انواع پمپ آب و کاربرد آن- قسمت دوم

انواع پمپ آب و کاربرد آن- قسمت دوم

پمپ آب وسیله‌ایست که با گرفتن نیروی مکانیکی از یک منبع خارجی که عموما الکتروموتور می باشد و انتقال آن به سیال، باعث افزایش فشار و در نهایت انتقال آن به محل مورد نظر ، حال چه به ارتفاع بالاتر و چه به پایین دست، می شود ؛ می توان گفت پمپ وسیله‌ای است که سیال را از محلی به محل دیگر منتقل می کند .

در مقاله انواع پمپ آب و کاربرد آن- قسمت دوم ؛ ابتدا دسته بندی انواع پمپ آب را آنالیز می کنیم :

پمپ ها براساس هندسه و مکانیزم عضو انتقال دهنده نیرو به دو دسته کلی ذیل تقسیم می شوند :

• پمپ های جابجایی مثبت
• پمپ های دینامیکی

پمپ های آب دینامیکی

انتقال انرژی به سیال در این پمپ ها به صورت مداوم انجام می شود.نحوه عملکرد این پمپ به این صورت است که سیال در محفظه ای که یک سره به سیستم مکنده و خطوط لوله فشار متصل است ، قرار می گیرد.

با اعمال نیرو به سیال در این شرایط، عمل جابجایی آن در سیستم انجام می شود . پمپ های گریز از مرکز و محوری دو نوع مهم از پمپ های دینامیک هستند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم .

  پمپ های آب سانتریفیوژ

نحوه کار پمپ گریز از مرکز براساس قانون برنولی و تبدیل سرعت سیال (انرژی جنبشی) به فشار است . افزایش فشار سیال با استفاده از یک پروانه گردان ممکن می شود . در واقع با چرخش پروانه ، تیغه های متحرک روی آن فشار سیال را افزایش داده و به این ترتیب سیال شتاب می گیرد . سپس سیال به داخل پخش کننده رفته و در نهایت به سمت سیستم لوله کشی حرکت می کند . مرسوم ترین و پرکاربرد ترین دسته بندی پمپ های سانتریفیوژ ، دسته بندی براساس جهت ورود سیال به پروانه و خروج سیال از آن می باشد.اساس کار این کلاس از انواع پمپ ها، تبادل مومنتوم بین پره و سیال می باشد .
بنابراین انحنای پره پروانه و متعاقبا مسیر حرکت سیال بر روی مشخصات هیدرولیکی پمپ تاثیر خواهد گذاشت.از شاخص های این پمپ ها می توان به تولید جریان پیوسته بدون نبض (pulse) و همچنین تبعیت از مقاومت مدار هیدرولیکی در تولید دبی اشاره کرد.

• انواع پمپ های آب سانتریفیوژ بر اساس نوع پره :

پمپ جریان شعاعی (Radial Flow Pump)

پمپ جریان مختلط (Mixed Flow Pump)

– در این پمپ ها جریان ایجاد شده بیشتر از طریق نیروی سانتریفیوژ بوده و مقداری از آن هم از طریق نیروی ایجاد شده توسط تیغه‌ها ایجاد میشود و تخلیه به صورت شعاعی و محوری صورت میگیرد.

پمپ آب جریان محوری (Axial Flow Pump)

پمپ آب خطی یا جریان محوری (Axial)

در پمپ های آب خطی ، سیال در همان راستایی که وارد پمپ می شود ، در همان امتداد نیز خارج می شود و تغییر جهت نمی دهد . این سری پمپ ها با داشتن پروانه باز تنها برای ایجاد دبی  بالا در هِدهای پایین مناسبند ، مانند مصارف کشاورزی برای پمپ کردن آب رودخانه به سمت مزارع

کاربرد پمپ آب سانترفیوژ :

پمپهای سانترفیوژ، پمپ هایی هستند که برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته کم ، با نرخ جریان بالا (دبی زیاد) مناسبند ، و برای کاربریهایی که نیاز به انتقال حجم زیادی از سیال را دارد ایده‌آل اند .

این سری پمپ های معمولا برای انتقال آب به کار می روند اما گاها برای سوخت های رقیق و مواد شیمیایی با ویسکوزیته کم هم کاربرد دارند . همچنین پمپ های سانتریفیوژ بخصوص در مدل پروانه بسته آن ، تنها برای پمپاژ آب تمیز است و نباید هیچ ناخالصی داشته باشد ، اما در برخی مدل ها مانند پروانه ورتکس ، پمپ می تواند تا حد مشخصی از ناخالصی را نیز منتقل کند .

