تتضمن هذه المادة
- ما هي اللزوجة؟
- ما هي الجاذبية النوعية؟
- كيف تُقاس اللزوجة؟
- اعتبارات عند ضخ السوائل عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية
- مضخات EDDY للمضخات عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية للخدمة الشاقة
ما هي اللزوجة؟
اللزوجة هي مقياس سُمك المائع، وعلى وجه الخصوص، قدرته على مقاومة التشوه بمعدل معين. تشير اللزوجة بشكل أساسي إلى قدرة المائع على مقاومة القوى التي تميل إلى إنتاج سريان تلك المادة. وتتمثل بعض التفاصيل الأخرى المتعلقة باللزوجة في أن اللزوجة تنخفض عادةً عندما تزداد درجة حرارة المائع، وهو ما يؤدي إلى أن تصبح المادة أرق وتسري بقوة أقل. والعكس صحيح أيضاً من حيث أنه عندما تنخفض درجة حرارة المائع تزداد اللزوجة مما يجعل المادة أكثر سمكاً وتتطلب قدراً أكبر من القوة لجعل المادة تتدفق. وهناك عنصر مهم آخر يجب فهمه وهو أن السوائل ذات اللزوجة الأعلى تسبب خسارة أكبر في احتكاك الأنابيب.
دور درجة الحرارة في ضخ السوائل عالية اللزوجة
النقطة الأساسية التي يجب وضعها في الاعتبار عند ضخ السوائل عالية اللزوجة هي أنه عندما يتعرض المائع عالي اللزوجة لدرجات حرارة متزايدة فإن اللزوجة تميل إلى الانخفاض. والعكس صحيح أيضاً من حيث أن السوائل تشهد زيادة في اللزوجة بسبب انخفاض درجة الحرارة.
ما هي الجاذبية النوعية؟
الثقل النوعي، الذي يشار إليه أيضًا بالكثافة النسبية، هو قياس كثافة المائع مقارنة بكثافة الماء. لقياس الثقل النوعي للغازات عادةً ما تكون المقارنة هي كثافة الهواء. عندما تكون الجاذبية النوعية للمائع أكبر من 1 Sg، يكون المائع أكثر كثافة من الماء، وإذا كانت الجاذبية النوعية أقل من 1 Sg، يكون المائع أقل كثافة من الماء. من المثير للاهتمام الحقيقة فيما يتعلق بالجاذبية النوعية هي أنه إذا كانت كثافة المادة أقل من 1 Sg، وكانت هذه المادة مغمورة في الماء فإنها ستطفو بالفعل على سطح الماء. والعكس صحيح أيضًا من حيث أنه إذا كانت كثافة المادة أكبر من 1 Sg وألقيت في الماء فإنها ستغرق.
وكمثال على ذلك، الماء له جاذبية نوعية (1 Sg، ويتراوح مزيج الرمل/الماء النموذجي في التجريف من 1.3 Sg إلى 1.8 Sg. يمكن لمضخة EDDY المصممة خصيصًا لتطبيقات الطين التي تنطوي على لزوجة عالية ومواد ذات جاذبية نوعية عالية أن تضخ مواد ذات نطاق جاذبية نوعية أكبر من معظم مضخات الطرد المركزي الشائعة؛ وعادة ما تكون مضخات الطرد المركزي في نطاق الجاذبية النوعية الأقل مقارنة بمضخة EDDY.
اتصل بالمبيعات أو الدعم
إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار المضخة، أو المبيعات أو الدعم الهندسي، اتصل على الرقم 619-404-1916.
كيف تُقاس اللزوجة؟
إن فهم معدل اللزوجة الدقيق للسائل الذي تقوم بضخه هو أحد أهم العوامل، إن لم يكن أهمها لضخ السوائل اللزجة. السنتبواز هي طريقة شائعة لقياس اللزوجة وتعتبر وحدة قياس لزوجة ديناميكية. وتبلغ لزوجة الماء 1-سنتبوز. وغالباً ما يستخدم الماء كخط أساس للمقارنة. معادلة قياس اللزوجة هي إجهاد القص/معدل القص = اللزوجة معبراً عنها بوحدة السنتبوز (CPS).
