كيف تتعامل دوارات المسمار المفردة مع اللزوجة المتفاوتة للسوائل ، وما هي التحديات التي تنشأ؟

تستخدم دوارات المسمار المفردة على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة مثل الضواغط والمضخات وأنظمة إزاحة السوائل. تعتمد هذه الدوارات على تصميمها الحلزوني لتحريك السوائل عبر النظام ، ويمكن أن يتأثر أدائها بشكل كبير من لزوجة السائل الذي يتم معالجته. إن فهم كيفية تعامل دوارات المسمار المفردة تتعامل مع لزوجات السوائل المختلفة والتحديات التي تنشأ أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء النظام والموثوقية والكفاءة.

التصميم الحلزوني ل دوار المسمار واحد يسمح لها بإزاحة السوائل بفعالية عن طريق إنشاء تجويف مختوم بين الدوار والجزء الثابت. أثناء تحول الدوار ، يتم رسم السائل ثم يتم دفعه للأمام عبر النظام. في حالة السوائل المنخفضة اللزوجة ، مثل الماء أو الزيوت الضوئية ، يمكن للسائل أن يتدفق بسهولة عبر واجهة دوار المخطط مع الحد الأدنى من المقاومة. الحركة الحلزونية للدوار كافية لتحريك هذه السوائل بسرعة وكفاءة ، حيث تتيح مقاومتها المنخفضة التدفق السلس دون استهلاك الطاقة.

ومع ذلك ، يصبح سلوك دوارات المسمار المفردة أكثر تعقيدًا عند التعامل مع السوائل عالية اللزوجة. تميل هذه السوائل ، مثل الزيوت الثقيلة أو المعاجين أو الملاط ، إلى مقاومة التدفق أكثر من السوائل المنخفضة اللزوجة. عندما يتم ضخ السوائل عالية اللزوجة من خلال النظام ، فإنها تولد المزيد من الاحتكاك بين الدوار والثابت ، والتي يمكن أن تؤدي إلى زيادة الضغط الميكانيكي على الدوار ، واستهلاك الطاقة العالي ، والارتفاع المحتملة للنظام. يمكن اختراق قدرة الدوار على إزاحة هذه السوائل بكفاءة ما لم يتم تصميم النظام خصيصًا لاستيعابها.

أحد التحديات الرئيسية التي تنشأ عند التعامل مع السوائل عالية اللزوجة هو التأكد من أن الدوار يعمل ضمن التحمل الأمثل. إن الخلوص بين الدوار والثابت أمر بالغ الأهمية للحفاظ على تدفق السوائل المناسب. بالنسبة للسوائل المنخفضة اللزوجة ، يمكن أن تكون الخلوص صغيرًا نسبيًا ، ويمكن للسائل ملء التجويف بسهولة. ومع ذلك ، بالنسبة للسوائل عالية اللزوجة ، قد يحتاج الدوار إلى خلوص أكبر لاستيعاب السائل الأكثر سمكًا والسماح له بالتحرك بسهولة أكبر. إذا كانت الخلوص ضيقة للغاية ، فقد يعاني النظام من التآكل المفرط أو صعوبة في تحريك السائل. من ناحية أخرى ، إذا كانت الخلوص كبيرة جدًا ، فقد يؤدي ذلك إلى انخفاض الكفاءة ، وانخفاض الضغط ، والتسرب المحتمل.

تحد آخر مع السوائل عالية السطو هو زيادة متطلبات عزم الدوران والطاقة . عندما يصبح السائل أكثر سمكًا ، تزداد الطاقة المطلوبة لتدوير الدوار. هذا يمكن أن يلتزم نظام محرك الأقراص ، مما يؤدي إلى زيادة التآكل على الدوار والمحامل والمكونات الأخرى. لمعالجة هذه المشكلة ، قد تحتاج الأنظمة التي تتعامل مع السوائل عالية التواء إلى تزويدها بمحركات أكثر قوة أو أختام أفضل أو أنظمة تزييت متقدمة لضمان التشغيل السلس وتقليل خطر الفشل.

بالإضافة إلى ذلك ، و سرعة ضخ قد تحتاج إلى ضبط عند التعامل مع السوائل اللزجة. مع السوائل منخفضة اللزوجة ، عادة ما تكون سرعات الدوار أسرع فعالة لإزاحة السوائل السريعة. ومع ذلك ، مع السوائل السميكة ، قد تكون هناك حاجة إلى سرعة دوار أبطأ لضمان نزوح السائل بشكل صحيح دون أن يطغى على النظام. يمكن أن يساعد التشغيل بسرعة أبطأ في تقليل الإجهاد الميكانيكي على النظام ، ولكنه يمكن أن يؤثر أيضًا على الإنتاجية ، مما قد يقلل من كفاءة النظام الكلية.

تلعب درجة الحرارة أيضًا دورًا مهمًا عند ضخ السوائل عالية اللزوجة. مع ارتفاع درجة حرارة السائل ، تتناقص لزوجتها عادةً ، مما قد يسهل ضخه. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على التحكم الأمثل في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية ، حيث أن ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن يؤدي إلى تحطيم كل من مكونات السائل والنظام. في العديد من التطبيقات ، وخاصة تلك التي تنطوي على السوائل عالية السلاح ، عناصر التدفئة أو يتم دمج آليات تنظيم درجة الحرارة للحفاظ على السائل في درجة حرارة مثالية للضخ.

للتخفيف من هذه التحديات ، يمكن توظيف العديد من الاستراتيجيات. يمكن تحسين تصميم الدوار والثابت لتلبيس السوائل المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن تصميم الدوار مع تحمل أو مواد محددة لتقليل الاحتكاك عند التعامل مع السوائل الأكثر سمكا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام محركات السرعة المتغيرة (VSD) لضبط سرعة الضخ اعتمادًا على لزوجة السائل ، مما يسمح بمعالجة مزيد من الكفاءة في السوائل.

في بعض الحالات ، استخدام إضافات أو عوامل مزج يمكن أن تساعد في خفض لزوجة السائل ، مما يسهل ضخه. ومع ذلك ، قد لا يكون هذا النهج مناسبًا لجميع التطبيقات ، وخاصة في الصناعات مثل معالجة الأغذية أو الأدوية ، حيث يكون الحفاظ على نقاء السائل أمرًا ضروريًا .