• آبرسانی
• انتقال آب دریا
• سیستمهای تهویه هوا
• سیستمهای فشار و بخار
• تولید برق
• پتروشیمی
• سیستمهای شستشو
• آتشنشانی
• آتشنشانی
• جریان آب

پروانه پمپ آب سانتریفیوژ

تا اینجا با عملکرد پروانه پمپ آشنا شدید .پروانه پمپ سانتریفیوژ در سه مدل مختلف تولید می شود که می توانید در شکل زیر، این سه مدل پروانه را مشاهده کنید.

• پروانه بسته
• پروانه باز
• پروانه نیمه بسته

معمولا در پمپ ها، از پروانه های بسته و یا نیمه بسته استفاده می شود

شفت پمپ آب سانتریفیوژ

شفت یا محور پمپ، میله ایست که سایر اجزای پمپ، بر روی آن سوار می شوند و همراه آن به گردش در می آیند.در پمپ سانتریفیوژ معمولا تنها عضوی که روی شفت سوار می شود و به همراه آن می چرخد پروانه پمپ است.علت تغییر قطر شفت، تغییر نیرو در مقاطع مختلف شفت است.طبیعتا هرچقدر نیروی بیشتری به یک مقطع وارد شود باید از قطر بیشتری در آن مقطع استفاده کرد تا مقاومت آن بیشتر شود.

پوسته پمپ آب سانتریفیوژ

تمامی اجزای پمپ، مانند پروانه، شفت و … روی پوسته پمپ نصب می شوند.

در واقع پوسته پمپ برای جلوگیری از نشت سیال و حفظ فشار داخل پمپ استفاده می شود.

یاتاقان پمپ آب سانتریفیوژ

تقریبا هیچ قطعه ی صنعتی دواری را پیدا نمی کنید که در آن، از یاتاقان استفاده نشده باشد . یاتاقان ، عضو مهمی از هر مکانیزم صنعتی بوده که محور یا شفت، بر روی آن سوار می شود

مهار محور توسط یاتاقان

معمولا برای مهار و نگه داری هر محور از دو یاتاقان استفاده می شود .

کاربرد کوپلینگ در پمپ آب 

کوپلینگ، وسیله یا مکانیزمی است که جهت انتقال قدرت از یک محور به محور دیگر استفاده می شود .

کوپلینگ نیز مانند یاتاقان در اکثر مکانیزم های صنعتی استفاده می شود و مختص پمپ نیست .

از طرف دیگر کوپلینگ را نمی توان از اجزای پمپ در نظر گرفت چون نیروی محوری را از موتور پمپ به خود پمپ انتقال می دهد.بنابراین کوپلینگ یکی از اجزای مجموعه پمپ می باشد نه خود پمپ .

  شاسی پمپ آب سانتریفیوژ

در پمپ هایی که ابعاد بسیار بزرگی دارند از یک شاسی یا اسکلت فلزی برای نگه داری و قرارگیری سایر اجزای پمپ بر روی آن استفاده می شود .

در نظر داشته باشید که قدرت و نیروی چرخشی توسط کوپلینگ از موتور به پمپ انتقال پیدا می کند .

 مفاهیم بنیادین پمپ سانتریفیوژ

–        نیروی گریز از مرکز

–         مقاومت مدار

تمام اجزایی که در یک سیستم هیدرولیکی استفاده می شوند دارای مقاومت هستند و باعث افت فشار سیال می شوند .مثلا جداره لوله ها اصطکاک دارند و این اصطکاک یک مقاومت در برابر حرکت سیال به وجود می آورد.هرچقدر قطر لوله کمتر و  سرعت سیال بیشتر باشد و البته سطح داخلی لوله خشن تر باشد، این اصطکاک بیشتر ودر نتیجه مقاومت لوله بیشتر خواهد شد.

عالاوه بر لوله ، تمامی شیرها ، فیلترها و سایر اجزای داخل مدار حتی اگر تمیز و کاملا باز باشند نیز یک مقاومت در برابر حرکت ایجاد می کنند.

در یک سیستم هیدرولیکی، مجموع کل مقاومت اجزای به کار رفته در مدار را مقاومت مدار می گویند .

