HM380 التكهف في المضخات، المعدات التعليمية، معدات التدريب المهني، معدات مختبر ميكانيكا الموائع

١. نظرة عامة على المنتج
١.١ مقدمة عن التكهف
يشير التكهف في مضخات المياه إلى عملية انضغاط الفقاعات في منطقة الضغط المنخفض لنظام تدفق مضخة المياه، ثم انهيارها السريع عند وصول الماء إلى منطقة الضغط العالي، مما يؤدي إلى تدهور الأداء الهيدروليكي وتلف مكونات التدفق.
عندما يكون هامش التكهف الفعال لجهاز مضخة المياه أقل من هامش التكهف اللازم، وينخفض ​​الضغط الجزئي في المضخة إلى ضغط التبخر المشبع عند درجة حرارة السائل، تنمو الشوائب، أو الجسيمات الصلبة الدقيقة، أو نواة الغاز الموجودة على سطح التماس (بين السائل والصلب) في السائل بسرعة لتشكل فقاعة تكهف، وتصل إلى منطقة الضغط العالي مع تدفق الماء، ثم تنهار بسرعة بفعل انضغاط السائل المحيط. في منطقة انهيار التكهف، يتعرض السطح المعدني لقوة مطرقة مائية، قد يصل ترددها إلى عشرات الآلاف من المرات في الثانية، وتؤثر على مساحة صغيرة جدًا، لذا قد يصل إجهادها إلى آلاف الضغط الجوي. يؤدي التعرض المتكرر لهذا الإجهاد الكبير إلى تشوه لدن وتصلب الطبقة السطحية المعدنية، مما ينتج عنه إجهاد موضعي وتشققات دقيقة، مما يعزز تطور التكهف. تتكسر المكونات المعدنية وتتقشر. قد يحدث التكهف على الجزء الخلفي والأمامي لشفرات المروحة، أو بين الحافة الخارجية للمروحة وجدار حجرة المروحة. بشكل عام، يقلل تكهف مضخة المياه من التدفق والضغط والطاقة وكفاءة المضخة، مما يسبب اهتزازًا وضوضاء، ويقصر عمر المعدات، ويؤثر على السلامة الهندسية. يكون الوضع أكثر خطورة مع المضخات التي تسحب المياه من مجاري مائية ذات محتوى رملي عالٍ.
1.2 أسباب تكهف مضخة المياه:
عندما يكون ضغط مدخل المضخة أقل من ضغط البخار المشبع عند هذه الدرجة من الحرارة، يتبخر السائل. في الوقت نفسه، قد يتسرب الغاز المذاب في السائل، مُشكِّلاً عددًا كبيرًا من فقاعات البخار الصغيرة التي تتبع السائل. عند تدفقها إلى قناة تدفق المروحة، وعندما يتجاوز الضغط الناتج عن دورانها ضغط بخار التشبع، تتكثف هذه الفقاعات الصغيرة وتتلاشى، مُشكِّلةً تجويفًا. في هذه اللحظة، يندفع السائل المحيط نحو التجويف بسرعة عالية جدًا، وتصطدم جزيئاته ببعضها مُشكِّلةً صدمة هيدروليكية موضعية، مما يجعل الضغط الموضعي يصل إلى مئات الأجواء. كلما كبرت الفقاعة، زادت قوة الصدمة المائية الموضعية عند تكثفها وتلاشيها. سرعة هذه الصدمة الهيدروليكية عالية جدًا، بتردد يصل إلى 2500 مرة في الثانية، ويحدث تأثير عنيف على سطح المروحة، مُسبِّبًا تآكلًا ميكانيكيًا. تُسمى هذه الظاهرة الشاملة للتبخر والتكثف والصدم والتآكل المعدني للسائل بالتجويف.

1.3 أضرار التكهف
عندما تنطفئ فقاعة البخار، تتصادم جزيئات السائل مع بعضها البعض، مما يُصدر ضوضاء. وعندما يكون التكهف شديدًا، يحدث اهتزاز. وينخفض ​​معدل التدفق والرفع والكفاءة بشكل ملحوظ، وتحدث ظاهرة "الإخلاء". في الوقت نفسه، يترقق دافع المضخة بسبب تآكل التكهف، حتى أن الشفرات والغطاء قد يتعرضان للاختراق. يؤدي التكهف إلى ضعف أداء المضخة، وعدم استقرار تشغيل الجهاز، وإجهاد وتآكل المواد المعدنية السطحية، وزيادة الضوضاء والاهتزاز. لذلك، من الضروري تحليل ودراسة ومراقبة تكهف مضخات المياه في تصميمها وإدارة تشغيلها، واتخاذ تدابير وقائية فعالة في الوقت المناسب.
1.4 مقدمة عن المنتج
يمكن استخدام هذا المنتج لتوضيح تأثير التكهف على دافع المضخة الطاردة المركزية. غلاف المضخة والأنابيب الموجودة على جانب مدخل المضخة مصنوعة من بلاستيك شفاف لمراقبة عملية التكهف. التقط صورة بتعريض قصير (فلاش)، بهذه الطريقة يمكنك الحصول على صورة ممتازة للفقاعات. يمكن ضبط التدفق والضغط بواسطة صمامات مدخل ومخرج المضخة. ويُعرض الضغط على جانبي المدخل والمخرج على مقياسين للضغط. يحتوي خزان الماء على سخان، ويمكن التحكم بدرجة حرارة الماء. كما تُعرض درجة حرارة الماء ومعدل التدفق وسرعة المضخة داخل الخزان. ويتم تبريد الماء بواسطة نظام الإمداد.
2. معايير الأداء
الأبعاد: الطول × العرض × الارتفاع 1000 × 630 × 590 مم
الوزن: أقل من 70 كجم
الجهد الكهربائي: 220 فولت تيار متردد، 50 هرتز
مضخة الماء: القدرة 370 واط، معدل التدفق 3 م³/ساعة، الارتفاع: 14 مترًا
سعة خزان الماء: 20 لترًا
الضغط (المدخل): من -1 إلى 0 بار
الضغط (المخرج): من 0 إلى 1.5 بار
درجة الحرارة: من 0 إلى 60 درجة مئوية