پمپهای دینامیکی
تقسیمبندی پمپهای دینامیکی
پمپ گریز از مرکز
یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار میکند. این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف میشود. قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را میتوان با ملاحظه تأثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایرهای شکل توسط یک طناب، نشان داد. نیرویی که آب را به کف سطل فشار میدهد، نیروی گریز از مرکز است. اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان مییابد. از این گذشته اگر یک لوله ورودی در بالای سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلاء موضعی در داخل سطل خواهد شد. این خلاء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید. بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود میآید.
در رابطه با پمپهای گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام میدهد.
پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان بمنظور افزودن فشار یک سیال استفاده مینماید. پمپهای گریز از مرکز عموماً برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله کشی کاربرد دارد. سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب میگیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش کننده یا محفظه حلزونی جریان مییابد که از آنجا به درون سیستم لوله کشی پائین جریان خارج میگردد.
تیغههای روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن میشوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش میدهد. این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه میدهد تا جریانهای پیوسته با فشار بالا ایجاد نماید.
پمپهای سانتریفوژ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده میشود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شدهاند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره میباشد. انتقال انرژی به سیال در این قسمت انجام میشود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحاً نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها میباشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازههای مختلف برای مصارف گوناگون ساخته میشوند.
دستهبندی پمپهای گریز از مرکز
پمپهای گریز از مرکز را میتوان به چند صورت دستهبندی نمود. یک شیوه دستهبندی، بر پایه جریانی است که بوجود میآورند. در این شیوه پمپهای گریز از مرکز به سه دسته تقسیم میشوند:
پمپ جریان شعاعی: در این پمپها فشار سیال تنها با اعمال نیروی گریز از مرکز افزایش مییابد. پمپهای این دسته، با یک سری پروانههای ورودی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۴۲۰۰ و با دو سری پروانههای مکشی دارای سرعت مخصوص کمتر از ۶۰۰۰ هستند. در این پمپها سیال به طور معمول از طریق توپی وارد پروانه شده و به صورت شعاعی به محیط جریان مییابد.
پمپ جریان مختلط: در این پمپها فشار تا حدودی با اعمال نیروی گریز از مرکز و تا حدودی نیز با اعمال نیروی بالابری (lift) که از جانب تیغهها اعمال میشود افزایش مییابد. این دسته از پمپها دارای یک سری پروانه ورودی با جریان خروجی محوری هستند و تخلیه در راستاهای محوری و شعاعی انجام میشود. پمپهای این دسته به صورت معمول دارای سرعت مخصوص مابین ۴۲۰۰ تا ۹۰۰۰ هستند.
پمپ جریان محوری: پمپهای این دسته که گاه پمپهای ملخی هم نامیده میشوند بیشترین افزایش فشار سیال را از طریق اعمال پروانهها و یا عملیات بالابری تیغهها اعمال میکند. این گروه یک سری پروانه ورودی به همراه جریان ورودی محوری و خروجی تقریباً محوری دارند. پمپهای این گروه غالباً دارای سرعت مخصوصهایی بیش از ۹۰۰۰ هستند. در حالت کلی از پمپهای جریان محوری هنگامی که تولید دبی لازم باشد استفاده میکنند و از پمپهای جریان شعاعی بمنظور افزایش فشار سود میبرند.
اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز
قسمتهای اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:
الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.
کوپلینگ یا هم محور سازی :که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.
محفظه یاتاقان: که محل قرار گیری برینگها میباشد.
مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.
پرههای پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.
دو جزء اصلی پمپهای گریز از مرکز پروانه و تیغه آن و حلزونی پمپ هستند.
پروانه: نقش پروانهها در پمپ گریز از مرکز تأمین انرژی لازم برای سیال میباشد. در پمپها دو نوع پروانه پایهای وجود دارند:
مارپیچی
توربینی
پروانههای توربینی با تیغههای پخش کنندهای احاطه شدهاند که مسیرهای بتدریج پهن شوندهای فراهم میآورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند؛ بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل میشود.
پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغههای پخش کننده مشخص میشوند. در عوض پروانه آن درون محفظهای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش مییابد که همراه با افزایش فشار میباشد.
انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به شرایط استفاده تغییر میکند. نوع مارپیچی به دلیل ظرفیت بالا و هد مصرفی پائین در چاههای کم عمق معمولاً ترجیح داده میشوند. نوع توربینی در چاههای آب عمیق استفاده میشود.
تیغه: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل مینماید. جزء تیغه در داخل پمپ که معمولاً به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکلهای گوناگونی است. دستهبندی شکلی تیغهها را میتوان به طور کلی به دو دسته تقسیم نمود:
صاف
مارپیچ
که این دستهبندی نیز میتواند منجر به دستهبندی کلی در مورد پروانهها گردد.
مزایا و معایب پمپ گریز از مرکز
از مزایای پمپ گریز از مرکز میتوان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود. برخی انواع پمپهای گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ میکنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی میباشند.
از معایب این پمپهای میتوان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ میدهد. همچنین راندمان این پمپها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی میباشد.
در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجاییکه این پمپها از مکش استفاده میکنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند. پس بعنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.
نابالانسی در پمپهای گریز از مرکز
وقتی اجزای چرخان پمپ نابالانس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالانس میتواند ترسناک باشد. این ارتعاش میتواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته است شود، دستگاههای اطراف آن در جای خود تکان میخورند، پیچهای نگه دارنده شل میشوند و قطعات میشکنند. یک عضو چرخان نابالانس یر روی یاتاقانهای خود نیرو اعمال میکند و آنرا از طریق سازه خود به بیرون منتقل مینماید و نهایتاً این نیرو به فونداسیون میرسد. دلایل بروز نابالانسی:
خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقانهای تکیه گاهی
وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده میکند
ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور
قطعات هرز و لق شده بر روی روتور
قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت میباشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشدهاند
هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور
کوپلینگهای راننده لق از پشت هم پرش میکنند
از بین رفتن تلرانسهای بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور
شانهایهای روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شدهاند
خلل و حفرههای روی روتور
هم تراز نبودن یاتاقانها به محور نیرو وارد کرده و آنرا قوس میدهد
پمپ محوری
این نوع پمپها دارای پروانه باز میباشند که این نوع پروانه برای تولید دبی بیشتر و هد کمتر کاربرد دارد.
