پمپ های گریز از مرکز

• اطلاعات کلی

پمپ های گریز از مرکز، پمپ های دینامیکی هستند که سیالات را با استفاده از یک یا چند پروانه در یک سیستم حرکت می دهند. آنها به دلیل سادگی و کارایی طراحی و عملکردشان، رایج ترین نوع پمپ هستند. از آنجایی که آنها آشناترین پمپ ها هستند، نسبت به سایر انواع پمپ ها هزینه کمتری نیز دارند. در مقایسه با پمپ های جابجایی مثبت، دبی بالاتر و فشار کمتری را ارائه می دهند.

آشنایی با پمپ های گریز از مرکز

ترکیب پمپ

پمپ های گریز از مرکز از مجموعه ای از پره های دوار به نام پروانه تشکیل شده اند. پره های دوار معمولاً در داخل یک محفظه یا محفظه محصور می شوند و برای انتقال انرژی به سیال از طریق نیروی گریز از مرکز استفاده می شوند. پمپ دارای دو بخش اصلی است: یک عنصر دوار که شامل یک پروانه و یک شفت است، و یک عنصر ثابت که از یک محفظه (ولوت)، جعبه پرکننده و یاتاقان ها تشکیل شده است.

عملکردپمپ

پمپ های گریز از مرکز با استفاده از انرژی جنبشی برای حرکت سیال، با استفاده از یک پروانه و یک محفظه پمپ دایره ای کار می کنند. خلاء در پمپ ایجاد می شود که سیال را با مکش به سمت پروانه می کشد. پروانه سرعت مایع را تولید می کند و پوشش مایع را مجبور می کند تا از پمپ تخلیه شود و سرعت را به فشار تبدیل می کند. این امر با جابجایی پروانه در محفظه و با حفظ فاصله نزدیک بین پروانه و پوشش در آب برش انجام می شود. پمپ های سانتریفیوژ با عبور دادن سیال بدون حجامت، می توانند به دبی بسیار بالایی دست یابند.

انواع پمپ

پمپ های گریز از مرکز با استفاده از یکی از سه عمل جریان شعاعی، جریان مخلوط یا جریان محوری جریان تولید می کنند.

پمپ های جریان محوری با جریان بالا و فشار کم مشخص می شوند. آنها مایع را در جهتی موازی با محور پروانه بلند می کنند و اساساً مانند پروانه قایق عمل می کنند. فشار به طور کامل توسط حرکت رانش پره های پروانه ایجاد می شود

پروانه جریان محوری.

پمپ های جریان شعاعی با فشار بالا و جریان کم مشخص می شوند. آنها مایع را از مرکز پروانه شتاب می دهند و در امتداد پره های پروانه در زوایای قائم (به صورت شعاعی) به محور پمپ خارج می شوند. فشار به طور کامل توسط نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود

پروانه جریان شعاعی.

پمپ‌های جریان مختلط دارای ویژگی‌هایی از پمپ‌های جریان محوری و شعاعی، با جریان متوسط ​​و فشار متوسط ​​هستند. آنها مایع را با زاویه ای بیشتر از 90 درجه از محور پمپ خارج می کنند. فشار تا حدی توسط نیروی گریز از مرکز و تا حدی توسط عمل بلند کردن پروانه ایجاد می شود.

پروانه جریان مخلوط.

تصویر زیر نمونه ای بصری از چگونگی جریان مایع از میان این انواع مختلف پمپ ها را ارائه می دهد

مشخصات عملکرد

انتخاب پمپ گریز از مرکز با چند مشخصات کلیدی از جمله سرعت جریان، هد، توان و راندمان تعریف می شود.

نرخ جریان سرعتی را توصیف می کند که پمپ می تواند سیال را در سیستم حرکت دهد که معمولاً بر حسب گالن در دقیقه (gpm) بیان می شود. ظرفیت نامی یک پمپ باید با دبی مورد نیاز برنامه یا سیستم مطابقت داشته باشد.
فشار اندازه گیری نیرو در واحد سطح مقاومتی است که پمپ می تواند تحمل کند یا بر آن غلبه کند که بر حسب بار یا psi (پوند بر اینچ مربع) بیان می شود. مانند تمام پمپ های گریز از مرکز، فشار در پمپ های جریان محوری بر اساس وزن مخصوص سیال پمپاژ شده متفاوت است. به همین دلیل، هد بیشتر برای تعریف انرژی پمپ به این شکل استفاده می شود.
هد ارتفاع بالاتر از ورودی مکش است که پمپ می تواند سیال را بلند کند. این یک اندازه گیری میانبر برای مقاومت (فشار) سیستم است که مستقل از وزن مخصوص سیال است که به صورت ارتفاع ستون آب در فوت (ft) یا متر (m) بیان می شود.
هد مکش خالص مثبت (NPSH) تفاوت بین هد فشار راکد ورودی پمپ و هد فشار بخار است. NPSH مورد نیاز یک پارامتر مهم در جلوگیری از کاویتاسیون پمپ است.
توان خروجی که به آن اسب بخار آب نیز می گویند، توانی است که در واقع توسط پمپ به سیال می رسد و بر حسب اسب بخار (اسب بخار) اندازه گیری می شود.
توان ورودی که به آن اسب ترمز نیز می گویند، توانی است که باید به پمپ داده شود که بر حسب اسب بخار (hp) اندازه گیری می شود.
راندمان نسبت بین توان ورودی و خروجی است. این تلفات انرژی در پمپ (اصطکاک و لغزش) را محاسبه می کند تا مشخص کند چه مقدار از توان ورودی کار مفیدی انجام می دهد.

کاربردها

تعدادی از ویژگی ها و قطعات موجود است که برای پمپ های گریز از مرکز مهم است.

طراحی پروانه

طراحی پروانه نوع جریان را تعیین می کند و متغیر اصلی در طراحی پمپ است که بر عملکرد پمپ (یعنی ظرفیت و فشار آن) تأثیر می گذارد.

طرح های بسته به بهترین وجه برای پمپ های آب مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا پره ها برای بهترین عملکرد آب را کاملا محصور می کنند.
پروانه های باز و نیمه باز نسبت به طرح های بسته احتمال گرفتگی کمتری دارند و این باعث می شود که برای محیط های چسبناک تر مناسب تر باشند.
پروانه های گرداب دارای طراحی نیمه باز منحصر به فرد هستند که بهترین راه حل برای مواد جامد و "رینگی" برای جلوگیری از گرفتگی است، اما تا 50٪ کارایی کمتری نسبت به سایر طرح ها دارند.
پروانه های توربین پروانه های خاصی هستند که برای پمپ های توربین احیا کننده طراحی شده اند. این پمپ ها هد بالاتری تولید می کنند اما دبی کمتری مشابه پمپ های جابجایی دارند. 

برای یک بحث عمیق تر در مورد طراحی پروانه و سایر اجزای پمپ، به صفحه اجزای پمپ Taksaan.irمراجعه کنید.

موادومتریال

پمپ ها و اجزای مختلف آن از تعدادی مواد مختلف تشکیل شده اند. نوع رسانه، سیستم مورد نیاز و محیط اطراف، همه عوامل مهم در انتخاب مواد هستند.

برخی از رایج ترین مواد مورد استفاده در پمپ ها در زیر توضیح داده شده است:

• چدن استحکام کششی، دوام و مقاومت سایشی بالایی را مطابق با درجه بندی فشار بالا فراهم می کند.
• پلاستیک ها ارزان هستند و مقاومت زیادی در برابر خوردگی و حملات شیمیایی ایجاد می کنند.
• فولاد و آلیاژهای فولاد ضد زنگ محافظت در برابر خوردگی شیمیایی و زنگ زدگی را فراهم می کنند و مقاومت کششی بالاتری نسبت به پلاستیک دارند که مربوط به درجه فشار بالاتر است.
  
