بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
فصل دوم
توربو پمپ ها
اسلاید 2 :
قانون بقاي ممنتوم زاويهاي براي يك حجم كنترل مشابه پروانه پمپ سانتريفوژ در حالت دائمي به صورت زير است:
كه در اثر آن M برآيند گشتاور اعمال شده بر حجم كنترل و به ترتيب مؤلفههاي مماسي سرعت مطلق سيال در نقاط 1 و 2 ميباشد. نقطه 2 محل خروج سيال و 1 ورود سيال به چرخ و به ترتيب شعاع چرخ در ورود و خروج است.
معادله برنولي بر روي يك خط جريان بين دو نقطه 1 و 2 درحالت دائمي و جريان غير ويسكوز و بدون تبادل انرژي به صورت زير است.
(2-6)
كه در آن هد استاتيكي و هد ديناميكي و Z ارتفاع نقطه مورد نظر از سطح مبنا ميباشد.
اسلاید 3 :
توربو پمپها را ميتوان براساس نوع حركت سيال در داخل آن به سه دسته تقسيمبندي كرد:
الف ـ پمپهاي شعاعي (سانتريفوژ كامل) Radial
ب ـ پمپهاي مخلوط (نيمه سانتريفوژ) Mixed
ج ـ پمپهاي محوري Axial
اسلاید 4 :
اجزای اصلی توربو پمپ ها :
الف ـ هدايت كننده
ب ـ پروانه با چرخ (Impeller)
ج ـ كاهش دهنده يا جمع كننده
)شکل روبرو يك توربو پمپ و اجزاي آن را نشان ميدهد. هدايت كننده در اين پمپ قسمتي از پوسته ميباشد(
اسلاید 5 :
در شكل زیر به وضوح جزء جمعكننده را كه به صورت حلزون ميباشد نشان ميدهد. در بعضي از پمپها به جاي حلزون از ديفيوزر استفاده ميشود
اسلاید 6 :
2-3- محاسبه هد تولیدی پروانه
لازم است در ابتدا مثلث سرعت در ورود و خروج پروانه تعريف شود. چنانچه سرعت مطلق در هر نقطه را بهC ، سرعت چرخ در آن نقطه را به U و سرعت سيال نسبت به چرخ را به W نشان دهيم، واضح است مقدار برداري سرعتC برابر جمع دو سرعت U و W است.
مؤلفه شعاعي C را
و مؤلفه مماسي C را Cu گويند. يعني:
اسلاید 7 :
قانون بقاء ممنتوم زاويهاي براي حجم كنترل پروانه پمپ سانتريفوژ به صورت زير ميباشد:
مقدار قدرت داده شده به سيال از رابطه تعيين ميگردد كه در آن سرعت زاويهاي چرخ است. يعني:
از آنجا كه و خواهيم داشت:
اين معادله به معادله اولر موسوم است.
اسلاید 8 :
هد توليدي پروانه(H) را برابر انرژي به ازاء واحد وزن عبوري سيال تعريف مي كنيم. بنابراين:
با جايگذاري از رابطه براي مقادير ورودي و خروجي پروانه و پس از ساده كردن داريم:
اسلاید 9 :
2-4- منحنی مشخصه توربو پمپ ها
نمودار بين مشخصههاي پمپ را منحنيهاي مشخصه گويند
مشخصات پمپ شامل دبي حجمي Q، هد توليدي H، راندمان ، قدرت P و دور پمپ ميباشند
نمونه منحنيهاي مشخصه يك پمپ سانتريفوژ در صحفه بعد می بینیم
اسلاید 11 :
شكل تغييرات منحني مشخصهH(Q) در قطر ثابت و دورهاي مختلف را نشان مي دهد.
اسلاید 12 :
2-4-1- منحنی مشخصهH(Q) از لحاظ تئوری
شعاع ورودي و خروجي پروانه
زواياي ورودي و خروجي پرهها
پهنای ورودي و خروجي پروانه
ضخامت پرهها در ورود و خروج
Z تعداد پرهها
. در صورتي كه پره مطابق روشهاي متداول طرح شده باشد و تغييرات
به صورت خطي باشد
، تأثير فرم پره روي مشخصه پمپ كمتر است.
سطح مفيدي كه سيال از آن درشعاع R عبور ميكند برابر
ميباشد كه در آن k ضريب انسداد پروانه است. ضريب انسداد به صورت زير تعريف ميشود.
اسلاید 13 :
كه در آن b ضخامت پروانه در شعاع R ميباشد. هرچه تعداد پره و ضخامت آن بيشتر باشد، اين ضريب كوچكتر است. چنانچه e ضخامت پره و زاويه پره در شعاع R باشد با توجه به شكل داريم:
اسلاید 14 :
اگر فرض كنيم سيال با سرعت مطلق در جهت شعاع وارد پروانه گردد، (فرض نزديك به واقعيت) در اين صورت :
از مثلث سرعتها داريم:
دبي عبوري از پروانه عبارتست از:
با تركيب روابط :
و چون ميباشد، بنابراين هد توليدي پروانه برابراست با:
اسلاید 15 :
لازم به توضيح است از آنجاكه جريان عبوري از مقطع پره به صورت يكنواخت نيست (ميتوان آنرا مجموعه يك جريان يكنواخت و يك گردابه دانست)، در عمل سرعت دقيقا" بطور مماس از پره خارج نميگردد. بر اين اساس يك ضريب لغزش تعريف ميشود كه در واقع سرعت خروجي كمي با سرعت تئوري متفاوت است. در اين صورت هد واقعي توليدي پروانه عبارتست از:
ضريب لغزش بر اساس تعريف Stodola به صورت زير داده ميشود:
كه در آن Z تعداد پرهها و ْ30<< ْ20 ميباشد
اسلاید 16 :
. در شكل زیر روند تغييرات هد تئوري پروانه در مختلف را نشان ميدهد
اسلاید 17 :
شكل پروانه در هاي مختلف در شكل زیر آمده است .
اسلاید 18 :
2-5- درجه عكسالعمل و زاويه خروجي پروانه
تعريف ميكنيم درجه عكسالعمل A براي يك پروانه پمپ عبارت است از:
كه در آن فشار استاتيكي توليد شده و فشار ديناميكي توليد شده توسط پروانه است. واضح است مجموع اين دو فشار برابر فشار كلي توليدي توسط پروانه است. رابطه فوق را به صورت هد نيز ميتوان به صورت زير بيان كرد:
اسلاید 19 :
نمودار مثلثهاي سرعت و هد توليدي پروانه در
هاي مختلف
اسلاید 20 :
حال در اينجا چگونگي تركيب H را از لحاظ استاتيكي و ديناميكي بررسي ميكنيم. با توجه به فرضيات داريم:
هد توليدي پمپ به صورت زير است:
هد ديناميكي توليدي پروانه برابر است با:
