الإطار المنهجي لتحليل أداء مضخة الطرد المركزي باستخدام محاكاة ديناميكا الموائع الحسابية

الملخص

لرفع المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي، يلزم استخدام مضخة تقوم بنقل المياه بين المستويين. تعمل المضخة بكفاءة مثلى عندما يتم تركيبها وفقًا لقدراتها التشغيلية، ويُعد كل من السعة (Q) والارتفاع الضغطي (H) من أهم المعايير التي يجب أخذها في الاعتبار عند تصميم نظام الضخ. يتم أولًا تجميع المياه في الخزان السفلي، ثم ضخها إلى الخزان العلوي باستخدام مضخة، وهي جهاز ميكانيكي يحوّل الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط. وفقًا لما ورد في الأدبيات، توجد أنواع متعددة من المضخات، إلا أن المضخة الأكثر استخدامًا في التطبيقات العملية هي مضخة الطرد المركزي. في هذه الدراسة، تم تصميم نموذج لمضخة طرد مركزي، ثم تم تمثيله ومحاكاته باستخدام برنامج CFD FLUENT الإصدار 6.1.22، بهدف مقارنة الأداء الناتج عن المحاكاة بالأداء المحسوب يدويًا. وقد أظهرت نتائج المحاكاة أن البرنامج يُتيح تمثيلًا واقعيًا للظروف التشغيلية، مما يُسهم في تحسين دقة التنبؤ بالأداء. وبناءً على خصائص المضخة التي تم تحليلها، مع ثبات شكل المروحة وسرعة الدوران، يمكن الاستنتاج أن العلاقة بين السعة (Q) والارتفاع الضغطي (H) هي علاقة عكسية؛ فكلما زادت السعة، انخفض الضغط، والعكس صحيح. كما أظهرت نتائج المحاكاة أن قدرة المضخة على توليد الرأس (Head) كانت أعلى من القيم المحسوبة نظريًا، مما يدل على فعالية النموذج العددي المستخدم.