تعلّم حساب قدرة المضخة المطلوبة
يجب أن تزود المضخة السائل بالطاقة لرفعه خلال ارتفاع كلي محدد. تكون قدرة الخرج الهيدروليكية أقل من قدرة الدخل المطلوبة بسبب فواقد المضخة أو مجموعة التشغيل.
ماذا يقول القانون؟
أوجد معدل تدفق وزن السائل ρgQ، واضربه في الارتفاع المطلوب H للحصول على القدرة الهيدروليكية، ثم اقسم على الكفاءة η. تزيد القسمة قدرة الدخل المطلوبة عندما تقل الكفاءة عن الواحد.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- ρ
- كثافة السائل
الكتلة لكل وحدة حجم للمادة والحالة المحددتين. هذه كثافة كتلية وليست وزناً حجمياً.
kg/m³استخدم kg/m³ كوحدة أساسية معروضة هنا. استخدم الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالمتر وg بوحدة m/s². الناتج بالواط؛ ويُقسم على 1000 للحصول على kW. الكفاءة كسر عشري؛ أي إن 75% تساوي 0.75.
- g
- الجاذبية
الجاذبية. يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
m/s²استخدم m/s² كوحدة أساسية معروضة هنا. استخدم الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالمتر وg بوحدة m/s². الناتج بالواط؛ ويُقسم على 1000 للحصول على kW. الكفاءة كسر عشري؛ أي إن 75% تساوي 0.75.
- Q
- معدل التدفق
معدل التدفق. يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
m³/sاستخدم m³/s كوحدة أساسية معروضة هنا. استخدم الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالمتر وg بوحدة m/s². الناتج بالواط؛ ويُقسم على 1000 للحصول على kW. الكفاءة كسر عشري؛ أي إن 75% تساوي 0.75.
- H
- رأس المضخة
رأس المضخة. يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
mالمتر وحدة طول؛ 1 m = 1000 mm.
- η
- الكفاءة كعدد عشري
الكفاءة كعدد عشري. اقسم القدرة المفيدة على الكفاءة الملائمة لإيجاد قدرة الدخل المطلوبة.
نسبة / بلا وحدةالنسبة غير البعدية بلا وحدة فيزيائية؛ 0.01 كنسبة تساوي 1% عند اختيار النسبة المئوية.
- Pin
- الناتج المطلوب
قدرة المضخة المطلوبة. اقسم القدرة المفيدة على الكفاءة الملائمة لإيجاد قدرة الدخل المطلوبة.
W
وحّد الوحدات أولاً
استخدم الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالمتر وg بوحدة m/s². الناتج بالواط؛ ويُقسم على 1000 للحصول على kW. الكفاءة كسر عشري؛ أي إن 75% تساوي 0.75.
الافتراضات قبل الحساب
نفترض جرياناً مستقراً غير قابل للانضغاط وارتفاعاً ديناميكياً كلياً مطلوباً ومعلوماً. يجب أن تلائم η الدخل المطلوب: كفاءة المضخة لدخل العمود، أو الكفاءة المشتركة للمضخة والمحرك للدخل الكهربائي.
لنحلّ مثالاً معاً
اقرأ المعطيات، واتبع كل عملية، ثم افحص معنى النتيجة.
اقرأ المعطيات التالية كمسألة دراسية واحدة. احسب المطلوب وفسّر النتيجة بوحدة الخرج، ثم اتبع الخطوات قبل الانتقال إلى المثال الثاني.
- ρ · كثافة السائل
- 1000 kg/m³
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
- Q · معدل التدفق
- 0.05 m³/s
- H · رأس المضخة
- 30 m
- η · الكفاءة كعدد عشري
- 0.75
احسب القدرة الهيدروليكية المفيدة
يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
(1000) × (9.81) × (0.05) × (30) = 14715 Wراعِ فواقد الكفاءة
اقسم القدرة المفيدة على الكفاءة الملائمة لإيجاد قدرة الدخل المطلوبة.
(14715) ÷ (0.75) = 19620 W
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
يجب ألا تقل قدرة الدخل عن القدرة الهيدروليكية عندما 0 < η ≤ 1. يخفض تنصيف الكفاءة الأداء بحيث تتضاعف قدرة الدخل المطلوبة للتصريف والارتفاع نفسيهما.
مثال ثانٍ مشروح — معطيات مختلفة
في المسألة الثانية تتغيّر بعض المعطيات. توقّع اتجاه تغيّر الناتج، ثم احسبه من المعطيات الجديدة دون إعادة استخدام إجابة المثال الأول.
- ρ · كثافة السائل
- 1000 kg/m³
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
- Q · معدل التدفق
- 0.03 m³/s
- H · رأس المضخة
- 25 m
- η · الكفاءة كعدد عشري
- 0.8
احسب القدرة الهيدروليكية المفيدة
يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
(1000) × (9.81) × (0.03) × (25) = 7357.5 Wراعِ فواقد الكفاءة
اقسم القدرة المفيدة على الكفاءة الملائمة لإيجاد قدرة الدخل المطلوبة.
(7357.5) ÷ (0.8) = 9196.875 W
جرّب قيمك الآن
غيّر قيمة أو وحدتها؛ تعرض الطريقة نفسها حسابك خطوة بخطوة.
تتحدّث النتيجة عند الحساب فقط، ويبقى المثال المشروح أعلاه دون تغيير.
دورك الآن — اختبر فهمك
حلّ هذه المسألة المستقلة بنفسك باستخدام القيم أدناه فقط؛ فمعطيات المثالين المشروحين مختلفة. اكتب الناتج المطلوب بالوحدة التي تختارها.
- ρ · كثافة السائل
- 1000 kg/m³
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
- Q · معدل التدفق
- 0.04 m³/s
- H · رأس المضخة
- 20 m
- η · الكفاءة كعدد عشري
- 0.7
أوجد: تعلّم حساب قدرة المضخة المطلوبة
تلميح دون كشف الإجابة
أوجد معدل تدفق وزن السائل ρgQ، واضربه في الارتفاع المطلوب H للحصول على القدرة الهيدروليكية، ثم اقسم على الكفاءة η. تزيد القسمة قدرة الدخل المطلوبة عندما تقل الكفاءة عن الواحد.
استخدم الكثافة بوحدة kg/m³ وQ بوحدة m³/s وH بالمتر وg بوحدة m/s². الناتج بالواط؛ ويُقسم على 1000 للحصول على kW. الكفاءة كسر عشري؛ أي إن 75% تساوي 0.75.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
احسب القدرة الهيدروليكية المفيدة
يعطي ضرب معدل تدفق الوزن في الارتفاع الممنوح الطاقة المنقولة كل ثانية.
(1000) × (9.81) × (0.04) × (20) = 7848 Wراعِ فواقد الكفاءة
اقسم القدرة المفيدة على الكفاءة الملائمة لإيجاد قدرة الدخل المطلوبة.
(7848) ÷ (0.7) ≈ 11211.42857 W
تجنّب الخطأ الشائع
لا تضرب القدرة الهيدروليكية في الكفاءة لتقدير قدرة الدخل. ولا تدخل اللترات في الثانية كأنها m³/s، أو تخلط الارتفاع الديناميكي الكلي بفرق المنسوب وحده.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
لا تختار هذه العلاقة مضخة أو نقطة تشغيل أو قدرة محرك أو سماح بدء التشغيل. وتبقى فحوص التكهف وظروف السحب وتغير الكفاءة ودورة العمل وهوامش الاعتمادية مستقلة.
للدراسة والفهم، لا لاعتماد منشأ حقيقي أو عملية في الموقع أو تصميم. تتطلب الأعمال الفعلية الكود والملحق الوطني الصحيحين ومراجعة مهنية.
فهمت فكرة. واصل التعلّم.
تُحفظ العلامة الاختيارية في هذا المتصفح فقط. هي ملاحظة تقدّم شخصية وليست شهادة.
المصادر وللمزيد من القراءة
تفتح المراجع في تبويب جديد وتشرح المبادئ الأساسية. النص التعليمي والأمثلة هنا من إعداد SimpleFlick؛ ولا يعني الاستشهاد اعتماد الجهات المصدر لهذه الحاسبة.
موضوع القراءة: قدرة المضخة المطلوبة. مبادئ قياس المياه؛ ولأجهزة التصريف اقرأ فصول الفتحات والهدارات وشروط التركيب وقياس الرأس، لا معادلة المعامل وحدها.
- U.S. Bureau of Reclamation — Water Measurement Manual, 3rd edition (1997; revised reprint 2001)
- Dawei Han, University of Bristol — Concise Hydraulics (2008, Ventus Publishing)
آخر تحديث للدرس: · فُحص المثالان والمسألة التدريبية المستقلة مقابل تنفيذ عددي مستقل عالي الدقة. يتحقق ذلك من الحساب للنموذج المحدد، ولا يُعد اعتماداً هندسياً.