شرح فقدان احتكاك خط أنابيب الطين

تعرف على فقدان احتكاك الأنابيب ؛ لماذا هو مهم جدًا فيما يتعلق بمعدل التدفق ، ولماذا هو مهم جدًا عند تصميم خط أنابيب لتطبيق الملاط.
تصفح مضخات الطين لدينااتصل بنا للحصول على اقتباس سريع
تتضمن هذه المقالة:

  • أسباب انخفاض ضغط مضخة الطين
  • حساب خسارة احتكاك خطوط الأنابيب
  • معادلات فقد الاحتكاك
  • اختيار أحجام الأنابيب
  • ما الذي يجعل مضخة EDDY الخيار الأفضل لضخ المواد الصلبة

عندما يتم ضخ سائل أو ملاط عبر خط أنابيب ، يبدأ السائل في فقد الزخم بسبب انخفاض سرعة السائل. يسمى هذا الانخفاض في السرعة بخسارة احتكاك الأنابيب. يحدث فقد احتكاك الأنابيب بسبب الاحتكاك بين السائل الذي يتم ضخه والجدران الداخلية للأنابيب. لتشبيه يساعد على تفسير فقدان احتكاك الأنابيب ، فكر في نهر. عندما يتدفق النهر ، يتدفق الماء الذي يتدفق على طول ضفة النهر بمعدل أبطأ من الماء في الوسط. هذا بسبب تلامس الماء مع المادة التي تشكل ضفة النهر ، مما يسبب السحب. يحدث هذا التأثير نفسه داخل الأنابيب عندما يتم ضخ مادة عبر نظام الأنابيب. يمكن أيضًا وصف فقد احتكاك الأنابيب على أنه مقاومة تؤثر على معدل تدفق السائل الذي يتم ضخه. تؤثر هذه المقاومة سلبًا على كفاءة المضخة ولا تحدث فقط عندما يتلامس السائل مع الجزء الداخلي من الأنابيب ؛ إنه ناتج أيضًا عن التركيبات والانحناءات المثبتة في خط الأنابيب والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على سرعة الخط الحرجة اللازمة لتقليل خسائر الكفاءة تحدث خسائر احتكاك الأنابيب بغض النظر عن السوائل التي يتم ضخها ، ولكنها تحدث بدرجة أكبر عند ضخ الملاط.

هناك فرصة رائعة لتقليل آثار خسائر احتكاك الأنابيب عند تصميم خط أنابيب لمضخة. كلما زاد معدل التدفق المطلوب ، كلما كان حجم الأنابيب أصغر يؤدي إلى خسائر أكبر في الكفاءة من المقاومة واحتكاك الأنابيب. ينطبق هذا التفكير نفسه على خطوط الأنابيب التي تتضمن المزيد من الصمامات والتركيبات والانحناءات. لتجنب الآثار السلبية لفقد احتكاك الأنابيب ، يمكن إجراء حسابات لتحديد خسائر احتكاك الأنابيب التي سيتم تحقيقها مع سائل معين (اللزوجة الأعلى لها خسائر أعلى) ليتم ضخها ، ومعدل التدفق المطلوب ، والطول ، وقطر الأنبوب ، بما في ذلك الصمامات والتركيبات والانحناءات.

أسباب انخفاض ضغط الطين

عندما يتدفق السائل أو الطين عبر خط الأنابيب ، يمكن أن يحدث انخفاض في الضغط بسبب مقاومة التدفق. قد يكون هناك أيضًا خسارة أو مكاسب في الضغط بسبب تغير الارتفاع من بداية ونهاية خط الأنابيب. هذه المقاومة للضغط ناتجة عن عدد من المشكلات:

  • احتكاك بين الملاط أو السائل وجدار الأنبوب
  • الاحتكاك بين الطبقات والمواد الصلبة للملاط نفسه
  • يمكن أيضًا فقد الاحتكاك أثناء مرور الملاط عبر أي تركيبات أنابيب مثل الانحناءات أو الصمامات أو مكونات خطوط الأنابيب الأخرى
  • إذا لم يكن الأنبوب أفقيًا تمامًا ، فقد يحدث فقد في الضغط بسبب ارتفاع الأنبوب.
  • زيادة الضغط بسبب أي رأس مائع تضاف بواسطة مضخة

بعض الأشياء التي يجب مراعاتها لتقليل فقد احتكاك الأنابيب

  • تقليل طول الأنابيب.
  • زيادة قطر الأنابيب.
  • تقليل خشونة السطح من الداخل من الأنابيب.
  • تقليل عدد الصمامات والانحناءات.

 

حساب خسارة احتكاك خط الأنابيب

هناك العديد من الطرق لحساب خسائر الاحتكاك في أنابيب الطين ، وبعض الطرق أكثر تعقيدًا من غيرها ؛ يمكن أن يختلف كل نوع من الملاط فيما يتعلق بالكثافة وحجم الجسيمات واللزوجة.

لهذا السبب ، قد يكون من الصعب التنبؤ بدقة بخسائر الاحتكاك عند حساب الطين. تعمل معظم الطرق الأبسط بشكل أفضل عند التعامل مع خطوط الأنابيب الأقصر ، بينما تتطلب خطوط الأنابيب الأطول تخطيطًا وحسابات أكثر دقة واختبارًا مناسبًا لمعدلات التدفق المثلى.

heavy-slurry-bauxite-pumpingيحدث جزء كبير من تطبيقات ضخ المواد الصلبة في عمليات التجريف وعمليات التعدين ومصانع المعالجة التي تستخدم عادةً خطوط أنابيب أقصر لا تزيد عن بضع مئات من الأقدام برأس ثابت منخفض نسبيًا. في معظم هذه التطبيقات ، من المعتاد استخدام طرق مبسطة للتنبؤ بخسارة الاحتكاك والتي يمكن أن تؤدي في حدود 5٪ من المتطلبات المتوقعة لمضخة الطين.

مع ضخ الطين ، غالبًا ما تتغير خصائص الملاط فجأة ، مما يتطلب طاقة أكثر أو أقل من محرك المضخة. لهذا السبب ، يوصى غالبًا بتحديد محرك المضخة الأولي باحتياطي طاقة كافٍ يصل إلى 20٪ فوق الحسابات الأولية. يمكن أن تؤدي هذه القوة الإضافية إلى إجراء أو كسر عملية تتعامل مع عجائن أو مواد صلبة أكثر صلابة مما كان متوقعًا في الأصل. على الرغم من ارتفاع تكلفة المحرك الأكبر ، إلا أنه يمكن أن يساعد في منع انسداد خطوط الأنابيب وغيرها من مشكلات الصيانة الشديدة عند ضخ المواد الصلبة الصلبة أو غيرها من المواد.

معادلات فقد الاحتكاك

تُحسب خسائر الاحتكاك على أساس ثلاثة أنواع ، وهي بالتحديد عند الضخ:
(1) السوائل
(2) عجائن متجانسة من المواد الصلبة الدقيقة غير المترسبة
(3) عجائن غير متجانسة من جوامد أكبر (ترسيب).

عند الضخ ، عادةً ما يتم حساب خسائر احتكاك خط الأنابيب بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كانت المادة:
1) سائل (لا توجد مواد صلبة)
2) ملاط متجانسة (أحجام جسيمات موحدة) من الجسيمات الدقيقة غير المستقرة
3) عجائن غير متجانسة (متنوعة في أحجام الجسيمات) من مواد صلبة أكبر حجماً

يتم حساب خسائر الاحتكاك السائل بطريقة دارسي أو هازين ويليامز ، بينما يتم حساب خسائر الطين المتجانسة غير المستقرة بطريقة ملاط بينغهام. يتطلب ترسيب الملاط طرق حساب واختبار أكثر صرامة.

حساب دارسي: Q = -KA dh / dl

أين:
س = معدل تدفق المياه (الحجم لكل مرة)
K = الموصلية الهيدروليكية
أ = مساحة المقطع العرضي للعمود
dh / dl = التدرج الهيدروليكي ، أي التغير في الرأس على طول الاهتمام.