ما هو الخطأ رقم 1 الذي يتم ارتكابه عند تحديد اللزوجة للضخ
ومن المثير للاهتمام أن الخطأ رقم 1 الذي يتم ارتكابه عند تحديد اللزوجة هو تجنب عملية تحديد اللزوجة الصحيحة، باستخدام جهاز القياس المناسب! وبدلاً من ذلك، يقومون بإجراء “تقدير تخميني” والذي يؤدي في كثير من الأحيان إلى فهم غير صحيح للّزوجة الحقيقية للسائل الذي تريد ضخه.
أحد الأسباب التي تجعل الناس يتجنبون تحديد اللزوجة هو أنهم يشعرون بالرهبة من العملية وأجهزة القياس المطلوبة. وقد تكون هذه مشكلة كبيرة، وهي مشكلة يمكن تجنبها بسهولة لأن استخدام أجهزة القياس المناسبة واتباع الإجراءات الصحيحة في الواقع أمر بسيط وسهل للغاية.
عدم معرفة اللزوجة الحقيقية للسائل الذي تقوم بضخه يمكن أن يتسبب في حالة لا تقوم فيها المضخة التي تشتريها بتحريك السائل اللزج بسبب أشياء مثل عدم كفاية طاقة المحرك، أو أن السائل “يستقر أو يتجمع” في مسار السائل ولا يتحرك عبر المضخة.
الحقيقة هي أن أجهزة القياس والعمليات المستخدمة لتحديد لزوجة السائل بسيطة للغاية وسهلة التنفيذ. ضع في اعتبارك ألا تخيفك أجهزة القياس أو العمليات المطلوبة لتحديد اللزوجة.
الأنواع الشائعة لأجهزة قياس اللزوجة لتحديد اللزوجة
هناك عدد من الأجهزة لقياس اللزوجة. في معظم الأحيان، إذا كان المائع لا تتغير لزوجته بسبب ظروف السريان المتغيرة، يتم استخدام مقياس اللزوجة لتحديد اللزوجة. أما إذا كانت اللزوجة تتغير بسبب تغير ظروف السريان المتغيرة فيتم استخدام مقياس اللزوجة لتحديد اللزوجة.
مقياس اللزوجة – قمع مارش موديل 201 وكوب القياس موديل 202
إن قمع مارش سهل الاستخدام للغاية ويمكنه توفير قياسات فورية تسمح للمهندسين بتحديد التغيرات المفاجئة في لزوجة الملاط بحيث يمكن اتخاذ أي إجراء تصحيحي مطلوب لتجنب حدوث مشكلات في زيادة اللزوجة إلى ما بعد النقطة التي يمكن للمضخة أن تتحرك فيها. للمزيد عن قمع مارش موديل 201 وكوب القياس موديل 202 اذهب إلى: https://www.fann.com/fann/products/oil-well-cement-testing/viscosity/marsh-funnel.html#
فن موديل 35 لقياس اللزوجة
على مدى عقود عديدة كان مقياس اللزوجة Fann 35 (موديل 35) هو مقياس اللزوجة الأكثر شعبية في السوق وأصبح “المقياس” لما يجب أن يكون عليه مقياس اللزوجة الرائع. مقياس فان 35 المعروف باسم معيار الصناعة، وهو عبارة عن مقياس لزوجة أسطواني محوري كويتية الدوران. مقياس اللزوجة هذا هو الأكثر شيوعًا لتحديد اللزوجة لتطبيقات سوائل الحفر. ويرجع أحد أسباب شهرة فان 35 إلى سهولة استخدامه. حيث يستخدم مقياس اللزوجة هذا مقبض محمل بنابض يتحرك عند تطبيق قوة كافية على السائل الذي يتم اختباره. الأمر بهذه البساطة؛ فالقوة المطلوبة “لقص” أو “قطع” السائل هي معدل القص أو CPS (سنتيمتر مكعب). لمعرفة المزيد عن فان 35، اذهب إلى: https://www.fann.com/fann/products/oil-well-cement-testing/viscosity/df-viscosity.html?nodeId=1_leveltwo_27
هكذا يعمل الموديل 35. مقياس اللزوجة الشائع الآخر المستخدم هو النوع المزود بمغزل مغمور في السائل الذي يتم قياسه، وعندما يدور المغزل يقيس عزم الدوران المطلوب لتدوير المغزل، والذي بدوره يشير إلى لزوجة السائل. كلا النوعين مناسبان للسوائل النيوتونية.
مقياس الريومتر
مقياس الريومتر هو جهاز دقيق للغاية يقيس استجابة المائع للقوى المطبقة على المائع والتي تتسبب في “انصهار” المائع أو المادة التي تحدد اللزوجة. أجهزة قياس الريومتر هي الجهاز المفضل للسوائل الأكثر تعقيداً التي لا يمكن تحديدها بقيمة أو خاصية واحدة. هناك نوعان من مقاييس الريومتر؛ مقاييس الريومتر القص التي تطبق إجهادات القص، ومقاييس الريومتر التمددية التي تطبق إجهاد التمدد. مناسبة للسوائل غير النيوتونية.
فئات اللزوجة الأساسية الثلاث
مع وجود مجموعة واسعة من اللزوجة الموجودة تم تطوير ثلاث فئات للتمكين من سهولة الرجوع إلى سائل آخر بلزوجة مماثلة أو مختلفة.
رقيقة:
- يندرج الماء ضمن هذه الفئة، إلى جانب جميع السوائل الرقيقة الأخرى التي لها سيولة مماثلة لسيولة الماء. الماء 1 CPS عند 70 درجة فهرنهايت (21 درجة مئوية).
شبه لزج:
- في هذه الفئة، تكون السوائل في هذه الفئة أكثر سمكاً من السوائل الموجودة في الفئة الرقيقة. ومن أمثلة السوائل في هذه الفئة شراب القيقب أو زيت المحركات (SAE 30). يتراوح سمك زيت المحركات (SAE 30) بين 150 و200 سنتيمتر مكعب.
لزج:
- وتتسم فئة السوائل اللزجة بمدى أكبر من الفئتين الأخريين. كما أن السوائل في هذه الفئة يمكن أن تصل لزوجتها إلى عشرات الآلاف من CPS.
- ومن الأمثلة على السوائل في هذه الفئة دبس السكر الذي يتراوح بين 5,000 و10,000 سنتيمتر مكعب في الثانية وزبدة الفول السوداني التي تتراوح لزوجتها بين 150,000 و250,000 سنتيمتر مكعب في الثانية. هناك تحدٍ آخر مرتبط بضخ زبدة الفول السوداني وهو أنه إلى جانب كون المادة ذات لزوجة عالية عند 250,000 CPS، فإن ضخ زبدة الفول السوداني يحدث أيضًا في مصنع لتصنيع الأغذية ويكون محتوى الماء في زبدة الفول السوداني منخفضًا للغاية. ويقع محتوى الرطوبة المنخفض للغاية خارج قدرات معظم مضخات الطرد المركزي الأخرى التي يمكن أن تتحرك.
اعتبارات عند الضخ عالي اللزوجة
اللزوجة والجاذبية النوعية كلاهما من الخصائص المهمة جدًا لسائل معين يجب أن يؤخذ في الاعتبار عند شراء مضخة لعملك. أحد أهم العوامل عند ضخ السوائل عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية هو التأكد من أن المضخة والأنابيب وأي مكونات أخرى لنظام المضخة ذات حجم مناسب للتعامل مع درجة اللزوجة والجاذبية النوعية لجميع المواد مجتمعة التي سيتم ضخها. هذه خطوة حاسمة في العملية وقد تتطلب بعض الاتصالات بمصنعي المواد للتأكد من أن لديك الثقل النوعي واللزوجة الصحيحة لجميع المواد. وحدة قياس اللزوجة هي السنتبواز (CPS)، ووحدة القياس المستخدمة عادةً للجاذبية النوعية هي g/cm³ أو رطل/غالون.
