پیامک بزنید:
درصورت هرگونه سوال یانظرات خودبه شماره۰۹۳۶۹۱۶۴۵۸۸پیامک بزنید.علی

 

پمپ ها


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 پمپاژ 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 انرژی 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 پمپاژ 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 ها


پره ها (Vans )

در پمپ های گریز از مرکز (Centrifuge Pump ) نوع پره (Vane) به مصرف و شرایط محل مورد نیاز و عملکرد آن پمپ بستگی دارد که از چه نوع جنس و چگونه شکلی مورد استفاده قرار می گیرد. پره های پمپ می تواند از تک پره (Single Vane ) تا 12 تا بیشتر هم باشد. هر چقدر تعداد پره ها بیشتر باشد پمپ توانایی این را دارد که بهتر بهره به ما بدهد. خود پره ها هم به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند:

پره باز(Open Vane )
پره نیمه باز( Semi-Open Vane )
پره پوشیده (Covered Vane )

 

پره باز(Open Vane )
این پره ها به گونه ای طراحی شده اند که یک از هر دوطرف آزاد می باشند مثل پره های چرخ گوشت. هر پره ای که به این فرم طراحی شده باشد از نوع پره باز می باشند که در وسط آن یک سوراخ وجود دارد که در جای خود سوار می شود و سیال از یک مجاری دیگر وارد شده. از این پره برای سیالاتی استفاده می شود که هیچ گونه ناخالصی در خود نداشته باشد.


پره نیمه باز( Semi-Open Vane )
از این پره ها در پمپ های فشار قوی که سیال دلرای ناخالصی و ذرات معلق می باشد مورد استفاده قرار می گیرد. شکل این نوع پره ها به گونه ای است که یک صفحه در پشت پره چسیبده می شود و یک طرف آن بسته و طرف دیگر آن باز می باشد بگونه ای که پره قابل مشاهده می باشد.

پره پوشیده (Covered Vane )
حال به توضیح در مورد این پره پرداخته. این پره ها استفاده زیادی در صنعت پمپ سازی دارد زیرا این پره ها خیلی کم سائیده می شوند مدت طولانی می توان از آن ها استفاده کرد زیرا بازده زیادی دارند. و به هیچ وجه مواد زاید نمی توانند با پره درگیر شوند. ساختار این پره ها به گونه ای است که پره بین دو صفحه قرار گرفته و یک فاصله بین آن دو صفحه وجود دارد که پره بین آن قرار می گیرد و سیال از آن راه با پره در تماس می باشد.
پمپ های رفت و برگشتی 2( Reciprocating Pumps):


در بحث قبلی در رابطه با پمپ های بالابرند صحبت کردیم و به نحوه کار واصول آن ها اشاره ای شد. وحالا قصد دارم در رابطه با پمپ های رفت و برگشتی از نوع فشاری بحث کنم.


پمپ های فشاری:


این پمپ ها شیه به پمپ های مکشی می باشند ولی خیلی وسیع تر و گسترده تر از آن ها می باشند. زیرا علاوه بر نیروی مکشی در این نوع پمپ ها نیروی فشاری هم وجود دارد. در این پمپ ها سیال تحت فشاری بیشتر از فشار جو قرار گرفته و باعث حرکت سیال در لوله می شود.
در نوع یک طرفه این پمپ ها زمانی که پیستون پمپ به سمت پائین حرکت می کند باعث بسته شدن سوپاپ ورودی شده و آن وقت سیال از طریق سوپاپ خروجی خارج شده و به اندازه دلخواهی که برای پمپ تعیین شده است بالامی رود. پس حالا فهمیدیم که پمپ های فشاری داری دو سوپاپ هستند که یکی برای ورود و دیگری برای خروج سیال می باشد. ولی در پمپ های دیگر مجرای ورودی و خروجی وجود داشت. توجه کنید در بعضی مواقع برای پیستون از اصطلاح انگشتی استفاده می شود که به این معنی می باشد. پیستون ها شکل یک ملعب مستطیل کوچک را دارد که در سیلندر بالا و پائین می شود ولی در نوع انگشتی شکل خیلی بزرگ و کشیده تر از نوع پیستونی می باشد ولی عرض کمتری نسبت به پیستونی دارد.
پس زمانی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند سیال وارد محفظه پیستون می شود وهنگام پائین رفتن پیستون سیال از طریق سوپاپ ها خارج شده.زمانی که پیستون هب سمت بالامی رود چرا سیال وارد محفظه پمپ می شود؟
زیرا در این هنگام یک خلاء نسبی در محفظه ایجاد می شود که موجب می گردد فشار جو بتواند سیال را با قدرت زیاد وارد سیلندر کند. در این موقعه سوپاپ خروجی بسته می باشد.
ولی همان طور که گفتم این پمپ ها بسیار وسیع هستند. نمونه دیگری از این پمپ ها قادر علاوه براین دو سوپاپ یعنی ورودی و خروجی دارای یک سوپاپ اضافی می باشند. چرا؟
زمانی سیال وارد سیلندر می شود. خوب حالا قرار است سیال خارج شود ولی وارد یک محفظه کوچک کنار محفظه خروجی شده و سپس بدون معطلی از سوپاپ خارج می شود. این عمل باعث می شود به سیال فشار بیشتری وارد شود.
زمانی که پیستون به سمت پائین حرکت می کند به آن کورس حرکت گویند. و زمانی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند کورس تخلیه نامیده می شود.

پمپ فشاری دوطرفه(پیستونی)

همان طور که بیان کردیم در این نوع در طی عمل بالا و پائین شدن پیستون سیال وارد وخارج می شود. و حالا چرا اصطلاح دوطرفه به آن داده اند زیرا در دوطرف خود دارای دو لوله ورودی و دو لوله خروجی می باشد. و کارکرد سوپاپ ها بصورت قطری می باشد که آن هایی که در امتداد قطری روبروی همدیگر قرار گرفته اند همواره با همدیگر باز و بسته می شوند.


پمپ فشاری دو طرفه(انگشتی)

کارکرد این پمپ ها شیبه پمپ های فشاری از نوع پیستونی می باشد. ولی یک تفاوت جزئی دارد که به جای استفاده از پیستون از انگشتی استفاده می شود.
این پمپ ها نسبت به جای قرارگیری کاسه نمد به دو دسته تقسیم می شوند:

کاسه نمد داخلی
کاسه نمد خارجی
منظور از کاسه نمد داخلی این است که سرسیلندر بر روی آن قرار گرفته است یا اینکه در داخل سرسیلندر است و این یک مشکل به حساب می آید زیرا در موقع تعمیر آن ها باید حتما سرسیلندر برداشته شود.
ولی در نوع خارجی این مسئله حل شده است و علاوه بر این ها تعمیر ان ها کار راحت تری می باشد. ولی یک مشکل کوچک دارند این است که کمی پیچیده تر از نوع داخلی می باشد.

سیستم تزریق بدون توربوپمپ

--------------------------------------------------------------------------------

سیستم تزریق، مجموعه‌ای از تجهیزات است که نه تنها فشار لازم برای سوخت و اکسید را در هنگام ورود به محفظه احتراق تامین می‌کند، بلکه مشخص کننده دز آن‌ها نیز هستند.
سیستم تزریق بدون توربوپمپ،‌ساده‌ترین نوع است. نحوه کار آن بدین صورت است که به هر یک از باک‌های سوخت و اکسید کننده، گاز فشرده شده تزریق می‌شود به طوری که سیال با این فشار بتواند فشار لامز محفظه و همچنین افت فشار در مسیرهای تغذیه را تامین کند.
به رغم سادگی، سیستم مکشی معایبی دارد: در مسیرها و باک‌ها فشار بالا وجود دارد. دیواره‌های مخازن را باید ضخیم‌تر انتخاب کرد و در نتیجه وزن بالا می‌رود. برای موشک‌های کوچک تا حدی این مساله قابل قبول است و به جهت سادگی سازه، این سیستم استفاده می‌شود. اما برای موشک‌های بالستیک دوربرد که از نظر مشخصه‌های وزنی محدودیت داریم، این سیستم قابل استفاده نیست. علاوه بر کاهش مشخصه‌های وزنی، در تزریق بدون توربوپمپ، به علت این که در حین پرواز در موشک باید سوخت و اکسید کننده ذخیره برای تزریق و گاز فشرده وجود داشته باشد، باعث کاهش شاخص وزنی می‌شود. یک متر مکعب هوا در فشار مثلا kg/cm240 در باک تقریبا معادل kg/cm225 در محفظة احتراق است و این مقدار، فشار زیادی نیست و باید سعی کرد آن را افزایش داد. این در واقع توضیح دهنده تبدیل کامل انرژی سوخت به انرژی جنبشی گازها است. در سیستم تزریق بدون توربوپمپ افزایش فشار در محفظه فقط با افزایش وزن سوخت و اکسید کننده امکان‌پذیر است.
بنابراین، تزریق بدون توربوپمپ مرز کاربرد مشخصی دارد به طوری که با حجم سوخت و اکسید کننده، جرم سر جنگی و یک سری پارامترهای دیگر موشک و در نهایت با شرایط کاربردی تعیین می‌شود. در مجموع می‌توان گفت که کاربرد تزریق بدون توربوپمپ در موشک‌های کوچکی جنگی یا هواشناسی با برد و ارتفاق پرواز محدود عاقلانه است.
ساده‌ترین نوع تزریق بدون توربوپمپ، تزریق گاز از مخازن فشار بالا به کمک ردوکتور(فشارشکن) است. این سیستم به نام سیستم تزریق بالونی نامیده می‌شود.
این سیستم به دلیل این که کنترل فشار در باک‌های سوخت و اکسید کننده به راحتی امکان‌پذیر است مناسب است. اما در عوض باید هزینه اضافی به خاطر وزن بالون‌های فشار بالا، که یکی یا چند تا است و در آن باید در حین پرواز، گاز ذخیره موجود باشد، پرداخت کرد.
تزریق بالونی از نظر وزنی بدترین نوع نسبت به دیگر سیستم‌های مکشی است و این موضوع باید باعث می‌شد که این سیستم مدت‌ها پیش از بین رفته باشد، اما به دلیل سادگی تنظیم فشار در سیستم بالونی، تعیین کننده قابلیت اعتماد بالای آن است و علاوه بر آن می‌توان بدون هیچ سختی خاصی فرایند تزریق را قطع و وصل کرد که برای سیستم‌های چند‌بار استارت شونده که در صنعت فضایی کاربرد وسیعی دارد، استفاده می‌شود. موتورهای کار کننده در خلاء می‌توانند با فشار کم در محفظه احتراق کار کنند. این مزیت، دلیل اصلی برای استفاده از تزریق بالونی جهت سفینه‌ها و موشک‌های فضایی است. به عنوان مثال موتورهای فرود و پرواز سفینه ماه پیما آپولو دارای سیستم تزریق بالونی است.
در این سیستم تزریق بالونی هنگام کار موتور مجموعه‌ای از شیرها به کار می‌افتد و به جای هوای فشرده از هلیوم سبک استفاده می‌شود که جهت کارایی بیشتر پیشگرم می‌شود.
تزریق بالونی همچنین کاربرد خود را در موتورهای کمکی سفینه‌های فضایی پیدا کرده است و در موتورهای سیستم جهت دهی که دبی جرمی کم و تعداد استارت موتور هزارها بار است، استفاده می‌شود. تزریق بالونی همچنین در تجهیزات مختلف موتورهای موشک سوخت مایع امروزی استفاده می‌شود. این تزریق کمکی سوخت و اکسید کننده و تولید فشار اضافی شارژ در باک‌های سوخت واکسید کننده توام با تزریق پمپ‌ها است که در آینده در مورد آن صحبت خواهد شد.
تزریق بدون توربوپمپ فقط بالونی نیست. برای رهایی از وزن بالون‌های فشار بالا، می‌توان سیال عامل(گاز) را به کمک گازی کردن محصولاتی که به شکل جامد یا گاز مایع هستند، شارژ کرد. تجربه ساخت سیستم‌های مشابه بارها تکرار شده است،‌اما چنین سیستمی به طور گسترده کاربرد ندارد. دبی جرمی گازهای داغ حاصل از سوخت جامد، به سختی قابل کنترل است و نمی‌توان به آن اعتماد کرد. در نهایت، آکومولاتورهای(مخازن) فشاری سوخت مایع یعنی سیستمی که در آن راکتور-مولد گاز داغ مستقیما در مخازن سوخت نصب می‌شود، پیشنهاد شده است.
در روی درپوش(عدسی) بالایی هر باک، صفحه انژکتور نصب شده است که از باک‌های کوچک مخصوص سوخت واکسید کننده کمکی خود اشتعال شارژ می‌شود. تزریق سوخت و اکسید کننده کمکیبه کمک گاز فشرده شده در بالون‌های کوچک صورت میگیر. بدین صورت یک سیستم ترکیبی حاصل می‌شود که آکومولاتور فشار بالا در آن فقط با سوخت و اکسید کننده کمکی کار می‌کند. سوخت و اکسید کننده اصلی به کمک محصولات احتراق حاصل از سوخت و اکسید کننده کمکی هب صورت مکشی تزریق.
اما این سیستم ضمن دارا بودن شاخص‌های وزنی خوب، همچنین قابلیت اعتماد لازم و سادگی کنترل دبی جرمی سوخت واکسید کننده کمکی را دارد.
سیستم تزریق با آکومولاتورهای فشاری سوخت مایع در موشک‌های با برد نسبتا کوتاه‌، جایگاه خاصی دارند. برای موشک‌های قوی‌تر کاربرد این سیستم و همچنین در حالت کلی استفاده از سیستم تزریق بدون توربوپمپ عاقلانه نیست. در سفینه‌های فضایی نیز آکومولاتورهای فشار سوخت مایع کار برد چندانی ندارد که علت آن درجه حرارت بالای حاصل از احتراق و در نتیجه آن لزوم کاربرد فولادهای مقاوم در مقابل حرارت به جای آلیاژهای سبک آلومینیوم-منیزیم برای باک‌های سوخت و اکسید کننده است.

--------------------------------------------------------------------------------

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 اعمال 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.
انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز):
این پمپ ها براساس طراحی پروانه ها و تعدادپروانه ها کلاس بندی میشوند.
یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد.یک پمپ دو مرحله ای دوپروانه دارد.
یک پمپ دومرحله ای اثریکسانی،همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری می باشند،دارند.خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم میگردد.
یک پمپ چندمرحله ای دارای دویا چندپروانه که روی یک شافت نصب شده اند،میباشد. هددر خروجی پروانه دوم بیشتر از هد خروجی در پروانه اول است. زیاد شدن پروانه ها هد خروجی نهایی را بالاتر میبرد.
ازآنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیرهستند،تمام پروانه ها درپمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی میگردند.پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی میباشند. این پمپ ها همچنین براساس تک مکشی ویا دومکشی بودن کلاس بندی میشوند.
در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف پروانه وارد میگردد.در یک پمپ دومکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد میگردد.از آنجایی که مایع از دوطرف پروانه وارد می گردد، از یک پمپ دومکشی برای ظرفیت های بالای عملیاتی استفاده میشود.
پمپ های دو مکشی دارای NPSH پایین هستند.
کاربرد پمپ های سانتریفیوژ:
پمپ دستگاهی است که باازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از 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.
پمپ های سانتریفیوژ که متشکل ازسه نوع جریان شعاعی،جریان وتری وجریان محوری
Turbo Pumps, Impeller Pump, Rotor Dynamic میباشند ،عموما با عناوین در اصطلاح فرانسه شناخته میشوند.
دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ،ودرصنایع شیمیایی،کاغذسازی، صنایع غذایی ولبنیات ،فلزات مذاب،آب وفاضلاب ،فع موادزائد،نفت وپتروشیمی ودیگر موادبه کارمی روند.از نظرظرفیت وهد،توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالاومتوسط نوع جریان وتری و هدهای پایین نوع محوری و هدبالانوع شعاعی می باشد.
البته دو کمیت هد و ظرفیت مستقل از هم نیستندوبه شکل،اندازه و سرعت ایمپلر بستگی دارند.
اجزا اصلی و ساختمان مکانیکی:
هر پمپ گریز از مرکز دارای سه بخش اصلی زیر است که هرکدام از آنها از
اجزای مختلفی تشکیل شده است:
1- محرک 2- محفظه آب بندی 3 – پوسته
- محرک: در پمپ های دوار معمولا از سه نوع محرک الکترومغناطیسی
(الکتروموتور) ،دیزلی وتوربینی استفاده میشود.
محرک الکترو مغناطیسی یک ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی رابه حرکت دورانی تبدیل می کند.محرک توربینی به کمک انرژی بخار آب ؛محور پمپ را می چرخاند. محرک دیزکی نیز موتوری است که با سوخت فسیلی معمولا گازوئیل کار میکند.خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل شده و این میل محور وارد محفظه آب بندی میشود . در این محفظه دو یاتاقان (ساچمه ای) قرار داشته که درون روغن غوطه ورمیباشندوحکم تکیه گاههای میل محور رادارند.انتهای میل محور به یک پروانه که درون پوسته جا دارد متصل شده است.
- پوسته: که قسمت عمده آن پروانه و شافت است

--------------------------------------------------------------------------------

- ارزیابی پمپ های گریز از مرکز:
پمپ ها براساس مشخصات و ویژگیهای پمپاژشان ارزیابی میشوند. برای مثال ، پمپی که 100 گالن در دقیقه ظرفیت دارد، ظرفیت ارزیابی 100 گالن بر دقیقه را دارد. ظرفیت معمولا فاکتوری برای ارزیابی یک پمپ است. فشار ورودی و مکش نیز بر ارز یابی موثرند.با ارزیابی پمپ ما میتوانیم بهترین پمپ لازم با بهترین بازده را انتخاب کنیم.

- ظرفیت
مقدار مایعی که پمپ در واحد زمان جابجا میکند،ظرفیت پمپ می باشد که برحسب گالن بر دقیقه بیان میگردد.البته واحدهای دیگری نیز استفاده میشود. ظرفیت پمپ با افزایش سرعت پیشران افزایش می یابد و در واقع با سرعت در ارتباط است.
اما همواره تغییر سرعت عامل افزایش ظرفیت نمیباشد . نکته مهم این است که عامل افزایش ظرفیت ، سرعت مماسی وارد برسیال از سوی ملخی های پروانه است. که کاملا می دانیم به شعاع بستگی دارد ، بنابراین ظرفیت پمپ با پروانه بزرگتر نسبت به پمپی با پروانه کوچکتر باسرعت دورانی برابر ، بیشتر است زیرا سرعت مماسی آن بالاترمیباشد.
وقتی که سیال با سرعت زیاد از پروانه جدا شده واردبدنه پمپ میشود درآنجا سرعت به فشار تبدیل شده وفشارخروجی زیادمیشود.پس افزایش سرعت مماسی باعث افزایش فشارخروجی پمپ میشود.پس نتیجه ای که گرفته میشوداینست که باافزایش سرعت پیشران میتوان ظرفیت پمپ راافزایش دادو یا باثابت ماندن سرعت دورانی، پروانه ی بزرگتری بکار برد.

- هد و فشار
فشار را معمولا نیروی وارد بر واحد سطح سیال تعریف میکنند و در صنعت معمولا بر حسب اینچ مربع بیان میگردد.واحد های دیگری نیز بوده که کاربرد آنها در صنعت کمتراست برای هد میتوان تعاریف گوناگونی ارائه کرد . در مورد پمپ معمولا هد رابه نسبت ارتفاع و بلندی بیان میکنند .باید گفت که هد در واقع شکلی ازانرژی جرم سیال است ومیتواند به شکل گرما نیز باشد .در اینجا در مورد هد ارتفاع که کاربرد بیشتری دارد بحث میکنیم. هنگامی که ارتفاعی از سیال داشته باشیم از طرف آن فشاری بر سطح زیرین وارد میشود که هد ارتفاع گویند.هد ارتفاع هم غالبا بر حسب فوت بیان میگردد. فشاری که از هد ناشی می شود به قطر ظرف بستگی ندارد.
در هر نقطه از پایین ظرف ، فشار فقط به هد یا ارتفاع سیال بستگی دارد. فشار در سیال را بوسیله فشارسنج معین میکنند. فشار سنج در واقع فشار نسبی رامشخص می کند. یعنی فشار جو را از فشار مطلق کم میکند. رابطه بین فشار مطلق و فشار نسبی به شکل
زیر است:
فشار نسبی + فشار جو = فشار مطلق
همچنین با استفاده از رابطه مقابل میتوان هد فشار را بدست آورد:
P = g. h
بنابراین فشار ناشی از هد یک سیال به وزن مخصوص آن بستگی دارد.
پس دو سیال با وزن مخصوص متفاوت و هد یکسان فشار مختلفی اعمال میکنند

--------------------------------------------------------------------------------

- فشار بخار
اگر مایعی در ظرفی سربسته بخار شود ،مولکولهای بخار نمی توانندازنزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخارضمن حرکت نامنظم خود،به فاز مایع برمیگردند. سرعت بازگشت مولکولهای بخار به فاز مایع، به غلظت مولکولها در بخار بستگی دارد .هر چه تعدادمولکولها در حجم معینی از بخار زیادتر باشد،تعدادمولکولهایی که به سطح مایع برخوردکرده و مجددا به فاز مایع تبدیل میشود،بیشتر خواهد بود.
در ابتدا چون تعداد کمی از مولکولها در بخار وجود دارند، سرعت تبدیل آنها به مایع کم است اما باافزایش غلظت بخارسرعت مایع شدن افزایش می یابدتااینکه بخارشدن به جایی میرسد که سرعت بخار شدن مولکولها با سرعت مایع شدن آنها برابر شود . این حالت را تعادل بین دو فاز مایع و بخار گویند. چون در حالت تعادل ، غلظت مولکولها در فاز بخار ثابت است، فشار بخار نیز ثابت است . فشار هر بخار در حالت تعادل با مایع خود در دمای معین را فشار بخار آن مایع می نامیم. فشار بخار تابع دماست و با افزایش آن زیاد میشود.
بعضی اوقات که فشار مکش مطلق به اندازه کافی بالا نباشد ، مایع یا سیال در مکش (ورودی )پمپ تبخیر میگردد. برای اینکه بدانیم چرا این اتفاق می افتد ،باید بدانیم که چه چه سیالاتی بخار میگردندیا اینکه چه موقع بخار میگردند.
حرارت شکلی از انرژی است که باعث افزایش انرژی سیال میشودکه به شکل بخار شدن و افزایش فشار نمایان میشود.فشار بخار باعث میشود که مایع بخار گردد.فشار بخار بالاتر، سرعت تبخیر مایع را افزایش میدهد.
یک مایع بافشاربخار بالاتر،حرارت کمتری برای بخار شدن نیازدارد.همچنین فشاری توسط گازها و بخارات روی سطح مایع به آن وارد میگردد. فشار روی مایع تمایل به جلوگیری از فرار و آزاد شدن بخارات مایع دارد.
بنابراین برای محافظت و جلوگیری از بخارشدن مایع در پمپ ،فشارمکش مطلق باید بالاتر
از فشار بخار مایع در آن دما باشد.

- اصطکاک ( سایش )
افت فشار از اصطکاک ناشی میشود و در واقع نوعی تبدیل انرژی میباشد.اصطکاک یک نیروی مقاوم برای جریان سیال است.برای حرکت سیال ، نیروی پیشران باید بزرگتر از نیروی مقاوم باشد.در اصطلاح فنی گفته میشود که افت فشار باید بزرگتر از مقدار اصطکاک باشد.
یک لوله باقطرکوچکتر مقاومت بیشتری در مقابل جریان نسبت به یک لوله با قطر بزرگتر ایجاد میکند.زمانی که مقدار جریان در یک پمپ بیشتر شود،اصطکاک نیز افزایش می یابد. افزایش مقدار جریان ،فشار مکش (ورودی) قابل دسترسی را کاهش میدهد.
. با افزایش مقاومت در برابر جریان در ورودی (مکش) پمپ ، مایع ممکن است بخار شود. بنابراین با افزایش مقدار جریان ، اصطکاک افزایش و فشار مکش کاهش می یابدواحتمال بخار شدن سیال در ورودی بیشتر میشود،پس در کاربرد لوله ورودی باید به این موضوع توجه داشت.
اجزا پمپ
- محفظه آب بندی:
این محفظه شامل آب بندها و اجزاء مربوطه است برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجودآب بندی کامل و مناسب ضروری است.آب بندی بین قطعات درهیدولیک بوسیله آب بندهاانجام میشود.آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم میشوند:
-آب بند ثابت: به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار میرود.
- آب بند متحرک: برای آب بندی قطعات متحرک بکارمیرودو برطبق شکل انتخاب می گردد.نوع آب بندهرقطعه توسط سازنده تعیین میگرددودرزمان تعویض بایدبه این موضوع توجه داشت.

- انواع آب بندها

1 – اورینگها : معمولی ترین آب بند مورداستفاده درماشین آلات
میباشد.اورینگ ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده میشوند وجنس آنها معمولا از ترکیبات لاستیک های مصنوعی می باشند.موارداستفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندروشیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ ها و پمپ ها استفاده میشود.
طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا
10 درصد فشرده میشود.درموارد استفاده متحرک عمراورینگ به صافی سطح قطعه ها و اندازه بودن آن مربوط میشود.اورینگ ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی شود.اگر اورینگ در قطعه ای تحت فشار زیاد نصب شود،با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیارخود جلوگیری می کند. همیشه بایدیک رینگ فیبری درطرف کم فشاراورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار میگیرد

2- آب بندهای وی شکل و یو شکل
وی پک ها و یو پک ها از سیل های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ ها استفاده میشوند. جنس آنها معمولا از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یاپلاستیک میباشد.طرزنصبشان طوری است که فشارسیال لبه آب بند رابه دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند.برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار بردوچند آب بندرا همراه هم در یک شیار قرار داد.

3- سیل های فلنجی و گردگیرها :
گردگیرها سیل های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولا در پیستون ها بکار میروند. عمل آب بندی بوسیله بازشدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام میشود.

4- آب بندهای فلزی
از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ های پیستون موتور بوده وممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد میباشند،مگر اینکه خیلی دقیق و فیت نصب شوند. سیل های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) وجمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار میروند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار میروند.

5 - واشر کمپرسی
این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ، لوله ها ، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت های ناصاف آب بندی را انجام میدهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.

6- کاسه نمدها :
درجاهایی که شافت ازپوسته خارج میشودکاسه نمدها نصب میشوند.اگرفشاراتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاترازفشار جو باشدازنشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری میکند.بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق میشود.این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین میشود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی میکنند.اگر مایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن ***** قرار گیرد.

7 - گلندها :
بوش های یکپارچه ای هستند،که به منظور سفت کردن پکینگ ها جهت آب بندی بیشترازآنهااستفاده میشود.میزان سفت کردن پیچ های آن به طورتجربی به اندازه ای است، که مابین اصطکاک ، آببندی ، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.

8 - پکینگ کمپرسی
ازاین نوع آب بندمیتوان به جای وی پک ویو پک هااستفاده کرد.جنس آن معمولا از پلاستیک یا نخ نسوزو یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی میباشد.آین آب بندها برای قسمت های با فشار کم بکار میروند.در حقیقت عامل آب بندی کننده براساس افت فشار سیال در طول غلاف می باشند. علت اینکه پکینگ ها باید دارای خواص پلاستیکی ( فرم پذیری ) باشنداین است تا مقدارفشردگی روی اسلیو (غلاف ها) راتنظیم کنند ونیز خواصالاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ هایی درداخل محفظه آب بندی قرارگیرند.انرژی اصطکاکی(گرما) تولیدشده دراثر گردش شافت از طریق نشت مقدارکمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع میشود.
جنس پکینگ ها:
1- آزبستوس :که برای درجه حرارت های پایین ازآن استفاده میکنند.این پکینگ ها قبلا
بوسیله گرافیت یا روغن ، روغن کاری میشوند.
2- متالیک: این پکینگ ها برای فشارهاودماهای بالا استفاده میشوند.پکینگ های متالیک ترکیبی از فویل فلزی(مس،آلومینیم،بابیت و....) باگرافیت یاموادچرب کننده دیگرمیباشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می اندازد.

9 - آب بند های مکانیکی
آب بند هایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند.استفاده ازپکینگ ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست.با محکم کردن پیچ های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمروخراب شدن غلاف ها میگردد.از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ ها هستند که دراین صورت دقت آب بندی ازبین میرود .به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بندهای مکانیکی استفاده میکنند.سطح آب بندی درمکانیکال سیل ها عمود بر امتداد محور بوده ،درحالی که در کاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار میگیرد. اگرچه مکانیکال سیل ها در انواع گوناگون ساخته میشوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) میباشند ویک فنردو قسمت را به یکدیگر محکم میکند.یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی(مماسی) نیزوجوددارد.مکانیکال سیلها معمولا ازدو قسمت فلزی و لاستیکی هستند .بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از زغال با روکش فولادی ساخته میشود. البته سطح بین رینگهای دوار و ثابت ، بسیار صیقلی ودر اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن میباشد.
لایه ای از مایع با خاصیت خنک کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل میرساند. رینگ های مکانیکال (سیل رینگ ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار میگیرندکه ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد، ویا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد.
در هر دو وضعیتی که گفته شدفقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی موثر است:
1- مابین رینگ ثابت و پوسته
2 - مابین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت)
3 - مابین رینگ ثابت و متحرک (بخش های ثابت ومتحرک مکانیکال) آب بندی در حالت 1 توسط گسکت ها و اورینگ ها صورت میگیرد. در حالت 2 توسط رینگ ها و در حالت 3 باتماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده میشوند انجام میشود.
موضوع قابل توجه در مورد رینگ ها این است که این رینگ ها
با جنس ویژه خود در مقابل نیروی(بار)محوری ضعیف هستند و دچار آسیب میشوند،اما درمقابل سایش بسیار مقاوم هستندوبامقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده میشوند. به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است. با توجه به جنس آنها نیز معمولا ترد و شکننده هستند.

دبى و فشار مورد نیاز سیستمهاى آبیارى

--------------------------------------------------------------------------------

در سیستم‌هاى آبیارى پمپ را طورى انتخاب مى‌کنیم که با توجه به شرایط‌کارى از نظر دبى و فشار بالاترین راندمان را داشته باشد. بنابراین اولین قدم این است که براى طراح مشخص شود چه مقدار دبى و با چه فشارى مورد نیاز است. در واقع مى‌بایست اول رابطه دبى و بار کل سیستم را تعیین نمود. بار کل سیستم به دو جزء تقسیم مى‌شود که عبارتند از:

- بار ثابت
- بار متغیر
-
بار ثابت سیستم ربطى به مقدار دبى نداشته و عبارت است از اختلاف سطح استاتیکى آب و نقطه‌اى که آب از لوله خارج مى‌شود. اگر به شکل (مقادیر بارهاى اصطکاک، فشار و ارتفاع در پمپ سانتریفوژ. بار کل دینامیکى عبارت است از: مجموع بار ثابت و بار متغیر) توجه کنید به‌عنوان مثال بار ثابت (hfix) برابر است با:

(معادله ۹):hfix = hzs + hzd

که در آن:

hfix = بار ثابت سیستم (متر،m)
hzs = بار استاتیکى در قسمت مکش پمپ (متر، m)
hzd = بار استاتیکى درقسمت آبده پمپ (متر، m)

بار متغیر سیستم تابع مقدار دبى است و عبارت است از افت سطح آب - اگر منبع آب چاه باشد - افت اصطکاک در لوله و اتصالات، فشار در محل خروجى صفر در نظر گرفته مى‌شود. در سیستم‌هاى آبیارى بارانى فشار آب ثابت نیست. در این حالت فشار در نقطه خروجى متغیر است زیرا نازل‌هاى آبپاش یک روزنه بوده و دبى خروجى از آن تابعى از فشار در نازل است. بار متغیر سیستم (hvar) عبارت است از:

(معادله ۱۰): hvar = Swell + hf + hp + v2 / (2g)

که در آن:
hvar = بار متغیر سیستم، m
Swell = افت سطح آب در چاه، m
hf = افت اصطکاک در لوله اصلى و اتصالات آن، m
hp = بار فشار در بحرانى‌ترین نقطه سیستم توزیع، m
V= سرعت در بحرانى‌ترین نقطه سیستم، m/s
g= شتاب ثقل زمین، m/s2

مجموع بار ثابت و بار متغیر سیستم را بار کل دینامیکى TDH نامند:
(معادله ۱۰):TDH =hfix + hvar

 


مقادیر بارهاى اصطکاک، فشار و ارتفاع در پمپ سانتریفوژ. بار کل دینامیکى عبارت است از: مجموع بار ثابت و بار متغیر.

کاربرد منحنى هاى عملکرد در انتخاب پمپ

صفحه قبل 1 صفحه بعد

مطالب قبلي





Copyright © 2009-20010 Loxblog.com All Rights Reserved . Designed by Loxblog.com

lotfi63

علی لطفی

lotfi63

http://lotfi63.lxb.ir

تاسیسات

تاسیسات

تاسیسات

به وبلاگ من خوش آمدید

تاسیسات