  سایر مواد مورد استفاده در ساخت پمپ عبارتند از: 
• آلومینیوم
• برنج
• برنز
• سرامیک

• آلیاژ نیکل
  هنگام انتخاب نوع مواد، تعدادی از ملاحظات وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.
   

• سازگاری شیمیایی - قطعات پمپ در تماس با رسانه های پمپ شده و افزودنی های افزودنی (تمیز کننده ها، محلول های نازک کننده) باید از مواد شیمیایی سازگار ساخته شوند که منجر به خوردگی یا آلودگی بیش از حد نشوند. برای انتخاب مناسب فلز هنگام برخورد با محیط های خورنده با یک متالورژیست مشورت کنید.
  ضد انفجار - مواد بدون جرقه برای محیط های عملیاتی یا رسانه هایی با حساسیت خاصی در برابر آتش گرفتن یا انفجار مورد نیاز است. برای اطلاعات بیشتر در مورد پمپ هایی که به طور خاص برای این کاربردها طراحی شده اند، به راهنمای انتخاب پمپ های ضد انفجار مراجعه کنید.
  سرویس بهداشتی- پمپ های صنایع غذایی و آشامیدنی به مهر و موم های با چگالی بالا یا پمپ های بدون سیل نیاز دارند که به راحتی تمیز و استریل شوند.
   سایش - پمپ هایی که ساینده ها را مدیریت می کنند به موادی با قابلیت پوشیدن خوب نیاز دارند. سطوح سخت و مواد مقاوم در برابر مواد شیمیایی اغلب ناسازگار هستند. پایه و مواد محفظه باید از استحکام کافی برخوردار باشند و همچنین بتوانند در برابر شرایط محیط کار خود مقاومت کنند.

منبع انرژی

پمپ ها را می توان توسط تعدادی از منابع مختلف برق هدایت کرد. رایج ترین آنها موتورهای الکتریکی هستند، اما بسیاری از انواع دیگر نیز وجود دارند.

• پمپ های برق متناوب بر روی یک نوع ولتاژ جریان متناوب (AC) کار می کنند که معمولاً از یک موتور AC استفاده می شود.
• پمپ های DC با ولتاژ جریان مستقیم (DC) معمولاً از یک موتور DC یا باتری کار می کنند.
• پمپ های هوا (پنوماتیک) با استفاده از یک منبع هوای فشرده تغذیه می شوند.
• پمپ های موتور احتراقی (بنزینی یا دیزلی) با استفاده از موتورهای بنزینی یا دیزلی تغذیه می شوند.
• پمپ های هیدرولیک توسط یک سیستم هیدرولیک تغذیه می شوند.
• پمپ های هیدرولیک توسط یک سیستم هیدرولیک تغذیه می شوند.
• پمپ های بخار با بخار تغذیه می شوند.
  
  ملاحظات کاربردی 
• طراحی پروانه - در حالی که یک سازنده پمپ معمولاً وظیفه انتخاب یا طراحی پروانه پمپ را بر عهده دارد، برای کاربردهای خاص (مثلاً انواع رسانه های خاص) پروانه باید به طور خاص انتخاب شود. برای مثال، ممکن است برای کار با دوغاب های ضخیم، مواد ساینده یا سایر مواد جامد پر از مواد جامد، طراحی تیغه/پروانه نوع آسیاب مورد نیاز باشد (برای اطلاعات بیشتر به راهنمای انتخاب پمپ های آسیاب مراجعه کنید).
• اتصالات ورودی و خروجی - دهانه های ورودی (مکش) و خروجی (تخلیه) پمپ باید متناسب با نیازهای سیستم اندازه گیری شوند. اتصالات لوله یا لوله مناسب نیز باید برای ایجاد اتصالات مناسب در نظر گرفته شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد انتخاب اتصالات، به راهنمای انتخاب اتصالات لوله و راهنمای انتخاب اتصالات لوله مراجعه کنید.
• ویسکوزیته رسانه - همانطور که قبلا ذکر شد، برای انتخاب پمپ مناسب باید خواص سیال پمپاژ شده و پیامدهای آن درک شود. به خصوص در پمپ های گریز از مرکز، ویسکوزیته محیط می تواند عملکرد پمپ را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. نمودار زیر نشان می دهد که چگونه تغییرات در ویسکوزیته (اندازه گیری شده در Saybolt Universal Seconds یا SSU) می تواند جریان و هد را کاهش دهد و نیاز به توان را افزایش دهد.

