בחישה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
בחישה בכלי

בחישה היא תהליך בו יוצרים תנועה בנוזל הנמצא במכל, הקבוע במקומו. שימושי הבחישה העיקריים:

מכל בחישה הוא בדרך כלל מכל גלילי אשר בו מורכב הבוחש (Impeller). הבוחש מחובר באמצעות ציר אל מנוע, המספק את האנרגיה הדרושה לסיבוב. הבחישה נוצרת כתוצאה מתנע המועבר לנוזל על ידי הבוחש. חיכוך הנוזל עם הבוחש יוצר התנגדות לתנועה, וכדי שהבוחש ימשיך להסתובב באותה מהירות נדרש המנוע לספק כוח קבוע אל הבוחש.

בתהליך החישה ניתן לאפיין שלושה קווי זרימה עיקריים:

  1. זרימה רדיאלית (radial) - הנוזל נע ממרכז המכל לכיוון הדפנות.
  2. זרימה משיקית (tangential) - הנוזל נע בתנועה המשיקה לכיוון הרדיאלי.
  3. זרימה צירית (axial) - הנוזל נע בתנועה אנכית במקביל לציר הבוחש- בכיוון מעלה באזור דפנות המכל ובכיוון מטה באזור ציר הבוחש.

הכוחות הפועלים על הבוחש הם ציפה, כבידה והציר.

סוגי הבוחשים- מגוון הבוחשים הוא עצום. צורת הבוחש נגזרת ישירות משימושו. הבוחשים המסורתיים הם משוט, טורבינה ופרופלור. הבוחשים נבדלים זה מזה בצורתם, וכתוצאה מכך באופי הזרימה שהם יוצרים. קווי הזרימה של הבוחשים המסורתיים הם פשוטים יחסית וניתנים לתיאור על ידי קווי הזרימה שתוארו לעיל.

בוחש משוט זהו בוחש הבנוי משניים או ארבעה משוטים על ציר אנכי, המקביל לציר הבוחש. הבוחש משמש לבעיות ערבוב פשוטות כמו פיזור חום הנפלט מגוף חימום בנוזל. בוחש המשוט מונע בדרך כלל במהירויות נמוכות, והמשוטים יוצרים קווי זרימה רדיאליים ומשיקיים, כך שהזרימה מתבצעת במעגלים שהולכים ומתרחקים מהמרכז.

בוחש טורבינה זהו בוחש הדומה במבנהו לבוחש המשוט, אלא שהלהבים קצרים יותר ומספרם גדול יותר- ארבעה עד שישה. הלהבים יכולים להיות ישרים או מאונקלים, אנכיים או אפקיים והבוחש עצמו יכול להיות פתוח או מכוסה. הטורבינות יוצרות בעיקר קווי זרימה רדיאליים ומשיקיים אך גם קווי זרימה ציריים. הנוזל שנתקל בדופן המכל מתחלק לשני זרמים אנכיים - אחד למעלה ואחד למטה, שלאחר הסיבוב במכל חוזרים לבוחש. בוחשי הטורבינה יעילים לטווח רחב של צמיגויות נוזלים.

בבוחש מדחף הלהבים הם בעלי משטח עקמומי ונמצאים בניצב לציר הבוחש. המדחף יוצר בעיקר קווי זרימה ציריים - הנוזל נע מהבוחש אל תחתית המכל, משם הוא זורם בצורה רדיאלית אל הדפנות, עולה למעלה לאורך הדפנות עד גובה פני הנוזל וחוזר אל הבוחש. בוחש המדחף משמש בעיקר לבחישת נוזלים בעלי צמיגות נמוכה ולהרחפת מוצקים בנוזל.

בבחישה קיימת גם תופעת המערבולת (vortex) - זהו מצב בו המהירות המשיקית הנוצרת בבחישה היא גבוהה עד כדי כך שהכח הצנטריפוגלי גובר על כח הכובד. במצב זה הנוזל נזרק לכיוון דפנות המכל, מפלס הנוזל במרכז יורד ואילו בסמוך לדופן מפלסו עולה. במצב של ערבול (vortex) אין בחישה של הנוזל - כל הנוזל נע כגוף אחד בתנועה משיקית סביב הציר ואין ערבוב של שכבות אפקיות של הנוזל לאורך הציר. בנוסף, ירידת מפלס הנוזל במרכז עלולה לחשוף את הבוחש לאוויר ולהחדיר בועות למערכת, דבר שעשוי להפריע לבחישה ותופעות שליליות נוספות.

במהירות נתונה המערבולת קטנה ככל שצמיגות הנוזל עולה, כיוון שחלק גדול מאנרגיית הסיבוב דרוש על מנת להתגבר על החיכוך בין שכבות הנוזל.

ניתן למנוע היווצרות המערבולת במספר דרכים:

  • הזזת הבוחש מציר הסימטריה של המכל או הצבתו בזווית לציר הסימטריה ובכך למנוע את הסימטריה הגלילית, דבר המקטין את הזרימה המשיקית במכל.
  • הוספת מחציות (baffles) - במקביל לציר הבוחש, אשר מפריעות לזרימה המשיקית ומקטינות אותה.
  • שימוש בבוחש מדחף בו הזרימה המשיקית משנית ולכן המערבולת נוצרת במהירויות בחישה גבוהות יחסית לבוחש הטורבינה.