مقاله در مورد انواع پمپ

بخشی از مقاله

انواع پمپ

می دانیم که مایعات دارای شکل ثابتی نیستند به همین دلیل برای جابجایی آن ها از روش اختلاف فشار استفاده می شود تا بتوان آن ها را انتقال داد.
که برای این کار از پمپ ها یا تلمبه استفاده می شود.عملیاتی که برای ایجاد اختلاف فشار و جابجایی مایعات مورد استفاده می شود را پمپاو کویند.
انواع پمپ ها

پمپ گریز از مرکز:
اینگونه پمپ ها داری یک شیر خروجی می باشد که باید بسته باشد زیرا در این موقه باعث ایجاد حداکثر فشار در تلمبه می شود که به آن فشار طراحی گفته می شود.
پمپ ترکیبی:
زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.
پمپ دیاگرامی:
از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند.

پمپ رفت و برگشتی:
در این پمپ ها برای بالا بردن فشار سیال از حرکت افقی و عمودی استفاده می شود. که مقداری اتلاف انروی به همراه دارد.
این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.
پمپ پیستونی:
در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاو بسته باشد.

پمپ پلانجری:
این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.
پمپ گریز از مرکز
هرگاه جسمی به‌سرعت حول محور خود به چرخش در آید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی

تولید شده به خارج پرتاب می‌گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپهای گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می‌آید، کار می‌کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می‌دهند، عبارتند از:
پروانه impeller
جداره casing
مایع پس از رهایی از پروانه ، از مجرایی می‌گذرد که انروی سرعتی مایع به انروی فشاری مبدل می‌گردد. به این ترتیب ، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن می‌باشد. اگر سطل پر آبی را با سرعت به دوران در آوریم، مشاهده می‌شود وضعی قرار می‌گیرد که بای آب نمی‌ریزد. اگر در همین حال ، سوراخی در ته طرف ایجاد کنیم، مشاهده می‌شود که آب با سرعت زیاد از سوراخ به بیرون می‌ریزد..

پمپ دوّار
پمپ دوّار ، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند: دورانی خاص و مخلوطی از دوران و نوسان. هر پمپ دوّار به‌طور کلی از یک محفظه ساکن درست شده که در این محفظه یک موتور بوسیله نیروی یک محرک خارجی می‌گردد. حرکت روتور اجرا ، پمپ کننده را به حرکت در می‌آورد. پمپهای دوّار با طرحهای گوناگون و متنوع ساخته شده‌اند که معمولترین آنها عبارتند از:
چرخ دنده داخلی و خارجی ، یک پیچی و چند پیچی ، تیکه‌ای ، پره‌ای نفرشی ، پره‌ای نوسانی ، بادامک پیستونی می‌باشد. این پمپها لازم است با سرعت دورانی زیاد و در حدود 5000 دور در دقیقه و یا بیشتر کار نمایند.

تا اینجا در رابطه با پمپ ها داشتیم به بیان موضوعی در رابطه با پمپ های جابجایی مثب صحبت کردیم برای اینکه این قضیه کمی روشن تر و شفاف تر باشد به شرحی در رابطه با پمپ های جابجایی مثبت و نوع های شبیه به آن می پردازیم.
پمپ های جابجایی مثبت

پمپ دورانی یک نوع پمپ جابه‌جایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند، استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی
این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود، بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.

پمپ های چرخ دنده حلزونی
بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می‌باشد.

هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاو شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.
محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت

انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.
زمانی که یک مهندس آبیاری(مهندس آب) وارد صنعت می شود باید بتواند با انواع پمپ ها و دستگاه هایی که با آب سروکار داردند کارکند و اطلاعاتی درمورد آنها داشته باشد. به همین دلیل سعی کردم در این پست به توضیحی در مورد یکی از پمپ های بسیار معروف و پر کاربرد در صنعت بپردازم.
پمپ سانتریفوز

در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انروی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انروی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انروی فشاری تبدیل شده.
حرکت پروانه:
در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود.
پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.
اجزای یک پمپ سانتریفوژ
موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.
پوسته جداره
لوله رانش
لوله مکش
محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.
انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ

انواع پروانه‌های معمولی
پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.
در این قسمت قصد دارم تا درباره انواع پمپ های گریز از مرکز( centrifuge pump ) را مورد بحث و بررسی قرار دهیم.

ابتدا اصول کار اولیه یک پمپ گریز از مرکز را بصورت خیلی مختصر شرح می دهم تا با مفهوم گریز از مرکز آشنایی پیدا کنید.
یک قوطی حلبی را در نظر بگیرید که در آن دو تا تیغه قرار گرفته است که سیال مورد نظر در آن ریخته می شود و این تیغه ها که به دیواره متصل می باشند شروع به حرکت می کنند و موجب ایجاد تلاطم و گردش در آب می شوند که این نیرو را گریز از مرکز گویند. خوب تا اینجا را داشته

باشید حال این نیروی ایجاد شده باعث می شود تا سیال به کناره های دیواره ظرف رفته وسپس به سمت جلو یا بالا حرکت کند و این حرکت را گریز از مرکز یعنی خارج شدن از نقطه مرکز را گویند. یک مثال ساده می تواند قضیه را کاملا روشن کند. زمانی که شما می خواهید یک چای را شرین کنید درون آن شکر ریخته و با قاشق هم می زنید اگر خیلی سریع هم بزنید مایع درون لیوان یک شکل خاصی به خود می گیرد که کل مایع تمایل دارد به دور قاشق نزدیک شود که این همان

نیروی گریز از مرکز در پمپ های گریز از مرکز می باشد.
انواع پمپ های گریز از مرکز:
پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ
پمپ پره مستقیم:
در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.

پمپ تیغه خمیده ( volute ) :
این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.

زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.

پمپ مارپیچ:
این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

پمپ ها
در قسمت قبل به تفسیر پمپ های گریز از مرکز (centrifuge pump ) پرداخته و انواع آن ها را بیان نموده. حال می خواهم در اینجا به توضیح در مورد تقسیم بندی کلی پمپ ها بپردازیم.
پمپ ها را براساس میزان ارسال ارتفاع سیال تقسیم می کنند. که به آن هد پمپ (pump head ) گویند.
حال پمپ ها به چند دسته تقسیم می شوند:
پمپ ها تک مرحله ای (single stage ):

پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:
پمپ ها تک مرحله ای (single stage ):
این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:
پمپ های تک مرحله ای ثابت:
پمپ های تک مرحله ای متحرک (portable ):
پمپ های تک مرحله ای ثابت:
این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.
پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:

این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.
پمپ های چند مرحله ای:
دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاو نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.

ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.
تعریف پمپ : [/font]
[/font][FONT='Tahoma','sans-serif']به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند.[/font]
[FONT='Tahoma','sans-serif']پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال [/font][FONT='Tahoma','sans-serif']آن از[/font][FONT='Tahoma','sans-serif']نقطه ای به نقطه ای دیگر میگردد. اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به این صورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند،چون قطرات دارای سرعت زیاد میباشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل میگردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکزو تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است.

تاریخچه
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل رابرطرف کند بیافتد. اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یاحیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در 17 قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند.آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق 91.5 متر ی زمین بیرون بکشند. در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده 4 قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد ،اما گفته میشود که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعما

ل نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد.
اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی و ایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732). در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.[/font]
كار پمپ ها
يك پمپ هيدروليكي انرژي مكانيكي را از طريق عامل ايجاد فشار ( پيستون، چرخ دنده، پره و غيره ) به سيال منتقل مي نمايد. پمپ ها در صنايع مختلف كاربردهاي متفاوت دارند مثلاً در يك نيروگاه حرارتـي از پمپ به منظور آب رساني ديگ هاي بخار بهره برداري مي شـود، در صورتي كه در نيروگاه آبي پمپ را به منظور تأمين جريان آب مورد نياز دستگاه هاي خنك كننده ( نظير سيستم خنك كننده قطعات ژنراتور ) بكار مي برند يا آب نشتي و اضافي را توسط آن از مخازن آب انبار به درون رودخانه تخليه مي نمايند. به طور كلي مي توان گفت همان گونه كه كار قلب بگردش درآوردن جريان خون در بدن است، در يك سيستم هيدروليكي مي توان از پمپ به عنوان قلب سيستم ياد كرد چرا كه وظيفه پمپ در چنين سيستمي، بگردش در آوردن جريان سيال است

درصنايع مدرن امروزي براي بهره گيري از پمپ ها، از الكترو موتورهايي استفاده مي شود كه سرعت آن ها را مي توان تغيير داده و با اين عمل مقدار فشار و جريان مايع را كنترل نمود.
براي آنكه يك پمپ به طور مطلوب عمل پمپاژ را انجام دهد، مي بايستي هميشه در محفظهء آن مايع موجود باشد. هر پمپ مجهز به لوله مكنده اي است كه هيچ منفذي ندارد. يك انتهاي اين لوله در منبع گاز يا مايع قرار داشته و انتهاي ديگر آن به محفظه اي كه پيستون يا محور دوار در آن جاي دارند منتهي مي گردد.[/font]
براي آنكه پمپ به نحو مطلوب مورد بهره برداري قرار گيرد لازم است كه يك شير يك طرفه در مدخل مجراي ورودي قرار گيرد كه مايع از تخليه آب مجراي ورودي شده تا در صورت لزوم بسادگي بتوان پمپ را بكار انداخت. در سانتريفوژ ( گريز از مركز ) در صورتي كهاين شير قرار داده نشده باشد از يك شير يك طرفه براي جلوگيري از برگشت جريان مايع و دوران پمپ در جهت عكس استفاده مي شود.
اساس مكش پمپ ها
هوا در سطح زمين داراي فشاري معادل 6/14 پوند بر اينچ مربع و يا يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي باشد. لوله طويلي را در نظر بگيريد كه يك انتهاي آن بسته شده است، اگر اين لوله را پر از آب كرده و آن را بطور وارونه در تشك حاوي آب قرار دهيم، سطح آب در درون لوله رفته پايين مي آيد و اين عمل تا زماني كه فشار هواي خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به يك اندازه برسند، ادامه خواهد يافت. به تجربه ديده شده است كه تعادل مذكور هنگامي حاصل مي گردد كه ارتفاع آب درون لوله برابر با 32 فوت ( 10 متر ) باشد.
بنابراين ستوني از آب به ارتفاع 10 متر، داراي فشاري معادل يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
حال چنانچه لوله اي طويل را در يك انتها مسدود نموده و انتهاي ديگر آن را به ظرف حاوي آب وارد سازيم و هواي درون لوله را تخليه كنيم، خواهيم ديد كه آب لوله با فشار اتمسفر ( يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) به طرف بالا حركت مي كند
اگر بتوان تمام هواي درون لوله را تخليه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع 32 فوت بالا مي

رود.انجام اين كار، يعني تخليه كامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع 10 متري امكان پذير نيست، چرا كه حدوداً در ارتفاع 6 تا 7/6 متر عمل بالا رفتن متوقف مي گردد و سطح آب به صورت ساكن، باقي مي ماند. علت اين امر وجود وزن ستون آب است كه در عمل تعادل فشار هواي بيرون و درون لوله مداخله نموده و اين عمل را تسريع مي بخشد. اولين كار پمپ عبارت است از تخليه هوا از درون لوله مكش، اين عمل باعث مي شود كه فشار اتمسفر بتواند به مايعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و يا پيستون هدايت نمايد. بايد بخاطر سپرد كه پمپ بايد حداكثر بين ارتفاع 6 تا 7/6 متري از سطح مايع قرار گيرد تا بتواند عمل جابجايي مايع را به خوبي انجام دهد.كـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژي به مواد سيال و هدايت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن

قسمت چرخنده ) به مقصد نهائي

مهمترين تركيبات عمومي مواد ساختماني پمپها عبارتند از:مواد: پمپهاي سانتريفيوژ كه معمولا به بازار عرضه مي شوند داراي تركيبات برنزي، تمام برنزي ،يا داراي تركيب آهني مي باشند . در ساختار نيمه برنزي ،پروانه خلاف شافت (اگر بكار برده شده باشد ) و رينگهاي سايشي برنزي خواهد بود و محفظه از چدن است . اين مواد ساختماني براي قسمتهاي از پمپ مي باشد كه در تماس با پمپاژ شده مي باشد .

محفظه آببندي (stuffing box) :آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود . براي جلوگيري از نشت اب از محفظه ، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود .پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanicalseal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آببندي عمل ميكند درصورتي كه آببندهاي خارجي داراي اجزاء دوراني( rotatigelement)

خودشان در بيرون محفظه آببندي مي باشند . بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد . جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود .پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند .مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند . بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي كنند .

رينگهاي سايشي براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند .
بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد .

رينگ تعادل : در طرف پشت پروانه هاي بسته تك مكشه مي باشد تا بار محوري را كاهش دهد.پروانه هاي داراي دو ورودي بطور ذاتي از لحاظ محوري بالانس مي باشند. سرعتهاي كار نامي موتور ممكن است در محدود 600 تا 3600 دور در دقيقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بايستي سرعت بهينه پمپ را براي هر نياز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قيمت و صدا و نگهداري

بدست اورد .)نمونه اي از سطح مقطع يك پمپ سانتريفوژ مجهز توسط انستيتوي هيدروليك در شكل نشان داده شده است بيشتر قسمتهاي كه قبلا شرح داده شد در روي شكل مشخص است

General components of Centrifugal Pump

پمپ ها: Pump
به طوركلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود كه انرژي مكانيكي رااز يك منبع خارجي اخذ و به سيالي كه ازآن عبورمي نمايدانتقال دهد.درنتيجه انرژي سيال بعدازخروج از ماشين افزايش مي يابد .پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال به دودسته تقسيم بندي مي كنند:
1ـ پمپ هاي ديناميكي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به طوردائمي است .
2ـ پمپ هاي جابجايي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به صورت متناوب يا پريوديك است.
مي توان پمپ هارابراساس نحوة عملكردشان به گونه اي ديگرنيز دسته بندي كرد:
1ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)2ـ پمپ هاي محوري3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط

1ـ پمپ سانتريفوژ(شعاعي):عملكرداين پمپ به اين صورت است كه درآن سيال موازي محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها معمولاً براي ايجادفشارهاي بالا دردبي هاي كم به كارمي روند.بنابراين اغلب پمپ هاي سانتريفوژ توانايي خوبي درايجادفشارهاي بالادارند.پمپ هاي سانتريفوژ شايع ترين نمونه ازپمپ هاهستند .
2ـ پمپ هاي محوري:سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد .اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كار مي روند.
3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(مختلط): سيال موازي محور وارد چرخ پمپ مي گردد و به طور

مايل نسبت به محورازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كارمي روند .اين پمپ هانسبت به پمپ هاي سانتريفوژتوانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند .
مباني وكاربردپمپهاي گريز از مركزcentrifugal pump اصول كار كليه اين پمپ هابراساس استفاده ازنيروي "گريزاز مركز" پايه گذاري شده است . هرحجمي كه دريك مسيردايره اي يامنحني الشكل حركت كند ، تحت تاثيرنيروي گريزازمركز واقع مي شود .جهت نيروي مذكور طوري است كه همواره تمايل داردكه جسم را ازمحوريامركز دوران دورسازد .

قسمت هاي اساسي يك پمپ گريزازمركز عبارتنداز:
1. الكترومتور: كه شامل قسمت الكتريكي پمپ است .2. كوپل يا هم محور سازي :كه متصل كننده الكترومتر به شافت (محور )پمپ است .3. هوس برينگ: كه محل قرار گيري برينگها مي باشد
4. مكانيكال سيل: كه محل آب بندي پمپ و جدا كننده سيال پمپاژ شده و قسمت مكانيكي پمپ مي باشد 5. پره هاي پمپ :كه با توجه به نوع كاربرد داراي انواع مختلفي مي باشد .
مكانيكال سيل:

مكانيكال سيل يا محفظه آب بند قسمتي است كه در حد فاصل بين برينگها و پروانه پمپ قرار گرفته است و از مهمترين قسمتهاي پمپ مي باشد چرا كه وظيفه آن جلوگيري از ورود سيال به درون برينگهاو بر روي شفت مي باشد . مكانيكال سيل بوسيله منبع سيليپات روغن خنك كاري مي شود (منبع سيليپات براي خنك كاري است كه روغن آن داراي ويسكوزيته بالايي است و گاهي نيز از خود سيال براي خنك كاري مكانيكال سيل استفاده مي شود براي برينگها نيز از يك گيج روغن براي خنك كاري استفاده مي شود كه داراي ويسكوزيته كمتري است .

بطور كلي مي توان گفت از قسمتهاي زير تشكيل شده است :
سيل(محفظه آب بند):قسمتي مي باشد كه در اطرف شافت قرار مي گيرد و مانع از خوردگي شافت مي شود و معمولا جنس آن از فولاد ضد زنگ است محفظه فنرها (spring box):محفظه اي كه داراي تعدادي حفره ميباشد و در انها تعدادي فنر قرار ميگيرد و بر روي سيل قرار مي گير و بر روي فنرها يك حلقه باز قرار مي گيرد و بر روي اين حلقه نشيمنگاه (سيت) قرار مي گيرد و ازاين فنرها براي فشردگي بيشتر استفاده مي شود . نشيمنگاه (سيت ): حلقهاي از جنس كربن استيل مي باشد كه در واقعه پايه يا نشيمنگاه مي باشد و در نزديكي برينگها قرار دارد .

آب بندي صحيح پمپها:
０. بايد جنس طناب آب بندي بگونه اي انتخاب شود كه حداقل اصطكاك بين شفت و طناب باشد (با انتخاب روانساز مناسب نيز امكان پذير است ) .
۲. مقدار كمي از سيال به صورت يك فيلم بين شفت و طناب قرار گيرد و مو جب روانكاري شود پس در اين نوع آب بندي مقدار كمي نشتي الزامي است .ولي درجه حرارت محفظه آب بند بايد ثابت باشد و بالا نرود

１. ۳ . ميزان سايش طناب آب بند به شفت رابطه مستقيمي با سرعت چرخش و قطر شفت دارد در يك سرعت چرخشي ثابت هر ميزان كه قطر شفت بيشتر باشد ميزان سايش نيز بيشتر است .
２. ۴ . در موقعي كه سيال پمپ شونده داراي ذرات معلق جامد باشد امكان نفوذ ذرات موجود در نشتي بين شفت وطناب آب بندي بسيار زياد است كه موجب از بين رفتن شفت و طناب مي شود.براي جلو گيري از اين مشكل بايد از يك سيستم آب بندي اضافي در محفظه انتهاي گلند استفاده شود به اين ترتيب كه ابتدا يك يا چند طناب آب بندي در محفظه گلند قرار داده سپس يك رينگ تو خالي در پشت انها قرار مي گيرد و حلقه هاي بعدي طناب بعد از اين رينگ قرار مي

گيرند.در محل قرار گرفتن رينگ يك سوراخي در محفظه گلند در نظر مي گيرند كه سيال تميز را بين حلقه هاي طناب مي راند فشار اين سيال يك تا دو بار بيشتر از فشار دهش پمپ است.
در اين حالت هم نشتي بسمت داخل محفظه پمپ و هم از انتهاي گلند بطرف بيرون جريان دارد و باعث جلوگيري از رانش ذرات معلق بين طناب آب بندي و شفت مي شود .

پمپ سانتریفیوژ

پمپ سانتریفیوژ

پمپهای گریز از مرکز (پمپهای سانتریفوژ) Centrifugal pump
تاریخچه:
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را بر طرف کند بیافتد.
اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یا حیوانات تامین میشد، توسط مصریان باستان در 17 قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند. آنها توانسته بودند آبرا با پمپ های رفت و برگشتی از عمق 5 متر و 91 سانتی متری زمین بیرون بکشند.
در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده 4 قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژوجود ندارد، اما گفته می شود که نقاشیهای لئوناردوداوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده، آب را تا مقدار معینی بالا می برد

اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی وایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732).
در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد، موجب این شد که پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.
در پمپ های سانتریفوژ مایع به مرکز پمپ و پای پره‌ها وارد شده و اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد، انرژی جنشی زیادی پیدا کرده و به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته را پر از سیال می‌کند
انرژی جنبشی در قسمت خروجی پمپ اجبارا به انرژی فشار تبدیل می‌گردد.

جهت حرکت پروانه:

جهتی است عمود بر فرو رفتگی پره های درون پمپ.
پمپهای گریز از مرکز از پر مصرف‌ترین پمپهائی می‌باشند که در صنعت بطور فراوان بکار می‌روند. حسن این پمپها در آنست که گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت بوده و همچنین چنانچه لوله تخلیه مسدود و یا تنگ شود، فشار زیادی که به پمپ آسیب رساند ایجاد نخواهد شد در نتیجه بار آن بحدی نخواهد رسید که موتور محرک خود را از کار بیندازد.
دو نوع افت فشار داریم: افت اصطکاکی و افت اتصالات.

عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. جهت حصول اطمینان از حداکثر کارایی پمپ و حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری ، انتخاب پمپ باید با عرضه اطلاعات صحیح به کاتولوگ صورت گیرد. بیشتر سازندگان پمپ اطلاعات لازم در خصوص پمپ تولیدی خود را در کاتولوگ و کتابچه راهنما ذکر می‌کنند:
اطلاعاتی از قبیل نصب ، عملکرد و تعمیر و نگهداری. در این مبحث منتخبی از این گونه دانستنیها درباره پمپهای سانتریفوژ و همچنینی عیوب متصوره ، علت و چگونگی رفع این عیوب ذکر می‌گردد.

انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز):

این پمپ ها بر اساس طراحی پروانه ها و تعداد پروانه ها کلاس بندی می شوند. یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای دو پروانه دارد. یک پمپ دو مرحله ای اثر یکسانی، همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری میباشد، دارند. خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم می گردد.
یک پمپ چند مرحله ای دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند، میباشد. دبی در خروجی پروانه دوم بیشتر از دبی خروجی در پروانه اول است. زیاد شدن تعداد پروانه ها دبی خروجی نهایی را بالا می برد.

از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند، تمام پروانه ها در پمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی میگردند. پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی می باشند. این پمپ ها همچنین براساس تک مکشی و یا دو مکشی بودنشان کلاس بندی می شوند.
در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف و در یک پمپ دومکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد می گردند. از آنجایی که مایع از دوطرف

پروانه وارد میگردد، از یک پمپ دو مکشی برای ظرفیت های بالای عملیاتی استفاده می شود.
پمپ های دو مکشی دارای NPSH پایین هستند.
کاربرد پمپ های سانتریفیوژ:
پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر می گردد.
اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به اینصورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی، قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند، چون قطرات دارای سرعت زیاد می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است. پمپ های سانتریفیوژ متشکل ازسه نوع جریان می باشند.
1- پمپ سانتریفیوژ با جریان شعاعی (Turbo Pumps)
2- پمپ سانتریفیوژ با جریان وتری (Impeller Pump)
3- پمپ سانتریفیوژ با جریان محوری (Roto Dynamic)
عموما با عناوین در اصطلاح فرانسه شناخته می شوند. دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده، و در صنایع شیمیایی،کاغذسازی،صنایع غذایی و لبنیات، فلزات مذاب،آب و فاضلاب، دفع موادزائد، نفت و پتروشیمی ودیگر مواد به کار می روند. از نظر ظرفیت دبی، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا و متوسط نوع جریان وتری و دبی های پایین نوع محوری و در دبی بالا نوع شعاعی می باشد. البته دو کمیت دبی و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل، اندازه و سرعت پره ها بستگی دارند.
انواع پمپهای گریز از مرکز

پمپهای گریز از مرکز را بر حسب نوع ساختمان به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:
1. از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.
2. از نظر مقدار آبدهی و ارتفاع که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.
3. از نظر نوع پروانه، تعداد تیغه و وضعیت آنها.
ممکن است پمپها را بر حسب نوع استفاده آنها تقسیم بندی کنند:
1- پمپهای سیرکولاتور برای به جریان انداختن آب گرم در سیستمهای حرارتی.
2- پمپهای افقی یک طبقه از نوع مکش مارپیچی جهت استفاده در تأسیسات مکانیکی.