مثال على التصنيف المئوي المئوي
يجب استخدام معلومات اللزوجة التالية كمثال للمقارنة لفهم مستوى اللزوجة المختلف لكل مادة من المواد المدرجة أدناه.
المادة اللزوجة بالسنتبوز (CPS)
ماء 1 CPS
حليب 3 CPS
زيت محركات SAE 30 150-200 CPS
البوكسيت (الطين الأحمر) 1,000 CPS
* العسل 10,000 CPS
* الكاتشب 50,000 CPS
* زبدة الفول السوداني 250,000 CPS
*تتطلب التطبيقات ذات السنتيمتر المئوي الفائق مثل هذه مضخة إزاحة موجبة.
أحد أكثر موازين الطين التقليدية شيوعًا المستخدمة، وهو ميزان الطين من طراز Fann موديل 140، وهو أحد أكثر أجهزة القياس بساطة ودقة لتحديد الكثافة أو الوزن لكل وحدة حجم (الثقل النوعي). وتتمثل ميزة هذا الميزان الطيني تحديدًا في أن درجة الحرارة المتعلقة بعينة المادة المستخدمة لقياس الثقل النوعي لا تؤثر بشكل كبير على دقة القراءات، مما يجعل تحديد اللزوجة أسهل لأن درجة الحرارة تُحذف من المعادلة بشكل أساسي. للمزيد من المعلومات عن طراز Fann Mud Balance 140، انتقل إلى: https://www.fann.com/fann/products/drilling-fluids-testing/mud-balances/mud-balance-m140.html?nodeId=1_leveltwo_16&pageId=Products
فيما يلي مثال على سيناريوهين عند تحديد الثقل النوعي لمزيج من مادتين مخلوطتين بنسبة 50/50؛ السيناريو الأول) عندما تكون الثقل النوعي لكلا المادتين معروفًا، والسيناريو الثاني) عندما يكون الثقل النوعي لكلا المادتين غير معروف ويجب تحديد الثقل النوعي لكلا المادتين باستخدام جهاز قياس الثقل النوعي.
هناك اعتبار آخر مهم جدًا لتطبيق الضخ وهو الثقل النوعي أو وزن السائل المراد ضخه. الجاذبية النوعية عند الجمع بين مواد متعددة لإنشاء ملاط مهم جدًا لضمان قدرة المضخة على ضخ المادة. الشيء الذي يجب أخذه في الاعتبار فيما يتعلق بتحديد الجاذبية النوعية هو أنه في الواقع بسيط للغاية – يمكن لأي شخص القيام بذلك باستخدام جهاز القياس المناسب وفهم بسيط لعملية القياس.
السيناريو 1 – عندما لا تعرف الثقل النوعي لكل سائل/مادة
قد يكون عدم معرفة الجاذبية النوعية للمادة أمرًا مخيفًا للغاية ولكن ضع في اعتبارك أن قياس اللزوجة بسيط للغاية عند استخدام جهاز القياس الصحيح للمهمة. بالنسبة لهذا السيناريو، نقترح استخدام ميزان طين تقليدي مثل ميزان الطين التقليدي مثل فان موديل 140 الذي يتميز بسهولة الاستخدام للغاية.
- صُمم موديل فان 140 بعارضة سهلة القراءة متدرجة في أربعة موازين: رطل لكل جالون، والجاذبية النوعية، ورطل لكل قدم مكعب، ورطل لكل بوصة مربعة لكل 1000 قدم لكل عمق.
- يحتوي أحد طرفي الشعاع على كوب متصل يستخدم لملئه بالسائل المراد قياسه.
