كيف تعمل مضخة الطين الطاردة المركزية؟

مثل معظم المضخات ، تعمل مضخة الطرد المركزي على تحويل الطاقة الميكانيكية من محرك إلى طاقة مائع متحرك ؛ يذهب جزء من الطاقة إلى الطاقة الحركية لحركة السوائل ، والبعض الآخر إلى طاقة كامنة ، ممثلة بضغط السائل أو عن طريق رفع السائل ضد الجاذبية إلى مستوى أعلى.

لمزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع ، راجع ضاغط الطرد المركزي.
عادة ما يتم وصف نقل الطاقة من الدوران الميكانيكي للمكره إلى حركة وضغط السائل من حيث قوة الطرد المركزي ، خاصة في المصادر القديمة المكتوبة قبل المفهوم الحديث لقوة الطرد المركزي كقوة وهمية في إطار مرجعي دوار. مفصلية بشكل جيد. مفهوم قوة الطرد المركزي ليس مطلوبًا في الواقع لوصف عمل مضخة الطرد المركزي.

في مضخة الطرد المركزي الحديثة ، يرجع معظم تحويل الطاقة إلى القوة الخارجية التي تضفيها شفرات المكره المنحنية على السائل. بشكل ثابت ، تدفع بعض الطاقة أيضًا السائل إلى حركة دائرية ، ويمكن لهذه الحركة الدائرية أيضًا نقل بعض الطاقة وزيادة الضغط عند المخرج. تم وصف العلاقة بين هذه الآليات ، مع المفهوم النموذجي المختلط لقوة الطرد المركزي كما هو معروف في ذلك الوقت ، في مقال عام 1859 حول مضخات الطرد المركزي ، وبالتالي الوصول إلى طريقة أبسط من تلك التي تم تقديمها للتو في فكرة عامة عن طريقة العمل. من الدوامة الخارجية في تحسين كفاءة مضخة الطرد المركزي ، من الضروري فقط مراعاة أن كتلة الماء التي تدور في غرفة الدوامة ، حول محيط العجلة ، يجب أن تمارس بالضرورة قوة طرد مركزي ، وأن قوة الطرد المركزي هذه قد من المفترض أن تضيف نفسها بسهولة إلى القوة الخارجية المتولدة داخل العجلة ؛ أو بعبارة أخرى ، للذهاب لزيادة قوة الضخ للعجلة. يجب فهم القوة الخارجية المتولدة داخل العجلة على أنها ناتجة بالكامل عن وسيط قوة الطرد المركزي إذا كانت دوارات العجلة مستقيمة وشعاعية ؛ ولكن إذا كانت منحنية ، كما هو الحال أكثر شيوعًا ، فإن القوة الخارجية يتم إنتاجها جزئيًا من خلال وسيط قوة الطرد المركزي ، ويتم تطبيقها جزئيًا بواسطة الريشات على الماء كمكون شعاعي للضغط المائل ، والذي نتيجة لذلك تميل إلى نصف القطر ، فإنها تنطبق على الماء أثناء تحركه للخارج على طولها. في هذا الموضوع ، من الجيد أن نلاحظ أنه في حين أن كمية الماء التي تمر عبر مضخة معينة ذات ريش منحنية متغيرة تمامًا من أجل المتعة ، فكلما صغرت الكمية كلما زادت القوة المتولدة داخل العجلة لدفع الماء للخارج تصبح قوة طرد مركزي بحت ، وكلما أصبحت المضخة تقريبًا ما يشير إليه الاسم المعتاد لها - مضخة طرد مركزي بحت. ومع ذلك ، عندما تكون مضخة الطرد المركزي ذات الريش المنحنية للخلف في مثل هذه الأشكال التي تُستخدم عادةً في الأمثلة المصممة جيدًا للآلة ، يتم تشغيلها بسرعة أعلى بكثير من تلك المطلوبة لمجرد التغلب على ضغط الماء ، والتسبب في الرفع أو الدفع للبدء ، سيصبح المكون الشعاعي للقوة المطبقة على الماء بواسطة الدوارات كبيرًا ، وستكون سرعة الماء الخارج من محيط العجلة أقل من سرعة محيط العجلة بدرجة لها أهمية حقيقية في ممارسة.

يمكن تفسير العبارة "كتلة الماء ... يجب بالضرورة أن تمارس قوة طرد مركزي" من حيث قوة الطرد المركزي التفاعلية - القوة ليست قوة خارجية على الماء ، بل هي قوة خارجية تمارسها المياه ، على مبيت المضخة (الحلزوني) وعلى الماء في أنبوب المخرج. ضغط المخرج هو انعكاس للضغط الذي يطبق قوة الجاذبية المركزية التي تنحني مسار الماء للتحرك بشكل دائري داخل المضخة (في الفضاء خارج المكره ، الدوامة الخارجية كما يسميها المؤلف). من ناحية أخرى ، فإن العبارة القائلة بأن "القوة الخارجية المتولدة داخل العجلة يجب فهمها على أنها تنتج بالكامل بواسطة وسيط قوة الطرد المركزي" من الأفضل فهمها من حيث قوة الطرد المركزي كقوة خيالية في الإطار المرجعي المكره الدورية القوى الفعلية على الماء هي الداخل ، أو الجاذبية المركزية ، لأن هذا هو اتجاه القوة اللازمة لجعل الماء يتحرك في دوائر. يتم توفير هذه القوة من خلال تدرج ضغط تم إنشاؤه بواسطة الدوران ، حيث يمكن اعتبار الضغط في الخارج ، عند جدار الفلوت ، كقوة طرد مركزي تفاعلية. هذا هو الحال في كتابات القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، لخلط مفاهيم قوة الطرد المركزي هذه في الأوصاف غير الرسمية للتأثيرات مثل تلك الموجودة في مضخة الطرد المركزي.