رمز مضخة محطة الوقود
مضخة يدوية ماصة كابسة


المضخة : هي آلة ميكانيكية أو جهاز هيدروليكي يستخدم لنقل السوائل من مكان لآخر عن طريق زيادة ضغط السائل وتزويده بالطاقة ليسير في الأنابيب إلى المكان المطلوب، فالمضخات من آلات تحويل الطاقة[1]، ويقوم بتصميم نظام الضخ المكتمل مهندس ميكانيكا لضمان كفاءتها وتفادي ظواهر سلبية من قبيل التكهف.

ترتبط المضخات بشكل عام بنظام متكامل من الأنابيب والصمامات وأجهزة القياس التي تضمن سلامة عمل المضخة وسلامة العاملين عليها وسهولة صيانتها إذا لزم الأمر ولحمايتها من التلف.

هناك العشرات من المضخات يتم تصميمها بمختلف الأحجام والقدرات لكي تناسب جميع المتطلبات, ويتم تصنيعها من مواد مختلفة مثل الحديد الزهر (Cast Iron), أو الكربون الصلب (carbon Steel) وغيره.

تمكن المضخة السائل من :

  1. الجريان من منطقة ضغط منخفض إلى منطقة ضغط أعلى.
  2. التدفق من منطقة منخفضة الإرتفاع إلى منطقة أعلى.
  3. زيادة سرعة جريان السائل في الأنابيب.

تاريخ المضخاتعدل

لعل أول استخدام للمضخات كان لرفع المياه من مستوى إلى آخر لاستخدامها في الري.[2].

ولعل أول وسيلة لذلك قد ظهرت في بلاد الرافدين، حيث أظهرت نقوش آكادية الشادوف.[3]، والذي كان يتألف من محور خشبي طويل يعلق على هيكل خشبي في نقطة ارتكاز تقع في خمس المحور. يعلق في الطرف الأطول دلو وفي الطرف الأقصر ثقل من الحجارة. وهكذا ينزل مستخدم الشادوف الدلو إلى الساقية لملئه بالماء ليقوم الثقل الموازن برفعه وإفراغه في المكان المناسب.[4].

لعل أول ظهور لفكرة نقل الماء من مكان لآخر يعود إلى الحضارة المصرية القديمة سنة 2000 قبل الميلاد[بحاجة لمصدر], فقد استخدموا ذراعا خشبية كانوا يضعونها قريبا من مصدر الماء على نقطة إرتكاز, يوضع في طرف الذراع وعاء أو دلو خشبي, ويوضع في الطرف الآخر كتلة أو وزن, فعندما يتم دفع طرف الذراع الحامل للدلو للأسفل يمتلئ بالماء , ثم تقوم الكتلة أو الوزن بموازنة الذراع ورفع الدلو للأعلى مرة أخرى ويتم بعدها تفريغ محتوى الوعاء في وعاء آخر وتستمر العملية بهذه الطريقة.

أنواع المضخاتعدل

 
مضخة ذات التروس
  • يمكن تصنيفها في قسمين حسب شكل الحركة: مضخات الإزاحة الإيجابية، ومضخات الحركة الدائرية
  1. الإزاحة الإيجابية: وتعمل بإزاحة المائع، أي بحجز كمية ثابتة منه، ثمّ تدفعه إلى أنبوب التصريف.[1]
  2. المضخات ذات الغشاء وهي تستخدم للأعمال البسيطة، مثل ضخ الدم.
  • كما يمكن تقسيمها المضخات إلى نوعين رئيسيين بحسب مبدأ العمل والطريقة التي يتم فيها زيادة ضغط السائل كما يلي:
  1. النوع الأول : يسمى المضخات الديناميكية ( Dynamic Pumps ) أو مضخات الطرد المركزي: وهي المضخات التي ترفع ضغط السائل بشكل متواصل عن طريق تحويل الطاقة الحركية للسائل إلى ضغط باستخدام محور دوران (Shaft) و دفاع (Impeller).
  2. النوع الثاني : يسمى مضخات الإزاحة الجانبية (Positive displacement Pumps) : وهي المضخات التي ترفع ضغط السائل عن طريق حشره في مكان ثابت الحجم فيجبر السائل على الهروب من مخرج المضخة بسبب خاصية (عدم قابلية الانضغاط) للسوائل. وكل نوع من الأنواع المذكورة أعلاه يقسم إلى أنواع فرعية سيتم التطرق إليها لاحقا

المضخات الديناميكيةعدل

بحسب كود التصميم رقم 610 الصادر عن المعهد الأمريكي للبترول وهو كود التصميم الذي يعتمده أغلب المهندسين والمصممين في العالم, فإن هذا النوع من المضخات يقسم إلى ثلاث أنواع فرعية:

النوع الأول : مضخات الدفاع المعلق (overhang Pump) , وهي المضخة التي يقع فيها الدفاع على طرف محور الدوران (Shaft ).

النوع الثاني : مضخات الدفاع الواقع بين كراسي التحميل (Impeller between Bearings) , وهي المضخة التي يقع فيها الدفاع بين كراسي التحميل (Bearings).

النوع الثالث : المضخات العامودية (Vertical Pumps) وهي المضخات التي يقع فيها الدفاع في الأسفل بينما يكون المحرك أو الموتور في الأعلى مرتبط مع المضخة بشكل عامودي.

مضخات الإزاحة الجانبيةعدل

تقسم مضخات الإزاحة الجانبية إلى نوعين رئيسيين:

النوع الأول : المضخات الترددية ( Reciprocating Pumps)

النوع الثاني : المضخات الدوارة ( Rotary Pumps ) ومن الأمثلة عليها المضخة الترسية , حيث تكون الأجزاء المتحركة فيها هي تروس الجير

التطبيقاتعدل

تُستخدم المضخات لمختلف الأغراض، تتضمّن الاستخدامات القديمة للمضخة في طواحين الهواء وطواحين الماء. وفي الوقت الحاضر تستخدم المضخات في الرّي وضخ المياه ونقل وتعبئة مشتقات البترول، وفي محطات الصرف الصحي و أنظمة التكييف والتبريد، وللسيطرة على الفيضانات. ونظراً لاستخداماتها الواسعة، فإن المضخات تتوفر بمختلف الأشكال والأحجام، فمنها الصغير جداً ومنها الكبير جداً، وكذلك هناك المضخات التي تعمل تحت ضغط هائل إلى التي تعمل تحت ضغط منخفض.

تهيئة المضخةعدل

لا يمكن للمضخات التي تتعامل مع السوائل أن تسحب الهواء، لذلك يجب في البداية أن يتم تزويد خط التغذية الموصول بالهيكل الداخلي للمضخة بالسائل الذي يُراد ضخّه. وتسمى هذه العملية  بتهيئة المضخة - Priming pump، ولو قمنا بتشغيل المضخة من غير تهيئتها بالسائل اللازم، فإن المضخة ستقوم بسحب الهواء أولاً إلى داخلها مما يؤدي إلى توقف عملها إلى أن يتم شفط الهواء منها وإعادة ملئ خط التغذية بالماء.

المضخة كمزوّد للمياهعدل

 
أول تصوّر أوروبي لمضخة مكبس، بواسطة Taccola ، c.1450. [19

إحدى أنواع المضخات المتعارف عليها عالمياً هي المضخة اليدوية، إذ كانت تستخدم قديماً في سدود المياه قبل صنع تمديدات المياه. تقوم هذه المضخات بسحب المياه مباشرة من المصدر، من غير تصفية ولا تعدين، واستهلاك المياه من هذه المضخة يؤدي إلى العديد من الأمراض. أما المضخات اليدوية الحديثة فهي تصنف على أنها أفضل خيار من حيث الديمومة والتكلفة لتزويد المياه بشكل آمن، غالبا تستخدم في المناطق الحضرية في الدول النامية. المضخة اليدوية يمكن لها أن تصل إلى أماكن عميقة في الأرض لسحب المياه، والتي لا يمكن الوصول إليها بشرياً.

انظر أيضاًعدل

المراجععدل

  1. أ ب nelsom (2005). Pump Characteristics and Applications. Taylor & Francis Group, LLC. صفحة 525. 
  2. ^ "Answers - The Most Trusted Place for Answering Life's Questions" en (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 22 فبراير 2020.  النص "shadoof" تم تجاهله (مساعدة);
  3. ^ "Day by Day Discoveries: The Hanging Gardens of Babylon" en. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2016. اطلع عليه بتاريخ 22 فبراير 2020.  النص "The Hanging Gardens of Babylon " تم تجاهله (مساعدة);
  4. ^ "Shaduf / irrigation device" en (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 29 أبريل 2015. اطلع عليه بتاريخ 22 فبراير 2020.  النص "shadoofenclo" تم تجاهله (مساعدة);