    ضربه قوچ

در حین کارکرد مدار ، اگر شیر (Valve) بطور ناگهانی بسته شود ، با برخورد سیال به شیر ، یک موج برگشتی در سیال بوجود می آید . به این موج ضربه قوچ گفته می شود . این پدیده در زمان خاموش شدن ناگهانی پمپ نیز رخ می دهد . ضربه قوچ اثرات مخربی را ایجاد می کند . از سروصدا و لرزش گرفته تا فروپاشی قسمتی از مدار .

از راه های پیشگیری از این پدیده مخرب می توان به موارد زیر اشاره کرد .

• جلوگیری از افزایش سرعت سیال در خط خروجی
• مخزن تلاطم گیر تحت فشار
• مخزن تلاطم گیر اتمسفریک
• استفاده از شیر یک طرفه هیدرولیکی
• استفاده از شیر اطمینان

 راندمان حجمی پمپ آب

از تقسیم مقدار سیال خارج شده نسبت به سیال مکش شده به پمپ ، راندمان حجمی به دست می آید .

طبیعتا هر چقدر سیال خروجی کمتر از سیال ورودی باشد راندمان حجمی پمپ کمتر است .

وجود نشتی، شل بودن اتصالات، ایراد در آب بندها وهر مشکلی که باعث هدررفتن سیال داخل پمپ شود، راندمان حجمی را کاهش خواهد داد .

راندمان مکانیکی پمپ آب

همانطور که می دانید محور پمپ به پروانه آن متصل است.ما به محور پمپ انرژی می دهیم ولی مقداری از این انرژی به پروانه پمپ می رسد.

خب بقیه انرژی چه می شود و کجا می رود؟

بقیه انرژی صرف غلبه بر اصطکاک و مقاومت اجزای مکانیکی پمپ مانند یاتاقان، آب بند و … می شود.

هرچقدر اتلاف انرژی مکانیکی کمتر باشد راندمان مکانیکی پمپ بیشتر است.

راندمان مکانیکی از تقسیم مقدار انرژی دریافت شده توسط پروانه نسبت به انرژی داده شده به محور پمپ به دست می آید.

راندمان هیدرولیکی پمپ آب

فرض کنید به پروانه پمپ سانتریفیوژ نیروی بسیار زیادی داده می شود، در اثر شکسته بودن یکی از پره های پروانه، فشار سیال به خوبی زیاد نمی شود و
پروانه پمپ صرفا مانند یک همزن، سیال مایع را هم می زند.

در این صورت راندمان هیدرولیکی پمپ کاهش می یابد.

وجود عیب در طراحی، ساخت و یا مونتاژ پروانه پمپ، باعث کاهش راندمان هیدرولیکی می شود.

 راندمان کلی پمپ آب

با در نظر گفتن مجموع راندمان حجمی، مکانیکی و هیدرولیکی پمپ، راندمان کلی آن به دست می آید.

برای این منظور باید راندمان هیدرولیک، حجمی و مکانیکی پمپ را ضرب کنیم تا راندمان کلی به دست بیاید.

مثلا اگر در پمپی راندمان هیدرولیک 90 درصد، راندمان حجمی 95 درصد و راندمان مکانیکی 70 درصد باشد، با ضرب این سه عدد، راندمان کلی 59 درصد می شود.

از بحث راندمان پمپ گذر می کنیم و به بررسی سایر مفاهیم در  مقاله انواع پمپ آب و کاربرد آن  مربوط به حوزه پمپ می پردازیم .

 کاویتاسیون

هد خالص در دهانه پمپ آب

یکی دیگر از فاکتورهای مهم طراحی پمپ، هد خالص در دهانه آن می باشد.

  در مقاله انواع پمپ آب و کاربرد آن – قسمت دوم بیشتر بر روی آشنایی بر روی پمپ های دینامیکی مخصوصا پمپهای سانتریفیوژ پرداختیم، در بخش سوم بیشتر بر روی پمپ های خطی و محوری تمرکز خواهیم کرد و در بخش چهارم به معرفی انواع پمپ های سانتریفیوژ خواهیم پرداخت، امیدواریم توانسته باشیم گام موثری در راستای افزایش دانش شما عزیزان برداشته باشیم.

شرکت پیشگامان شوفاژ ایرانیان ، با بیش از نیم قرن تجربه ارلئه دهنده انواع سیستم های گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع  با بهترین قیمت ، بهترین کیفیت و بالاترین تخفیف !

خریدی مطمئن و هوشمندانه ای را با شوفاژ ایران تجربه کنید . 

جهت مشاوره رایگان با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید .