ما المقصود بـ NPSH المتاح؟
صافي ضغط السحب المتاح (NPSHa) هو طاقة الضغط المطلق — مُعبَّرًا عنها بأمتار من السائل — المتوفرة عند مدخل سحب المضخة فوق ضغط بخار السائل. وهو خاصية تتعلق بنظام السحب نفسه، لا بالمضخة. ولتفادي التكهّف، يجب أن يبقى NPSHa دائمًا أكبر من صافي ضغط السحب المطلوب للمضخة (NPSHr) مع هامش أمان مناسب. تعمل هذه الحاسبة بوحدات النظام الدولي (SI) وتنطبق على أي نظام لضخّ السوائل أيًّا كان نوعه.
طريقة الاستخدام
أدخِل الضغط المطلق عند سطح السائل (Pa) — وبالنسبة لخزان مفتوح عند مستوى سطح البحر يبلغ هذا الضغط نحو 101325 باسكال. ثم أدخِل ضغط بخار السائل عند درجة حرارة الضخّ (Pv)، وكثافة السائل (rho)، والجاذبية (g، وعادةً 9.81 م/ث²)، وارتفاع السحب الساكن (hs، ويكون موجبًا حين يعلو مستوى السائل عن محور المضخة، وسالبًا في حالة الرفع بالسحب)، إضافةً إلى مجموع خسائر الاحتكاك والوصلات في خط السحب (hf). تُظهر الأداة قيمة NPSHa بالأمتار.
شرح المعادلة
$$\text{NPSH}_a = \frac{\text{P}_a - \text{P}_v}{\rho \cdot g} + \text{h}_s - \text{h}_f$$ يحوّل الحدّ الأول صافي الضغط الزائد عن ضغط البخار إلى ارتفاع (head). وإضافة ارتفاع السحب الساكن تأخذ في الحسبان فرق المنسوب، بينما يأخذ طرح خسائر الاحتكاك في الاعتبار الطاقة المفقودة داخل أنابيب السحب. والناتج هو الارتفاع المتاح الذي يقاوم تبخّر السائل عند عين الدافعة (impeller eye).
مثال محلول
لنأخذ الماء عند 20 °م في خزان مفتوح: \(\text{P}_a = 101325\) باسكال، \(\text{P}_v = 2339\) باسكال، \(\rho = 998\) كجم/م³، \(g = 9.81\) م/ث²، \(\text{h}_s = 2\) م، \(\text{h}_f = 1.5\) م. ارتفاع الضغط $$\frac{101325 - 2339}{998 \times 9.81} = \frac{98986}{9790.38} \approx 10.110 \text{ م}$$ ومنه: $$\text{NPSH}_a = 10.110 + 2 - 1.5 \approx 10.610 \text{ م}$$
الأسئلة الشائعة
ما الوحدات التي ينبغي استخدامها؟ وحدات النظام الدولي (SI): الضغوط بالباسكال، والكثافة بالكجم/م³، والجاذبية بالم/ث²، والارتفاعات بالأمتار. ويأتي الناتج بأمتار من السائل.
هل يكون الارتفاع الساكن سالبًا في حالة الرفع؟ نعم. فإذا كانت المضخة أعلى من مصدر السائل، أدخِل قيمة hs بإشارة سالبة.
كيف أتجنّب التكهّف؟ احرص على أن يكون NPSHa أكبر من NPSHr الخاص بالمضخة، وعادةً بهامش يتراوح بين 0.5 و1 متر أو أكثر.