مرحله پمپ - مراحل تعداد مجموعه پروانه های یک پمپ گریز از مرکز را توصیف می کند که بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. هنگامی که فشار هد بالاتری مورد نیاز است، اجرای یک پمپ چند مرحله ای عموماً مقرون به صرفه تر از پمپ های تک مرحله ای پیچیده تر است.

سیستم پمپ دو مرحله ای

دما - دمای عملیاتی محدوده یا دمای محدودی را که پمپ می تواند در آن کار کند را مشخص می کند. پمپ هایی که در دمای خارج از محدوده کارکرد خود کار می کنند، مستعد سایش یا خرابی عملکرد هستند. خشک کردن پمپ یا بارگذاری آن با گشتاور بیش از حد می تواند دما را به سطوح بالاتری برساند و باعث گرم شدن بیش از حد شود.

منابع:

https://www.globalspec.com

خدمات ممحصولات مشابه

پمپ های DC

پمپ های DC از جریان مستقیم موتور، باتری یا انرژی خورشیدی برای جابجایی مایعاتی مانند اسیدها، مواد شیمیایی، روان کننده ها و روغن و همچنین آب، فاضلاب و آب آشامیدنی استفاده می کنند.

پمپ های دوز یادارویی

پمپ های دوز پمپ های سیال کم حجم با دبی های قابل کنترل هستند که برای تزریق مواد افزودنی به سیستم اختلاط یا پمپاژ استفاده می شوند.

پمپ های محرک مغناطیسی 

پمپ های محرک مغناطیسی پمپ های بدون مهر و موم هستند که از یک جفت مغناطیسی کواکسیال برای انتقال گشتاور به پروانه استفاده می کنند. یک موتور الکتریکی استاندارد مجموعه ای از آهنرباهای دائمی را هدایت می کند که بر روی یک حامل یا مجموعه درایو نصب شده اند.

پمپ های پلاستیکی

پمپ های پلاستیکی برای جابجایی سیالاتی طراحی شده اند که باعث خوردگی یا آسیب رساندن به انواع دیگر پمپ ها می شوند. آنها مقاومت شیمیایی گسترده ای را ارائه می دهند و نسبت به پمپ های فلزی کم هزینه تر و سبک تر هستند.

پمپ های جابجایی مثبت

پمپ های جابجایی مثبت از نیروی مکانیکی مانند چرخ دنده ها، مثانه ها، پیستون ها، پیستون ها یا دیافراگم ها برای فشار دادن مایع به داخل و خارج پمپ استفاده می کنند.

پمپ های بهداشتی

پمپ های بهداشتی برای انتقال و اندازه گیری محلول ها، دوغاب ها و کلوئیدهای مواد غذایی و کشاورزی در عملیات هایی مانند فرآوری مواد غذایی که نیاز به تمیزی دارند استفاده می شود. چهار نوع اصلی پمپ های بهداشتی وجود دارد: گریز از مرکز، جابجایی مثبت، جت و حمل هوایی.

پمپ های سرنگ تزریق

پمپ های سرنگ تزریق یا خروج فشار بالا و دقت بالایی را برای کاربردهایی مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) فراهم می کند. برای تحویل مقادیر دقیق مایع در فواصل زمانی خاص استفاده می شود.