- املأ الكوب المتصل بالعارضة بالسائل المراد قياسه.
- ضع العارضة مع الكوب المملوء بالسائل مرة أخرى على شعاع التوازن، وحرك الماسح على طول العارضة المتدرجة، وابحث عن الموقع الدقيق على العارضة المتدرجة حيث يتحقق التوازن الذي تشير إليه “الفقاعة” على العارضة التي تكون في المنتصف.
- وبمجرد الانتهاء من هذه الخطوة السابقة، يتم استخدام الأرقام الموجودة على المقياس المتدرج لإجراء عملية حسابية بسيطة من شأنها أن تنتج الثقل النوعي الدقيق للسائل.
ملحوظة: للحصول على وصف أكثر إيجازًا لعملية استخدام موديل فان 140 لتحديد اللزوجة، انتقل إلى فيديو فان التعليمي التالي: https://www.youtube.com/watch?v=8wNEN6SOa7M
السيناريو 2 – عندما تعرف الجاذبية النوعية لكل سائل/مادة
لتحديد الثقل النوعي لمزيج الطين لهذا السيناريو، يجب معرفة الثقل النوعي لكل مادة من المواد. للحصول على الثقل النوعي لكل مادة، إذا لم يكن الثقل النوعي موجودًا على عبوة المادة، فاتصل بالشركة المصنعة لكل مادة. أولاً، تحقق من العبوة؛ ففي بعض الأحيان تضع الشركات المصنعة الثقل النوعي على العبوة. هناك شيء آخر يمكنك القيام به وهو إلقاء نظرة على موقع الشركة المصنعة على الويب؛ ففي بعض الأحيان يقومون بتضمين الخصائص المهمة للمنتج مثل الثقل النوعي على موادهم.
بمجرد الحصول على الثقل النوعي لكل مادة معينة، يمكن تحديد الثقل النوعي لجميع المواد مجتمعة. فيما يلي مثال على كيفية تحديد الثقل النوعي للمواد المتعددة مجتمعة. في هذا المثال، سنستخدم الصخور المسحوقة الجافة والماء.
- الثقل النوعي هو متوسط وزن الماء والمادة التي يتم ضخها.
- لتحديد الثقل النوعي للطين:
- استخدام الجاذبية النوعية للصخور المسحوقة التي تبلغ في هذا المثال 2.5 Sg، والجاذبية النوعية للماء التي تبلغ، والبدء في حساب الجاذبية النوعية للمواد مجتمعة كمزيج 50/50 (50% ماء و50% صخور مسحوقة).
- الحساب:
- الصخور المسحوقة – اضرب 2.5 Sg في 0.5 = 1.25 Sg
- الماء – اضرب 1 Sg في 0.5 = 0.5 = 0.5 سغ
- ثم أضف الثقل النوعي لكلتا المادتين والذي سيكون 1.25 Sg + 0.5 Sg = 1.75 Sg للمزيج المشترك 50/50 من الصخور المسحوقة والماء.
- من الأمور التي يجب وضعها في الاعتبار دائمًا أنه كلما زادت الجاذبية النوعية، زادت قوة الضخ المطلوبة لضخ المادة.
مضخات EDDY للمضخات عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية من EDDY
تُعد مضخة EDDY واحدة من المضخات الرائدة في العالم في مجال المضخات عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية. يتمتع فريق هندسة المضخات EDDY بخبرة تزيد عن ثلاثة عقود من الخبرة في تطوير وإنشاء مضخات مصممة خصيصًا لمواجهة التحديات المرتبطة بضخ السوائل والملاط عالي اللزوجة والجاذبية النوعية العالية.
