המשאבה
ע"פ ויקיפדיה משאבה היא מכונה , המשמשת להעברת נוזל או גז ובאופן עקיף להגברת לחצו או מהירותו. המשאבה מונעות בדרך כלל על ידי מנוע חשמלי, מנוע דיזל, מנוע בנזין או הפעלה ידנית.
משאבה צנטריפוגלית הינה מכשיר ההופך אנרגית הנעה, הנמסרת ע"י המנוע, לאנרגיה קינטית בנוזל הנשאב, ע"י הזרמתו המואצת דרך חלק הנקרא "מאיץ המשאבה" .
מתן מהירות זרימה לנוזל הינו הפיכת אנרגיה מכנית ( סיבובית ) המתקבלת מהמנוע לאנרגיה קינטית (תנועה) בנוזל.
המשאבה היתה מבוססת על עבודת שוורים שהניעו גלגלי שיניים מעץ ומשכו אחריהם כבלים שאליהם היו מחוברים דליים.
המשאבה הצנטריפוגלית הראשונה נבנתה בשנת 1630 ע"י האנגלי גובן ג'ורדן.
כעבור 100 שנה שכלל אותה הצרפתי דה מור כאשר פיתח משאבה בעלת ספיקה סבירה.
ברבות השנים התקדמה המשאבה והשתכללה עד שבמאה ה-19 פותחה משאבת הכפות ע"י ריינולדס והומצאה המשאבה האנכית ע"י זולצר.
המשאבה הצנטריפוגלית
כיום פועלות בעולם מאות משאבות ורובן מתבססות על עקרון סילוק אויר מתא קיבול ויצירת תת לחץ (וואקום) בתוכו. הנוזל חודר לתא בשל הלחץ האטמוספרי המופעל עליו ונדחף באמצעים מכאניים אל פתח הסניקה.
המשאבות נחלקות לארבע קבוצות:
- סיבוביות.
- בוכנה.
- צנטריפוגליות.
- אחרות (סילון, אלקטרומגנטיות, PULSE, AIR-LIFT)
חלוקה אפשרית נוספת:
- גלגלי שיניים.
- משאבות רוטור.
- משאבות דיאפרגמה.
- משאבות בוכנה.
- משאבות צנטריפוגליות.
המשאבה הצנטריפוגלית נחלקת לשבעה סוגים:
- חד דרגתית.
- רב דרגתית.
- צירית חד דרגתית.
- צירית רב דרגתית.
- זרימה מעורבת.
- זרימה היקפית
- מגנטית.
תמונת משאבה צנטריפוגלית אנכית
המשאבה הצנטריפוגלית נחשבת לנפוצה ביותר בעולם, בנויה ממאיץ (אימפלר) בעל צד יניקה וצד סניקה.
בזמן שהמאיץ מסתובב, מופעלים על המים כוחות צנטריפוגליים, אשר סונקים את המים לגוף המשאבה סביב המאיץ, גוף המשאבה מאט את זרם המים ומפיק מאנרגיית המהירות שלהם את אנרגיית הלחץ. בנוסף, מכוון גוף המשאבה את תנועת המים לתוך המאיץ המורכת על גל הנתמך בידי מיסבים ומונע ישירות או באמצעות תמסורת מהמנוע.
בהשוואה למשאבות אחרות, נהנית המשאבה הצנטריפוגלית מספיקה גבוהה, מימדים מצומצמים, מחיר נמוך יחסית, מהירות סיבובית מתאימה להינע ישר ע"י טורבינות או מנועים חשמליים, זרימה רצופה ושקטה בלחץ בלתי משתנה, יכולת עבודה מול מגוף סגור למשך זמן מוגדל ועקומת הספק בעלת מומנט התחלתי נמוך.
החסרונות, לעומת זאת הן: בעיות איטום, נפילת הספיקה עם העלייה בעומד והעובדה ששאיבה לעומד גבוה דורשת מספר רב של דרגות, על כל הבעיות הכרוכות באיזון כוחות ציריים וכו'.
מאז פותחה המשאבה הצנטריפוגלית התרחשו שינויים מעטים כיוון שמים וביוב הם נוזלים די סטנדרטיים. המוצר הבסיסי נשאר ללא שינוי אך נעשו שיפורים המסייעים בהארכת חיי המשאבה באופן ניכר ומתבססים על חידושים טכנולוגיים כגון:
- ציפויים מתקדמים- שיפור חלקות והקטנת חיכוך ומניעת קורוזיה.
- חומרים מהם עשויה המשאבה-המעבר לייצור משאבות מברזל יציקה לנירוסטה (פלב"מ-פלדה בלתי מחלידה), כמגמה בולט בעשור האחרון. כיוון שהייצור מנירוסטה נחשב ליקר יותר, הוחלט להוזיל את התהליך באמצעות ייצור מפחי נירוסטה, ובעזרת שימוש בריתוכי לייזר רציפים שהופכים את הפחים ליחידה אחת.
- אמצעי פיקוד ובקרה אלקטרוניים.
- אטמים-האטמים מותאמים באופן מדויק יותר לסוג המשאבה עליה הם מותקנים ולסוג הנוזל אותו היא מוליכה.
- התרעות מתוחכמות המגינות על המשאבות מתקלות וכשלים.
- ממיר תדר.
המעבר למנוע חשמלי מנע בעבר שליטה על תדר מנוע החשמל אך כיום נפוץ השימוש בממיר תדר אשר בעזרתו ניתן לשלוט על תדירות החשמל.
השינוי מתבטא בכך שמתקבל אופיין אופקי כך שהמשאבה מסוגלת לשנות ספיקה תוך שמירה על רמת לחצים קבועה. כך ניתן להגדיל את מספר הצרכנים של המשאבה ללא חשש מנפילת לחץ. תכונה זו משרתת מיבנים רבי קומות ובתי בלון בהם הספיקות משתנות ובילתי צפויות.
משנה התדר מעלה ומוריד את הלחץ והספיקה בהתאם לצורך ועל ידי כך נחסכת אנרגיה רבה.
יתרה מזאת, התקן זה חוסך בלאי גדול של הציוד. בעבר המשאבות היו פועלות בקצב של 3,000 סיבובים לדקה והיום המהירות ירדה לפחות מ-1,500 סיבובים לדקה, כך שמשך החיים גדל והתוצאות טובות יותר.
חומרים
הנירוסטה לא דחקה את הברזל ליציקה בשל שמרנות המשתמשים, אך מבחינת מחיר הנירוסטה כמעט משתווה למחירי הברזל.
לנירוסטה יש יתרונות היגיינה, של שטחים חלקים שמעלים את רמת היעילות ומספק עמידות בפני קורוזיה.
הנירוסטה נפוצה בעיקר במשאבות ללחצים בינוניים וגבוהים וספיקות נמוכות ובינוניות.
אך במשאבות גדולות אין תחליף לברזל.
ע"מ לצייר משאבה מנירוסטה יש צורך בהשקעות ראשוניות גדולות ולכן קיים יתרון לסדרות ייצור גדולות.
לביוב בדרך כלל ברזל ליציקה עונה על הדרישות כאשר את הציר, הברגים וחלקים נוספים עושים מנירוסטה, ע"מ לשפר את עמידותם בקורוזיה.
חשוב להתאים את המשאבה את החומר הנשאב וכבר בשלב התכנון לבצע אנליזה לנוזל בתאום עם היצרן.
נצילות אנרגטית
כחלק מהשיפורים הטכנולוגיים השתפרה באופן משמעותי הנצילות האנרגטית של המשאבה.
כאשר המשאבה עשויה מחומרים יקרים יותר, בעלת ציפויים איכותיים ומותקנים בה אטמים טובים ומתאימים יותר כך מחירה עולה. למשאבה זו יעילות אנרגטית גבוהה וצריכת אנרגיה נמוכה יחסית למשאבות אחרות. אך כאשר מחשבים את הפרשי האנרגיה והכסף שהמשאבה חוסכת, מגלים שההשקעה כדאית מבחינה כלכלית.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה