پمپ

پمپ چیست؟

پمپ وسیله ای برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن،امکان جا به جایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد)یا حتی پایین دست (مخزن) فراهم می آورد.پمپ کاربرده ای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد.مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ های بزرگ برای پر کردن حوضچه های تعمیر کشتی به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می کند انتقال می دهد.در نتیجه انرژی سیال پس از خروج از از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد.در پمپ ها تغییرات انرژی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد.از پمپ ها 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،پمپ دستگاهی است که سیالات غیر قابل تراکم را از یک نقطه به نقطه ای دیگر جابجا می نماید.

انواع پمپ

پمپ ها دارای انواع مختلفی هستند. دسته بندی های گوناگون،پمپ ها را بر پایه ویژگی های گوناگون طبقه بندی می کنند.در یکی از رایج ترین این طبقه بندی ها،بر پایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال،پمپ ها به دو دسته تقسیم می شوند:

نحوه عملکرد پمپ های گریز از مرکز

یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار می کند.این نحوه عمل به وسیله قانون برنولی توصیف می شود.قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می توان با ملاحظه تاثیر تکان دادن یک سطل آب بر روی یک مسیر دایره ای شکل توسط یک طناب،نشان داد.نیرویی که آب را به کف سطل فشار می دهد،نیروی گریز از مرکز است.اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود،جریان آب به بیرون سوراخ منجربه تولید یک خلائ موضعی در داخل سطل خواهد شد این خلائ 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 می آید.

در رابطه با پمپ های 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 متنلظر کار پروانه را انجام می دهد.

پمپ کریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان به منظور افزودن فشار یک سیال استفاده می نماید.پمپ های گریز از مرکز عموما برای جا به جا 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 می گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش کننده یا محفظه حلزونی جریان می یابد که از آنجا درون سیستم لوله کشی پائین جریان خارج می گردد.

تیغه های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می شوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش می دهد.این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می دهد تا جریان های پیوسته با فشار بالا ایجاد نماید.

پمپ های سانترفیوژ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند.هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد انتقال انرژی به سیال در این قسمت انجام می شود.برای این که محل خروج شفت از کیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است.

مکانیکال سیل چیست؟

سیل مکانیکی یا آبند های مکانیکی (فیبرو فنر،مکانیکال سیل)از جمله ایمن ترین قطعات صنعتی هستند که برای جلوگیری از نشت مایعات،جامدات و گازها به بیرون از سیستم در بر گیرنده آنها مورد استفاده قرار گرفته می شود.فشار محصول پمپ شونده و نیروی موئینگی،لایه نازکی از مایع را بروی سطوح سیل قرار میدهد که منجر به روانکاری سطوح می شود.کارکرد سیل تحت شرایط خشک منجر به صدمه دیدن سطوح آن می شود.

توجه:نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپ ها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد.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 پمپ ها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

انواع پمپ های گریز از مرکز

1. پمپ جریان شعاعی (Radial Flow Pump)
2. پمپ جریان ترکیبی (Mixed Flow Pump)
3. پمپ جریان محوری (Axial Flow Pump)

پمپ جریان شعاعی (Radial Flow Pump)

در پمپ جریان شعاعی،مایع از مرکز پروانه وارد می شود و در امتداد شعاع،یعنی عمود بر محور بطرف محیط پروانه جریان می یابد.این پمپ ها برای ظرفیت ک و هد (فشار) بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

پمپ جریان ترکیبی (Mixed Flow Pump)

در این نوع پمپ ها،مایع به موازی محور وارد پروانه می شود و به طور مایل نسبت به محور با زاویه 45 درجه خارج می شود این پمپ ها برای ظرفیت و فشار هد متوسط به کار می رود.البته پمپ های گریز از مرکز را به روش دیگری نیز طبقه بندی می کنند که نوع طبقه بندی بر اساس مراحل عملکرد پمپ است طبق این نوع تقسیم بندی دو نوع پمپ خواهیم داشت که به شرح ذیل است.

پمپ تک مرحله ای (Singel Stage)

این نوع پمپ دارای یک پروانه روش شافت است.این توع پمپ ها اکثرا به صورت حلزونی ساخته می شوند.پمپ های تک مرحله ای برای مواردی که ارتفاع خروج مورد نظر کم و یا متوسط بوده از 250 تا 300 فوت باشد به کار می رود.

پمپ چند مرحله ای (Multi stage)

برای ارتفاع خروجی بالا،نیاز به پمپ با قطر خیلی بزرگ و با سرعت زیاد است که هر دوی این عوامل در پمپ های تک مرحله ای با مشکل مواجه می شوند.لذا در این موارد نیاز به پمپ های چند مرحله ای است.در این نوع پمپ ها، دو یا چند پروانه روی یک شافت قرار دارد همچنین پمپ های چند مرحله ای برای مواردی که ارتفاع خروج مورد نظر نسبتا زیاد باشد به کار می روند.

نحوه عملکرد پمپ های جریان محوری

در این نوع پمپ ها بیشترین افزایش فشار سیال را از طریق اعمال پروانه ها و یا عملیات بالابری تیغه ها اعمال می کند.این گروه یک سری پروانه ورودی به همراه جریان ورودی محوری و خروجی تقریبا محوری دارند.پمپ های این گروه غالبا دارای سرعت مخصوی بیش از 9000 هستند.در حالت کلی از پمپ های جریان محوری هنگامی که تولید دبی لازم باشد استفاده می کنند و از پمپ های جریان شعاعی بمنظور افزایش فشار سود می برند.این نوع پمپ ها سیال موازی محور وارد پوسته می شود و از سمت دیگر موازی محور پروانه از آن خارج می شود.

این نوع پمپ ها دارای پروانه باز می باشند که به این علت به آن پمپ ملخی نیز می گویند.کاربرد این نوع پمپ ها در مواردی است که نیاز ما به تامین دبی زیاد و هد کم می باشد.

در جدول زیر نام پمپ گریز از مرکز که نامشان مطابق استاندارد API60 آمده است.

نحوه عملکرد پمپ های رفت و برگشتی (Reciprocating)

این نوع پمپ های وسایلی هستند که انتقال انرژی ار آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد.نیروی محرکه این نوع پمپ ها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد.در این نوع پمپ ها حرکت چرخشی میلنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود.با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق شیر ورودی داخل می گردد.با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می شود.شیرهای ورودی و خروجی یک طرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون،از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود.اگر به جای پیستون پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ بلانجری می گویند.در ضمن چنانچه پلانچر دیافراگمی را حرکت دهد پمپاژ نوع دیافراگمی است.فرق میان پیستون و پلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید.در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد.از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه ی ارینگی جهن آبندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند،در حالی که در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است.

این پمپ ها معمولا کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقداری زیادی افزایش دهند،بنابراین از این پمپ ها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کنند.در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپ ها به صورت غیر یکنواخت می باشد.

توجه:هرگز نباید آنها را در حالی که شیر خروجی پمپ (دیسشارژپمپ)بسته است روشن نمود.

نحوه عملکرد پمپ های دوار (Rotary)

پمپ های دوار به سه دسته تقسیم میشوند:

1. پمپ پیچی
2. پمپ های دنده ای
3. پمپ های تیغه ای

پمپ های دنده ای از گروه پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت هستند،با این تفاوت که طرح و ساختمان آنها ساده تر و احتیاج به شیر یکطرفه مکش ندارند و جریان خروجی آنها یکنواخت است.این پمپ ها در اندازه های مختلف و با دنده های متفاوت ساخته می شوند چون دنده ها ممکن است دارای دو یا چند دنده باشند.

پمپ های انتقال دهنده با حجم ثابت که از نظر اصول کارکرد با پمپ های چرخنده شباهت زیادی دارند،پمپ های تیغه ای می باشند.حرکت این پمپ ها دورانی بوده و نیروی محرکه ی آنها از الکتروموتورها تامین میگردد.تیغه ها که دارای حرکت خارج از مرکز می باشند،می توانند در داخل شیار هایی حرکت رفت و برگشتی داشته باشند.تیغه وقتی که به بالا می رشد کاملا داخل شیارجای گرفته و همین که از آن نقطه دور می گیرد در اثر فشار فنر داخل شیار بیرون آمده و سیال را از قسمت ورودی به طرف قسمت خروجی با خود می برد.تیغه ها در اثر نیروی فشار فنری که در پشت آن هاست همواره با جداره پمپ در تماس اند.

پمپ های چرخ دنده ای به دسته های زیر تقسیم می شوند:

1. پمپ دنده ای ساده (Spur Grear Pump)
2. پمپ دنده ای مارپیچی (Helical Gear Pump)
3. پمپ دنده ای جناغی (Herringbone Gear Pump)

روند کار پمپ های چرخ دنده ای در انواع مختلف شبیه به هم هستند.ضمن اینکه چرخدنده ها از هم جدا می شوند،آنها خلا نسبی بوجود می آید و مایع از ورودی به داخل کشیده می شود سپس مایع بین دنده ها و جدار بدنه قرار گرفته و با فشار به سمت خروجی رانده می شود.

پمپ های تیغه ای (Vane Pump)

این نوع پمپ ها،از یک بدنه و یک عضو دوار (Rotor) و تعدادی تیغه که در شیار هایی تعبیه شده در عضو دوار قرار دارند،تشکیل شده اند.هنگامی که گرداننده میچرخد بعلت مختلف المرکز بودن آن با بدنه بر اثر نیروی گریز از مرگز، تیغه ها از داخل شیارها خارج شده و با بدنه تماس حاصل می کنند و بعلت فواصل مختلفی که جداره قسنت گردنده با بدنه دارد تیغه ها فضای داخل تلمبه را به حجم های نا مساوی تقسیم می کنند و چون ورودی تلمبه در جایی قرار می گیرد که فضای بین تیغه ها و بدنه تلمبه در حال زیاد شدن است،بنابراین با زیاد شدن حجم خلایی در محفظه آمده و مایع داخل پمپ کشیده می شود و همچنان که قسمت گرداننده می چرخد مایع حبس شده در داخل محفظه از ورودی تلمبه به طرف خروجی تلمبه رانده می شوند.

پمپ های پیچی (Screw Pump)

در این نوع پمپ،مایع توسط یک یا دو پیچ متحرک،متحرک،منتقل می شود.مایع انتقالی بین پیچگردان و قسمت مارپیچ ثابت قرار گرفته از طرف ورودی پمپ به طرف خروجی پمپ هدایت می شود.

پمپ های زائد دار (Lobe Pump)

در قسمت داخلی این نوع پمپ،بجای چرخدنده متحرک استفاده شده است که قسمت متحرک دارای دو یا چند پر (Lobe) می باشد.

پمپ های دوار از مزیت ای متفاوت برخوردار هستند نمونه ای از این مزیت ها:

• ظرفیت کم
• فشار (هد) خروجی متوسط
• مایعات غلیظ با ویسکوزیته بالا
• جریان یکنواخت

البته پمپ های دینامیکی نیز با توجه به نحوه عملکردشان نیز دارای مزایایی هستند نمونه ای از این مزایا:

• قابلیت کار در سرعت (RMP) های بالا
• حجم مایع خروجی آنها را می توان تغییر داد و به صفر رساند (قابلیت کار در دبی متغییر)
• فضای کمی اشغال میکند
• جریان یکنواخت
• هزینه نگهداری نسبتا کی دارند

پمپ های اجکتوری یا جتی (تزریقی-سرعتی) (eductor-jet pump)

اجکتور دستگاهی برای مکش،انتقال،تراکم و یا اختلاط گازها،بخارات،مایعات و حتی ذرات جامد می باشد و به نوعی کار کمپرسور را بازی می کند که در آن انرژی پتانسیل یک سیال محرک (گاز یا مایع) فشار بالا با گذشتن از یک نازل،به انرژی جنبشی تبدیل شده و با کاهش فشار استاتیک می تواند ماده ثانویه ای را مکش کند.در نتیجه سیال محرک و ماده ثانویه در دیفیوزر با یکدیگر مخلوط شده و متراکم می گردند.چون اعمال تغییرات فشار و سرعت داخل این وسیله به خاطر حرکت سیال در داخل کانال ها واگرا و همگراست.لذا آن را جزو دسته کمپرسورهای سیالی می دانند.به طور کلی اجکتور ها از لحاظ ساختمان به دو دسته فشار ثابت و سطح مقطع ثابت دسته بندی می شوند.اگر خروجی نازل در بخش مکش باشد اختلاط جریان های  یاد شده را در بخش مکش و در فشار ثابت فرض می کنند که این روش به تئوری اختلاط در فشار ثابت معروف است.اجکتور های نوع دوم عملکرد بهتری دارند چون اختلاط مغشوش در اجکتورها در شرایط فشار ثابت به صورت موثرتری انجام می شود.به همین دلیل در سیکل های تبریدی برای طراحی اجکتور  از مدل اختلاط فشار ثابت استفاده می شود.

نحوه عملکرد اجکتور به این صورت است که سیال ابتدا وارد نازل شده و سرعتش به شدت افزایش پیدا می کند و انتالپی سیال به انرژی جنبشی تبدیل می شود و در نتیجه آن به شدت کم می شود و فشار داخلی اجکتور خیلی کمتر از بیرون آن می شود.این عمل باعث ایجاد خلاء شده و سیال ثانویه به محفظه اختلاط کشیده می شود و در آنجا به سیال داخل اجکتور مخلوط شده و ترکیبی از سیال محرک و سیال مکش شده از قسمت تخلیه به بیرون تخلیه می شود.

برخی از کاربرد های صنعتی اجکتور ها:

1. تقطیر نفت خام
2. فرآیندهای پتروشیمی
3. سیستم های خلاء ترکیبی
4. سیستم های تهویه مطبوع

برخی از کاربرد های اجکتور مایع-مایع:

1. تخلیه مخازن،استخرها و چاله ها و غیره
2. مخلوط کردن مایعات یا اضافه کردن مایعی خاص به مایع ثانویه و نهایتا اسپری نمودن مخلوط با فشار (با این روش می توان ذرات جامد را نیز مکش و مخلوط نمود)
3. مطمئن ترین و کم هزینه ترین روش تزریق مواد افزودنی به آب در حال پمپاژ (از این روش می توان برای تزریق مواد مورد نیاز به داخل آب مصرفی دیپ بخار استفاده نمود)

نکات مهم اجکتور مایع-مایع:

1. نصب گیج فشار و شیر در مسیر مایع
2. برای جلوگیری از قسمت خروجی اجکتور به داخل آن باید خط تخلیه را به سمت بالا چرخانید و انتهای لوله را داخل مایع غوطه ور کرد
3. لازم است در زمان نصب دقت شود تا حد امکان مسیر مکش کوتاه باشد.
4. هنگامی که اجکتور، مایع را مکش می کند بایستی طول مسیر مکش بسیار کوتاه باشد

نکته:از این پمپ ها جهت شستشو در فشارهای بالا،اسپری کردن مایعات،پمپ آتش نشانی و ………..می توان استفاده کرد.

اجزاء مکانیکی پمپ

مهم ترین اجزای پمپ های گریز از مرکز به صورت زیر است:

1. بدنه (casing)
2. محور (shaft)
3. پروانه (impeller)
4. کوپلینگ (coupling)
5. روپوش محور (shaft sleeve)
6. حلقه های سایشی (wear ring)
7. نشتبند (seal)
8. یاتاقان (bearing)

1.بدنه

بدنه بزرگترین و شاخصترین جزء یک پمپ گریز از مرکز است.در صنایع نفت پوسته پمپ های فشار ضعیف معمولا از چدن ساخته می شود،در حالی که برای پمپ های پرفشار بیشتر از فولاد استفاده می شود.

پوسته در یک پمپ سه وظیفه دارد:

• اجزای داخلی پمپ را در خود جای می دهد و از آن حفاظا می کند.
• مایع پمپاژ شونده را محصور کرده و جریان آن را هدایت می کند.
• شیپوره (volute) و محل اتصال لوله های ورودی و خروجی را شکل می دهد.

در طراحی پوسته پمپ ها باید توجه داشت که پوسته نیز مانند تمام قطعات میزان مقاومت و کرنش خاصی دارد که باید به آن توجه کرد پوسته باید از جنسی انتخاب شود که در برابر تغییرات آب و هوایی کمترین میزان کرنش را داشته باشد همچنین در طراحی پوسته میزان حجم ورود و خروج آب و همچنین قطر پروانه و همچنین نوع سیال پمپاژی توجه کرد.

2.محور

محور از کوپلینگ به محرکه موتور الکتریکی،توربین،موتورهای دیزلی و یا بنزینی (متصل است و پروانه را می چرخاند.سطح خارجی محور باید کاملا صاف و صیقلی باشد تا اجزایی که قرار است رو یآن نصب شوند،بدقت و بدون لقی بر روی آن قرار گیرند.مصالح محور معمولا از جنس فولاد آهنگری است.

در طراحی محور انتخاب جنس محور بسیار مهم است چرا که اگر جنسان بگونه ای باشد که انتخاب طول مشخصی ار آن جرم بسیار بالایی داشته باشد به سبب لختی بالا الکترو موتور باید انرژی بسیاری در ابتدا حرکت صرف کند تا این محور را به حرکت در آورد و از طرفی باید جنس انتخابی و شکل هندسی به گونه ای باشد که بتواند در برابر تنش های برشی مقاوم باشد.

هیچگاه نباید کاهش ضخامت محور به گونه ای باشد که تغییر قطر،پله با زاویه 90 درجه ایجاد کند دلیل این الزام این است طبق فرمول زیر اگر مقدار عددی K زیاد باشد تنش ایجاد شده در پله بیشتر خواهد بود مقدار عددی K از منحنی هایی محاسبه می شود که برای مثال نمونه ای از این منحنی ها را در شکل زیر نمایش داده شده است.

برای محاسبه کردن در محور از فرمول زیر استفاده میشود:

بیشترین تنش در محل ناپیوستگی

تنش در مقطع فرضی پیوسته

ثابتی که از روی تست کشش بدست امده است

البته فرمول فوق برای محوری است که تحت نیروی نرمال (عمود) بر مقطع وارد شده یعنی یا تحت کشش قرار گرفته یا تحت فشار اما در پمپ ها محور ما تحت چنین نیرویی قرار نمی گیرد بلکه تحت نیرویی قرار می گیرد که بر محیط خارجیان مماس است یعنی تحت گشتاور قرار می گیرد پس از فرمول زیر استفاده میکنیم.

3.پروانه (impeller)

پروانه یکی از مهمترین اجزای پمپ گریز از مرکز است که انرژی مکانیکی اعمال شده را به انرژی جنبشی سیال تبدیل می کند.نحوه کار آن بر اساس نیروهای گریز از مرکز است که براثر حرکت دوران محور روی سیال اعمال می شود و باعث افزایش انرژی جنبشی سیال . جدا شدن آن از لبه پروانه و وارد شدن آن به محفظه Casing جهت کاهش سرعت و بازیابی فشار می شود.در حین کارکردن پمپ،قسمتی از پروانه دوار تحت فشار ورودی پمپ (چشمه ورودی پمپ) و قسمت های دیگر در معرض فشار خروجی قرار دارد که فاصله بین آنها توسط حلقه های فرسایشی آبندی می شود.بیشار پروانه ها از جنس چدن هستند.برای مایعات خورنده از پروانه با جنس فولاد ضد زنگ،پلاستیک و الیاژی دیگر استفاده می شود.

4.کوپلینگ (coupling)

در اکثر پمپ های گریز از مرکز محور پمپ و محور محرکه بوسیله ی کوپلینگ به هم متصل می شوند.مهم ترین ویژگی کوپلینگ ها این است که باید قابل انعطاف باشند زیرا:

• علاوه بر اینکه دو محور محرکه و پمپ را به هم متصل می کنند باید بتوانند نوساناتی که از محرک به پمپ وارد می شود را خنثی کنند.
• در صورتیکه محورها به طور کامل میزان نشده باشند باید باید بتوانند این نا میزانی را جبران کنن.

روپوش محور (shaft sleeve)

در پمپ های گریز از مرکز محور را باید در مقابل خطرات ناشی از خواص خورندگی مایع پمپ شونده و یا ساییدگی حفظ کرد.برای همین منظور در محل های زیر از روپوش محور استفاده می شود:

• در محفظه آب بندی
• در نقاط اتصال یاتاقان های داخلی
• بین دو پروانه در پمپ های چند مرحله ای
• در محل های فوق،روی محور روپوش های قابل تعویضی نصب می کنند و در هنگام فرسوده شدن آن را تعویض می کنند

حلقه های سایشی (wear ring)

این نوع حلقه ها جهت آبندی قسمت های داخلی پمپ های گریز از مرکز برای جلوگیری از نشتی های داخلی از قسمت فشار با (discharge) به سمت فشار پایین (suction) پروانه پمپ استفاده می شود.اگر فاصله بین دو قسمت مذکور آبندی نشود،مایع خروجی از پمپ مجددا وارد چشمه پروانه می شود و باعث کاهش فشار و دبی خروجی پمپ می شود.برای جلوگیری از نشت مایع باید پروانه طوری از بدنه نصب شود که مایع نتواند از فاصله بین لبه چشمه پروانه شود و در عین حال پروانه نیز بتواند به طور آزاد با حداقل فاصله نسبت به بدنه بچرخد.با توجه به اجتناب پذیر بودن مسائل اصطکاکی و سایش به دلیل نفوذ ذرات جامد و ….،لبه بیرونی چشمه پروانه و بدنه بعد از مدتی در اثر ساییدگی پروانه و بدنه باید تعویض شوند و یا مورد جوشکاری و بازسازی قرار گیرند.برای جلوگیری از این مشکلات دو حلقه سایشی به صورت زیر نصب می شوند:

-حلقه سایشی که روی پروانه نصب می شود(impeller wearing ring)

-حلقه سایشی که روش بدنه پمپ نصب می شود(casing wearing ring)

بین دو حلقه سایشی فوق یک فاصله بسیار کم (clearance) وجود دارد که این فاصله به عوامل زیر بستگی دارد:

• قطر چشمه پروانه
• درجه حرارت مایع پمپ شونده
• جنس حلقه های سایشی

نکات:

1.در عمل همیشه باید مقداری نشتی از بین حلقه های سایشی وجود داشته باشد که این مقدار نباید بیشتر از 5 درصد مایع پمپ شونده باشد.

2.فاصله حلقه های سایشی از یک طرف باید انقدر کم باشد تا مانع از خروج مایع شود.از طرف دیگر باید به اندازه کافی فاصله داشته باشد تا حلقه های فرسایشی با هم تماس نداشته باشند.

3.در پمپ های گریز از مرکز فضایی بین پروانه و بدنه وجود دارد که پروانه را قادر می سازد تا بدون سایش با بدنه به چرخش خود ادامه دهد و فشار مورد نظر را تولید کند ولی از طرف دیگر در پمپ های چند مرحله ای این فضای خالی موجب نفوظ بیش از حد مایع از یک خروجی به ورودی پروانه بعد می شود که کاهش بازدهی پمپ را به همراه دارد.برای حل این مشکل از حلقه سایشی استفاده می شود.

4.معمولا حلقه های سایشی از فلزات فولاد چدن و برنج ساخته می شود.

عوامل موثر در حلقه های سایشی

1. نامناسب بودن جنس یا فاصله بین حلقه ها باشرایط پمپ
2. وجود ذرات جامد و گیر افتادن آنها بین حلقه ها بدلیل استفاده نشدن از مش مناسب در ورودی پمپ
3. توزیع نامناسب فاصله در حلقه در قسمت های مختلف
4. وجود تنش های سیستم لوله کشی روی بدنه پمپ
5. گرم کردن نامتعادل و ناگهانی پمپ
6. خورندگی مایع
7. ایجاد تماس بین حلقه ها به دلیل بدون مایع کار کردن پمپ
8. مسائل ارتعاشی از قبیل کاویتاسیون،نامحور بودن و ……

نشت بند (seal):در پمپ ها به دلایل زیر از نشت بند استفاده می شود:

-جلوگیری از نشت مایع به خارج پمپ در صورتی که فشار داخل پمپ بیشتر از فشار محیط باشد.

-جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ در صورتی که فشار پمپ کمتر از فشار محیط باشد.

نکته:به محفظه ای که قطعات نشت بندی در آن قرار می گیرند،STUFFING BOX یا محفظه نشت بندی می گویند.

یاتاقان (bearing)

یاتاقان ها از اجزایی هستند که به طور کلی نگاهدارنده محور و کاهش اصطکاک آن به هنگام چرخش هستند.همچنین جهت محدود کردن حرکت محوری و شعاعی بکار گرفته می شوند.

وضایف اصلی یاتاقان عبارتست از:

• کنترل جذب و انتفال نیروهای شعاعی
• کنترل جذب و انتقال نیروهای محوری
• کاهش اصطکاک
• قرار دادن محور در یک موقعیت مناسب

یاتاقان ها در دو دسته ی زیر طبقه بندی می شوند:

نحوه انتخاب صحیح پمپ

کارخانه سازنده پمپ ها جهت مشخص نمودن شرایط و عملکرد هر پمپ،منحنی های مختلفی را با انجام آزمایش های مشخصی به همراه درخواست مشتری ارائه می دهند.مسئله مهم کاربردی این نمودار ها بعد از خرید در هنگام بهره برداری ار آنها می باشد.

سیال مورد استفاده جهت آزمون پمپ،بیشتر آب یا گازوئیل در دمای محیط می باشد دلیل استفاده از آنها ارزانی راحتی و در دسترس بودن است.در صورتی که سیال پمپ شونده سیالی بالاتر از آب باشد بایستی با استفاده از ضرایب تصحیح لصلاحات بر روی منحنی عملکردی که با آب بدست آمده است،انجام شود.

معمولا منحنی های عملکرد پمپ ها را در یک دور خاص نمایش می دهند(مثلا 1450 دور بر دقیقه یا 2900 دور بر دقیقه).ترسیم منحنی های عملکردی پمپ های گردشی و حا به جایی مثبت معمولا متداول نیست.

–ما از سه منحنی در انتخاب پمپ ها استفاده میکنیم:

منحنی مشخصه پمپ (H-Q)

شرکت های سازنده پمپ با توجه به مشخصات پمپاژ جهت تامین فشار دبی و بهروری کارکرد پمپ منحنی مشخصه پمپ را ارائه می کنند تا مصرف کنندگان با در نظر گرفتن مشخصات فشار و دبی مورد نیاز خود و منحنی مشخصه پمپ ها،پمپ مورد نظر خود را انتخاب نمایند لازم است ذکر شود که منحنی مشخصه پمپ های گریز از مرکز (منحنی H_Q) معمولا برای آب تهیه می شود.

نمودار زیر نمونه ای از منحنی مشخصه یک پمپ را نشان می دهد.

منحنی مصرف یا انرژی (P_Q)

با توجه به الگوی مصرف دبی و فشار مورد نیاز متناسب با این مصرف،منحنی توان مصرفی پمپ بر حسب دبی ترسیم می گردد که این منحنی را،منحنی مصرف می نامند.نمودار زیر نمایان گر منحنی است.

منحنی بازده یا بهره وری (η-Q)

وقتی آب از یک آب پاش که با زاویه 45 درجه قرار گرفته است،جریان باید مسیری را می پیماید که شکل این مسیر همان منحنی بهره وری است.ابتدا آب بالا رفته و به اوج میرسد (که به آن،نقطه حداکثر کارایی یا BEP گفته می شود) و سپس به سمت پایین می آید که شکل سهمی را به وجود می آورد.

منحنی طول مکش خالص مثبت (NPSH-Q)

همواره باید فشار و دمای ورودی سیال به پمپ مورد توجه قرار گیرد.اگر فشار مطلق در مکش پمپ به فشار بخار سیال،نزدیک شود،پدیده حباب زای رخ میدهد.مقدار فشاری که باید به فشار بخار اضافه گردد تا درسیال حباب هایی بخار تشکیل شود را عمق مکش درخواستی گویند.این مقدار جزئ مشخصات پمپ است و با سرعت پمپ و دبی عبوری از پمپ متناسب است و توسط سازنده پمپ محاسبه می گردد. هنگامیکه سیال عبوری از پمپ سیال با درجه حرارت بالا باشد عمق مکش درخواستی اهمیت بیشتری پیدا میکند فشار بخار با افزایش دما افزایش می یابد و طول مکش خالص مثبت مجاز کاهش می یابد.اگر طول مکش خالص مثبت مجاز کمتر از عمق مکش درخواستی پمپ شود،حباب زایی،سروصدا،غیر یکنواختی و مشکلات مکانیکی ایجاد خواهد کرد.برای جلوگیری از پدیده حباب زایی لازم است تا رابطه زیر برقرار باشد:

البته فرمول های دیگری برای محاسبه npsh وجود دارد که در زیر به نمونه های از آنها اشاره شده است.

حالت اول:حالتی که پمپ بالاتر از سطح آب مخزن مکش قرار گیرد.(پمپاژ با مکش منفی)

حالت دوم:حالتی که پمپ پائینتر از سطح آب مخزن مکش قرار می گیرد.(پمپاژ با مکش مثبت)

راهنمای انتخاب پمپ های سیرکولاتور:

یکی از مهم ترین و تعیین کننده ترین عوامل در محاسبه صحیح هد یا فشار مورد نیاز پمپ سیرکولاتور،توجه به عامل جریان ثقلی و طبیعی آب درون لوله های عمودی سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان می باشد.بدین معنی که تنها وظیفه پمپ های سیرکولاتور که فقط در سیستم های بسته سرمایش گرمایش مورد استفاده قرار می گیرد،جبران افت فشار اصطکاکی جریان آب در طول لوله ها،اتصالات،شیرآلات و کویل های سیستم سرمایش و گرمایش ساختمان می باشد.بنابراین هد مورد نیاز این پمپ ها معمولا از هد پمپ آبرسانی همان پروژه بسیازر کمتر بوده و این امر باعث کاهش موثر توان و قدرت موتور الکترو پمپ سیرکولاتور مورد نیاز پروژه می گردد.همچنین در صورت استفاده از روش طراحی لوله کشی برگشت معکوس (REVERSE) در ساختمان های متوسط و بزرگ امکان دستیابی به کمترین توان و قدرت مورد نیاز پمپ سیرکولاتور و همچنین مناسبترین توزیع یکنواخت جریان آب در لوله کشی سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان توسط پمپ های سیرکولاتور تامین می گردد.

*انتخاب پمپ گردش آب گرم:برای محاسبه پمپ سیرکولاتور سیستم گرمایش به دو مولفه هد و دبی نیاز داریم.

دبی:

دبی پمپ برابر است با بار حرارتی ساختمان یا به عبارتی مقدار گرمای لازم جهت گرمایش ساختمان بر حسب (BTU/HR)تقسیم بر 10000

هد:

برحسب فوت آب طبق زیر محاسبه می شود.

سوال:پمپ روشن نمی شود؟

کابل ارتباطی باسیم پیچ موتور معیوب است،فیوز پمپ سوخته است،الکترو موتور معیوب است.

سوال:چرا از پمپ آب می چکد؟

تغییرات دما یا انبساط مایع پوسته ترک خورده است،مکانیکال سیل معیوب شده است،اتصالات مربوط به پمپ سفت بسته نشده است.

سوال:پمپ سیال را پمپاژ نمی کند؟

در خط مکش هوا وجود دارد،آب بندهای لوله بسته شده است،سرعت خیلی زیاد است،هد کل سیستم بیشتر از هد طراحی پمپ است،هد کل سیستم کمتر از هد طراحی پمپ است،جسمی خارجی در پره افتاده است،عدم تقارن.