل المياه خزان السحب: -1إلى المحطة، يستخدم لتوزيع المياه على عدة مضخات، ويساعد على التحكم بعملها، يحتوي على احتياطي مياه i( ويمتص يستخدم عند انقطاع التغذية )نظام التقنين مثالالفرق بين كمية المياه الواردة والغزارة التي تضخها المضخة مع المحافظة على عدد مرات إقالع المضخة في.الساعة ضمن الحدود المسموحة
تحتوي على المضخات ومحركاتها غرفة المضخات: -2.)حسب نوع المضخات المستخدمة(
قد توضع لوحة التحكم والتمديدات غرفة التحكم: -3الكهربائية وبقية التجهيزات الملحقة بالمحطة في غرفة i في األبنية السكنية العادية في مستقلة، لكنها توضع غالبا.نفس غرفة المضخات
:أشكال محطات الضخمحطة مع مضخات متوضعة في الجفاف تحت -1:منسوب الماءw سواء في ضخ مياه الشرب أو من أكثر األشكال انتشارا مياه الصرف. تتألف المحطة من األقسام الثالثة المذكورةw في w. تتوضع المضخات، األنابيب والصمامات معا سابقا
(19غرفة المضخات )الشكل- .
محطة ضخ مع مضخة متوضعة في الجفاف -2:فوق منسوب المياهفي هذا الشكل تقع المضخة مع المحرك فوق منسوب المياه، ويتم تفريغ أنبوب السحب من الهواء باستخدام
(20تجهيزات خاصة ملحقة )الشكل- .
:يمتاز هذا الشكل بالتاليتتوضع غرفة المضخات عادة فوق خزان السحب بشكل ·.أمين من خطر الفيضان.صغر المساحة التي يشغلها ·وجود أنبوب سحب طويل يزيد خطر التكهف وخطر ·.االنسداد عند احتواء المياه على شوائب )مواد صلبة(
:محطة ضخ مع مضخة متوضعة ضمن المياه -3تتوضع المضخة مباشرة في غرفة السحب. يمتاز هذا الشكل بعدم وجود أنبوب سحب والتخلص من المشاكل المتعلقة به. يمكن أن يتوضع المحرك فوق غرفة السحب
(، سيئة هذا الشكل وجود محور نقل حركة 21)الشكل-طويل بين المضخة والمحرك، لكنه يمتاز بسهولة مراقبة .المحرك وصيانته
w أن يتوضع المحرك والمضخة كوحدة واحدة يمكن أيضا(، يمتاز هذا النوع 22تسمى المضخة الغاطسة )الشكل-
بالبساطة وصغر المساحة الالزمة، السيئات عدم إمكانية المراقبة البصرية للمضخة والمحرك إضافة للحاجة إلى سحب المضخة إلى سطح األرض من أجل أعمال اإلصالح.والصيانة
:محطات ضخ مياه الشرب ضمن األبنية
تستخدم محطات ضخ مياه الشرب في استخدامها: .1المباني في أحد الحاالت المذكورة في الفقرة السابقة، كما أنها تستخدم في األبنية العالية حيث اليمكن أن تصل المياه إلى الطوابق فوق الطابق الخامس، وفي معظم هذه الحاالت تغذى الطوابق األولى بشكل مباشر من الشبكة، أما الطوابق العليا فتضخ إليها المياه وفق الحلول.المستعرضة
تحتوي المحطة عادة عدد المضخات المستخدمة: .2على مضخة أو أكثر عاملة بحسب الغزارة المراد ضخها، وعدد الخزانات على السطح المراد تغذيتها، وعلى العمومفإن موثوقية النظام تزداد مع ازدياد عدد المضخات العاملة الموجودة، فإذا استخدمت مضخة واحدة لضخ i إذا تعطلت المضخة، أما Q غزارة فإن الضخ يتوقف تمامافيمكن Q/2 إذا استخدمت مضختان غزارة كل منهماتأمين نصف الغزارة عند حصول عطل في إحدى المضختين، وعند استخدام ثالثة مضخات متماثلة يمكن
من الغزارة وهكذا، لكن الكلفة تزداد عند %66تأمين .زيادة عدد المضخات
يجب أن تحتوي محطة الضخ المضخات االحتياطية: .3 على مضخات احتياطية يتعلق عددها بعدد المضخات العاملة، تستخدم هذه المضخات الستمرار التغذية عند تعطل أحد المضخات العاملة وريثما يتم إصالحها لضمان عدم انقطاع التغذية وزيادة موثوقية نظام التغذية المستخدم. إذا كانت المحطة تحوي على مضخة واحدة عاملة فيلزم مضخة احتياطية مماثلة ، وعند زيادة عدد المضخات العاملة يضاف عادة مضخة احتياطية واحدة .لكل مجموعة مضخات متماثلة
تتوضع محطات الضخ عادة في قبو البناء، أوموقعها: .4ضمن وجيبته إن لم تتوفر المساحة الكافية ضمن قبو المبنى. ويجب في هذه الحالة ضمان عدم تسرب المياه .الجوفية أو السطحية إلى ضمن المحطة
i هو المحطات مع أشكالها: .5 الشكل األكثر انتشارامضخات متوضعة في الجفاف تحت منسوب الماء والمؤلفة من حجرتين: خزان سحب، وغرفة مضخات تحوي المضخات وأنابيب السحب والضخ والصمامات والمقاييس الملحقة، إضافة للتجهيزات الكهربائية وتجهيزات التحكم. في حال عدم توفر المساحات الالزمة .يمكن اللجوء للحلول األخرى وذلك حسب الحالة
:محطات ضخ مياه الصرف الصحي ضمن األبنية
يتم اللجوء إلى محطات ضخ مياه استخدامها: .1 الصرف الصحي إن كان منسوب خط التجميع الرئيس فيالمبنى أخفض من منسوب شبكة الصرف العامة، وبالتالي اليمكن صرف المياه بالراحة إلى الشبكة العامة، ويتم في مثل هذه الحاالت جمع مياه الصرف للطوابق العليا التي يمكن صرفها بالراحة إلى الشبكة في مجمع
مستقل أو أكثر، أما الطوابق التي اليمكن صرفها بالراحة فتجمع مياهها في محطة ضخ )أو أكثر إن كانت مساحة المبنى كبيرة( تقع تحت منسوب قبو المبنى، تضخ منها .المياه إلى الشبكة العامة
يمكن أن تحتوي عدد المضخات المستخدمة: .2 المحطة على مضخة عاملة، تحسب على الغزارة الساعيةالوسطية لمياه الصرف، ويحسب حجم خزان السحب الستيعاب الفرق بين الغزارة الساعية األعظمية والغزارة الساعية الوسطية، ويمكن أن تتألف مجموعة الضخ في المباني الكبيرة أو عندما تكون كمية المياه المراد ضخها كبيرة من ثالثة مضخات عاملة، مضخة تحسب على الغزارة الساعية الدنيا، ومضخة تحسب على الفرق بين الغزارة الساعية الدنيا والغزارة الساعية الوسطى، ومضخة تحسب على الفرق بين الغزارة الساعية الوسطى والغزارة الساعية العظمى وذلك بهدف تخفيض .حجم خزان السحب
البد من تجهيز محطات ضخ المضخات االحتياطية: .3 مياه الصرف الصحي بمضخات احتياطية تعمل عند تعطلإحدى المضخات العاملة، عددها اليقل عن مضخة واحدة .لكل مضخة أو مجموعة مضخات متماثلة
يفضل عادة استخدام الخزان المؤلف من أشكالها: .4حجرة واحدة مع مضخات غاطسة وذلك لتوفير المساحات الالزمة، ولو أن لهذا الحل مشاكله التي تتمثل بضرورة إخراج المضخة إلى الجفاف في حال العطل أو الصيانة، وضرورة تنظيفها بشكل جيد قبل إصالحها أو نقلها كونها موجودة ضمن مياه الصرف الصحي. فيحال المضخات ذات االستطاعات الصغيرة يمكن استخدام مضخات تورد مع خزانها بشكل وحدة مسبقة الصنع كما
23هو ظاهر في الشكل- .
يرتبط جمع مياه الصرف في خزان لمدة مشاكلها: .5
:طويلة تزيد عن النصف ساعة بالعديد من المشاكل منهاa. ترسب المواد الصلبة على أرضية الخزان.b. تفسخ المواد العضوية المحتواة ضمن مياه الصرف.وانطالق غازات قابلة لالنفجارc. انطالق الروائح المزعجة.d. تشكل بؤرة تلوث قد تتجمع فيها الحشرات والقوارض.e. إمكانية تسرب المياه الملوثة إلى المياه الجوفية، لذاالبد من العناية بشكل خاص بكتامة خزان السحب، .واستخدام االسمنت الكبريتي المقاوم للتآكل
:حساب الضاغط الالزم للمضخة
يتألف الضاغط الالزم للمضخة من جزئين: الضاغط الالزم على طرف السحب، والضاغط الالزم على طرف الضخ
(24)الشكل- .:الضاغط الالزم على طرف السحب
hs = hsg + hsl
مجموع الفواقد المحلية والطولية على أنبوب : hsl حيث.السحب:الضاغط الالزم على طرف الضخ
hd = hdg + hdl + hu
مجموع الفواقد المحلية والطولية على طرف :hdl :حيث
.الضخhu: الضاغط الواجب توفره على مخرج المياه من أجل تأمين االستخدام المريح، في حال الخزانات يكفي ضاغط
. أمتار3بحدود
:وبالتالي
H = Hg + hsl + hdl + hu
: فرق المنسوب بين سطحي المياه في خزانيHgحيث السحب والضخ. وتبقى هذه العالقة صحيحة في حال
خزان السحب أعلى من محور المضخة.
تصميم مدخل المياه إلى المضخة: يجب عند تصميم فتحة سحب المضخة االلتزام باألبعاد
التالية:
* قطر أنبوب السحب.2قطر فتحة السحب= مرة من قطر فتحة1,5 - 1عمق فتحة السحب=
)محسوبة إلى سطح األنبوب(. على أن اليقل عنالسحب )متر(0,3 * قطر أنبوب السحب + 0,2
0,25بعد فتحة السحب عن أي جدار مجاور اليقل عن مرة من قطر فتحة السحب.