مضخة EDDY عبارة عن تصميم مضخة غير قابلة للانسداد تتضمن مسارًا مبللًا موسعًا ودوّارًا غائرًا لنقل كميات كبيرة من المواد عبر المضخة دون مشاكل. تصميم الدوّار وطريقة إزاحة المضخة للسوائل فريد من نوعه حيث أن حركة دوران الدوّار تخلق ما يسمى بالتيار الدوامي. التيار الدوامي هو تيار دائري من السوائل ينتج دوامة تمتد إلى أسفل في مدخل المضخة؛ وهذا يخلق شفطًا قويًا بما يكفي لانتقال الجسيمات الصلبة إلى أعلى في الفلوت
ومن الفوائد الأخرى للتصميم الفريد للدوار أنه يساعد على إبقاء المواد الصلبة معلقة. الحفاظ على تعليق المواد الصلبة يحافظ على السوائل عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية تتحرك بكفاءة عبر المسار المبلل دون أن تستقر في قاع الفلوت. هذا الجانب الفريد من تصميم مضخة EDDY يجعلها أيضًا مضخة رائعة لنقل المواد الصلبة الكبيرة أيضًا. تُعد قدرة مضخة EDDY على ضخ المواد الصلبة المركزة مثالية لنقل المواد اللزجة بنسبة تصل إلى 40-70% من المواد الصلبة من حيث الحجم؛ وهي مهمة مستحيلة بالنسبة للكثير من أنواع المضخات التقليدية.
مضخة EDDY مصنوعة من مواد عالية الجودة ومتينة للغاية، ومتوافقة كيميائيًا مع معظم السوائل، وقادرة على تحمل قدر كبير من العقاب المتأصل عادةً في التطبيقات الكاشطة وعالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية.
الميزات والفوائد
- تصميم غير قابل للانسداد
- معالجة المواد الصلبة العالية
- اللزوجة العالية والتعامل مع الثقل النوعي
- لا تسامح حرج
- صيانة منخفضة
- الحد الأدنى من الوقت الضائع
- انخفاض تكلفة الملكية
- 40-70٪ ضخ المواد الصلبة من حيث الحجم
- قادرة على ضخ أجسام بحجم مدخل السائل وأحجام منافذ التفريغ تقريبًا.
- تنقل بسهولة الخرق والمواد الخيطية والصخور وأنواع الوسائط الأخرى.
- صناعة أمريكية 100٪
للمزيد من المعلومات عن مضخة EDDY للخدمة الشاقة عالية اللزوجة والجاذبية النوعية العالية، انتقل إلى https://eddypump.com/ أو اتصل بنا اليوم!
- مضخات العمليات الصناعية الثقيلة
- مضخات ذاتية التحضير (كهربائية وديزل)
- معدات التجريف
- مرفق مضخة الحفارة
- نعرات مزلقة
- نعرات مستقلة
- نشر الكابلات نعرات
- وحدات الطاقة الهيدروليكية (HPU)
إذا كنت تقوم بضخ الملاط، والمحلول الملحي، والمواد الصلبة العالية، والمواد شديدة اللزوجة، والمعجون، والمواد الكاشطة العالية (الرمل والحصى)، والمواد المملوءة بالمواد الصلبة، فقد وجدت المضخة الأنسب للمهمة. اذهب إلى: https://eddypump.com/ أو اتصل بنا!شركات التعدين والرماد المتطاير ورماد الفحم والنفط والتكسير الهيدروليكي والغاز ومياه الصرف الصحي واللب والورق والكيماويات والطاقة وبلديات المياه والري وشركات التجريف. للوصول إلى خط الإنتاج الكامل اذهب إلى: https://eddypump.com/products/
اتصل بالمبيعات أو الدعم
إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار المضخة، أو المبيعات أو الدعم الهندسي، اتصل على الرقم 619-404-1916.
مضخة الطين الشعبية ومقالات التجريف
ارتقِ بأعمالك مع أحدث ما توصلت إليه شركة هندسة مضخات الجرافات وتصنيع مضخات الطين.
في شركة EDDY Pump Corporation، نعدك بحلول مضخات مبتكرة وموثوقة وفعالة مع خدمة استثنائية، مما يضمن الأداء الأمثل وأقل وقت تعطل في أكثر البيئات صعوبة.