معادلة هازن ويليامز:  V = k C (D / 4) 0.63 S 0.54 حيث S = h f / L

أين:
V = السرعة
k = عامل تحويل لنظام الوحدة (k = 1.318 للوحدات الأمريكية المعتادة ، k = 0.849 لوحدات النظام الدولي للوحدات)
C = معامل خشونة
R = نصف القطر الهيدروليكي
S = منحدر خط الطاقة (فقدان الرأس لكل طول الأنبوب أو hf / L)

ما الذي يجعل مضخة EDDY الخيار الأفضل لضخ المواد الصلبة؟

تعتبر مضخة EDDY خيارًا ممتازًا لنقل المواد الصلبة الثقيلة والمواد الأخرى عبر خطوط الأنابيب الطويلة. تخلق مضخة EDDY تدفقًا مضطربًا يساعد في إبقاء المواد الثقيلة في حالة تعليق وتتحرك عبر خط الأنابيب. يعمل دوار المضخة EDDY كخلاط على المواد متغيرة الانسيابية ويوفر تأثير ترقق القص. تعتبر قدرة مضخة EDDY على ضخ المواد الصلبة المركزة مثالية لنقل المواد اللزجة بسائل خالٍ من 5٪ ؛ مهمة مستحيلة لمضخات الطرد المركزي.

باستخدام مضخة EDDY ، ستضخ كمية أقل من الماء والمزيد من المواد الصلبة التي يمكن أن تؤدي إلى توفير كبير في التكاليف. لنقل نفس كمية المواد مثل المضخات التقليدية ، ستكون مضخة EDDY أصغر حجمًا وأخف وزنًا وتستخدم طاقة أقل وتكلفة أقل من المعدات التقليدية. علاوة على ذلك ، لا يوجد إعداد حاسم ، مما يلغي نفقات الموازنة والمحاذاة التي تتحملها المضخات الأخرى.

خصصت EDDY Pump مهندسين لنمذجة المضخات وتحليلها بناءً على أي مادة تحتاج إلى ضخها أو تجريفها. يمكننا الانتقال من المفهوم إلى النمذجة إلى ضخ وحدة اختبار مطبوعة ثلاثية الأبعاد في غضون 48 ساعة. تم إجراء استثمارات ضخمة في الأجهزة والبرامج لمساعدة فريق أبحاث EDDY Pump.

تتيح لنا معرفتنا الشاملة بديناميكيات السوائل من حيث صلتها بالمضخات جنبًا إلى جنب مع خبرتنا في الهندسة الإنشائية توفير مضخات ومعدات تجريف مُحسَّنة تمامًا مع خطوط الأنابيب والخراطيم المجاورة. يستخدم فريق البحث والتطوير لدينا برنامج ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD) لحساب انتظام التدفق بدقة عبر النظام بأكمله.

في EDDY Pump ، نسعى باستمرار لتحسين وابتكار تقنيات جديدة لدمجها في المضخة ومعدات التجريف.

 

جديد – أفضل التطبيقات – الصناعات الأكثر خدمة

شركة EDDY Pump Corporation هي شركة تصنيع رائدة لمعدات الضخ والتجريف. إذا كنت تقوم بضخ أو تجريف الطين ، والمواد الصلبة العالية ، والمواد شديدة اللزوجة ، والمعجون ، والمواد الكاشطة العالية (الرمل والحصى) والمواد المملوءة بالمواد الصلبة ، فقد وجدت المنتج الأنسب لهذه الوظيفة. اذهب إلى: https://eddypump.com/ أو اتصل بنا!

التعدين والرماد المتطاير ورماد الفحم والنفط والتكسير والغاز ومياه الصرف الصحي ولب الورق والورق والمواد الكيميائية والطاقة وبلديات المياه والري وشركات التجريف. للوصول إلى خط الإنتاج الكامل ، انتقل إلى: https://eddypump.com/products/

اطلب أو احصل على مساعدة اختيار المضخة

دع مبيعاتنا أو دعمنا الهندسي يساعدك في عملية اختيار مضخة الطين الخاصة بك. يتصل (619) 258-7020

لماذا مضخات إيدي أفضل –  يسلط الضوء

يوضح هذا الفيديو كيف تنقل مضخة EDDY مواد عالية الطين والمواد الكاشطة. تشمل معدات مضخة النعرات المميزة  الغطاس الذي يتم تشغيله عن بُعد ومضخة تعمل بالغواص ومضخة نعرات ملحقة للحفارة.