اختيار مضخات المياه

   

طريقة اختيار مضخات المياه هناك طريقتين متشابهتين معتمدان في حساب خصائص المضخات المائية.

الطريقة الأولى يمكن تسميتها الطريقة الأروبية و الطريقة الثانية يمكن تسميتها الطريقة الأمريكية.

 و الآن السؤال الذي يطرح نفسه هو متى نستعمل الطريقة الأولى و متى نستعمل الطريقة الثانية.

 ببساطة اختيار الطريقة التي نستعملها مرتبط بمعطيات الصانع كما سنرى في المرحلة الثالثة.

فإن كان الصانع يستعمل ال HMT في كتيب المضخة فإننا نستعمل الطريقة الاوروبية أما إن كان يستعمل ال TDH فإننا نستعمل الطريقة الامريكية.

الطريقة 1: حساب الارتفاع المانومتري الجملي HMT
حساب الارتفاع المانومتري يتم باستعمال المعادلة التالية:
HMT = Ha+Hr+PC+Pr
HMT:
 الارتفاع المانومتري الجملي بالمتر
Ha:
 ارتفاع السحب و يمثل المسافة بين سطح الماء و محور المضخة و هذا الارتفاعي يساوي 0 في حالة استعمال المضخات الغاطسة.

Hr:
ارتفاع التفريغ و يمثل الارتفاع بين محور المضخة و أعلى نقطة تفريغ مياه بالنسبة للمضخة السطحية.أما بالنسبة للمضخة الغاطسة فهو يمثل الارتفاع بين سطح الماء و أعلى نقطة تفريغ مياه.
PC:
متوسط فقدان الأحمال و تمثل الطاقة الضائعة في أنابيب المياه
PC=Ja+Jr
Jr:
 فقدان الاحمال في أنابيب التفريغ
Ja:
فقدان الاحمال في أنابيب السحب, قيمتها صفر في حالة المضخات الغاطسة لانه لا يوجد أنابيب سحب في هذه الحالة.
Pr:
الضغط المستعمل المطلوب عند فتح الحنفية يتراوح عادة بين 1 و 3 بار (أي بين 10 و 30 متر)

لمن لم يفهم المعادلة الأولى فإنه يمكن استعمال قاعدة أعم من القاعدة أعلاه وهي :
HMT = Hh + J a + J r + Pr
Hh :
الحمل الهدروليكي و تمثل المسافة بين مستوى المياه و أعلى نقطة تفريغ بالمتر.
و من أجل تحويل Hh من المتر إلى الباسكال نستعمل المعادلة التالية:
Hh pa=Hh*9.1*r
r: تمثل كثافة السائل بال كغم\م³ وهي
1000 كغم\م³ بالنسبة للماء.
من أجل حساب فقدان الحمل يمكن الإستعانة بالجدول التالي الذي يقدم قيمة فقدان الحمل بالمم للمتر الواحد للانبوب حسب قطره و حسب قيمة التدفق.

الطريقة 2: حساب ارتفاع الضغط الديناميكي TDH
الفرق الرئيسي بين هذه الطريقة و الطريقة الأولى هو أن الطريقة الاوروبية تضيف Pr (الضغط المستعمل المطلوب إلى المعادلة)

باختصار لحساب ارتفاع الضغط الديناميكي يكفي استعمال المعادلة التالية:
TDH = Hh + J a + J r
و كما شرحنا في الطريقة الأولى فإن Hh هي الحمل الهيدروليكي  (في الصورة أعلاه Static Head). و مجموع Ja و Jr يمثل فقدان الحمل باللإحتكاك داخل الأنابيب (في الصورة أعلاه Friction Head)
في هذا الملف ستجدون تطبيق مفصل حول اختيار المضخات الغاطسة باستهمال ال TDH:
ملف pdf انجليزي
المرحلة 3: اختيار مضخة الطاقة الشمسية المناسبة
كل صانع مضخات مياه لديه أنواع مختلفة من المضخات بخصائص مختلفة. و في كتيب الصانع نجد عادة منحنيات تمرز المضخات المائية. هذه المنحيات هي مقارنة لمعدل التدفق (أو السريان) بقيمة ال HMT او TDH.
في الصورة التالية نجد مثال لهذه المنحنيات.
فلتفرض مثلا أن معدل التدفق الذي نحتاجه في مزرعتنا هو 2.5 م³ في الساعة و أن HMT الذي حسبناه هو 36.1 متر. إذن نقوم برسم نقطة التقاطع لهذين القيمتين كما هو مبين في الصورة التالية.
 و المضخة التي نختارها يجب أن يكون المنحنى الخاص بها فوق نقطة التقاطع. في حالتنا المضخة المناسبة هي من نوع HMP 604.

الطريقة الثانية من أجل اختيار مضخات المياه  بالطاقة الشمسية هي عن طريق حساب قدرة المضخة. هذه الطريقة أقل دقة من الطريقة الأولى حيث أن قدرة المضخة لا تحدد القيمة الدقيقة للتدفق و ال HMT او ال TDH.
لكننا في كل الحالات نحتاج معرفة قدرة محرك المضخة لنعرف عدد الألواح اللازم لنظام مضخات الطاقة الشمسية.
و من أجل حساب قدرة محرك المضخة يجب حساب قدرة المضخة أولا باستعمال المعادلة التالية:
قدرة المضخة بالواط=
الحمل الهيدروليكي بالباسكال(Hh pa) *معدل التدفق بالم³ في الثانية
وقد سبق و رأينا كيف نحول الحمل الهيدروليكي من المتر إلى الباسكال.
إذن بعد القيام بحساب قدرة المضخة يكفي نقسم هذه القيمة على كفاءة المضخة لنتحصل على قدرة المحرك اللازمة.
قدرة محرك المضخة= قدرة المضخة / كفاءة المضخة .
كفاءة المضخات المائية تتراوح عادة بين 0.4 و 0.8.