دسته بندی پمپ ها

   پمپ ها برحسب مکانیسم عملکرد آن به دو دسته تقسیم می شوند:

 الف) پمپ های جابجایی مثبت   Positive Displacement Pump

   در پمپ های جابجایی مثبت، مقدار معینی از مایع در لای دو قطعه گیر انداخته شده و سپس با جابجایی قطعه (یا قطعات) متحرک پمپ، مایع مورد پمپاژ تحت فشار خروجی از پمپ به خارج رانده می شود. در این پمپ ها، لقی (Clearance) بین قطعات متحرک (Pumping Elements) و پوسته (Casing) بسیار ناچیز بوده و لذا جابجایی مثبت خود به دو دسته تقسیم می شوند:

   الف) تناوبی Reciprocating

   ب) دورانی   Rotary

   استفاده از پمپ های جابجایی مثبت جنبه عمومی نداشته و فقط در شرایط ویژه ای مورد استفاده قرار می گیرند. بعنوان مثال در مواقعی که فشار خروجی بالا مورد نظر بوده و یا اینکه مایع مورد جابجایی دارای ویسکوزیته زیاد باشد، ترجیح داده می شود که از پمپ های دورانی استفاده شود. از سوی دیگر به علت حساسیت شدید دبی جریان در پمپ های گریز از مرکز به ارتفاع کلی موجود در سیستم، در مواردی که ثبات نسبی دبی در سیستم مورد نظر باشد، به علت تغییرات اندک دبی جریان در پمپ های جابجایی مثبت و عدم وابستگی نسبی آن به فشار سیستم، ترجیحاً باید از پمپ های جابجایی مثبت استفاده شود.

 ب) پمپ های گریزازمرکز   Centrifugal Pumps

   به علت ویژگی های مطلوب پمپ های گریز از مرکز امروزه بیش از 60% پمپ های مورد استفاده در دنیا از نوع گریز از مرکز می باشند. پمپ های گریز از مرکز جزء ماشین های جنبشی (Kinetic) بوده، چرا که در اثر حرکت دورانی پروانه (Impeller) انرژی جنبشی (سرعت) مایع بطور عمده و انرژی پتانسیل (فشار) آن بطور جزئی افزایش یافته، آنگاه بخش اعظمی از انرژی جنبشی اعمال شده در یک مجرای گشاد شونده به نام حلزونی (Volute) به انرژی پتانسیل تبدیل می شود. از آنجائیکه انرژی داده شده به مایع به سرعت آن بستگی دارد، لذا افزایش انرژی پتانسیل مایع، با دبی آنتغییر می کند. برهمین اساس، عملکرد پمپ ها با منحنی مشخصه آن (Pump Characteristic Curve) که معرف تغییرات دبی در مقابل مقاومت موجود در سیستم فشار یا ارتفاع (Head) می باشد نشان داده می شود.

 Untitled1.jpg

منحنی مشخصه انواع پمپ ها

   همانطوری که از شکل فوق پیداست، دبی پمپ های گریزازمرکز در مقابل تغییرات مقاومت موجود در سیستم به شدت تغییر نموده و بر همین اساس می توان ظرفیت آن را با تغییر مقاومت در سیستم کنترل کرد. حال آنکه دبی (ظرفیت) پمپ های جابجایی مثبت تقریباً ثابت بوده و هر چند که ظرفیت آن را نمی توان با تغییر مقاومت در سیستم تغییر داد، ولی در عوض ویژگی فوق اجازه می دهد تا در مواردی که لازم باشد، سیستم پمپاژ با ظرفیت تقریباً ثابت کار کرده و با تغییر شرایط موجود در سیستم، دبی پمپ تغییر چندانی نکند، پمپ های جابجایی مثبت (به ویژه پمپ های دیافراگمی) انتخاب مناسبی می باشند.

   پمپ های گریز از مرکز را می توان از نظر مکانیکی ماشینی ساده و از نظر هیدرولیکی ماشین پیچیده ای دانست که از قسمت هائی نظیر پروانه (Impeller) که در داخل پوسته یا پیچک Volute) یاCasing ) می چرخد، سیستم آب بند کننده (Sealing System)، یاطاقان ها (Bearings) و شافت (Shaft) تشکیل شده است.

   گشتاور داده شده به شافت از طریق تیغه های (Vanes) پروانه به مایع مورد پمپاژ منتقل شده و باعث افزایش سرعت مایع می گردد. ولی از آنجائی که هدف از بکارگیری پمپ ها افزایش فشار مایعات است و نه سرعت آن، بنابراین لازم است که حتی الامکان، انرژی جنبشی (سرعت) به انرژی پتانسیل (فشار) تبدیل شود. این امر در یک مجرای گشاد شونده به نام حلزونی (Volute) صورت می پذیرد. در شکل تغییرات سرعت مطلق مایع در مسیر جریان از درون پوسته پمپ (از دهانه مکش تا دهانه خروجی) نشان داده شده است.

   مایع مورد پمپاژ با سرعت کم و تحت تأثیر فشار مکش (عموماً فشار جو) وارد پروانه شده و با چرخش پروانه، شتاب، سرعت و تا حدودی فشار آن افزایش می یابد، به نحوی که در قسمت لبه تیغه ها (Vanes Tip) سرعت آن به حداکثر خود رسیده و بعد از خروج از پروانه، وارد پوسته شده و بتدریج سرعت آن کاهش و فشار آن افزایش می یابد. هر چند که راندمان پمپ های گریزازمرکز از پمپ های جابجائی مثبت کمتر می باشد ولی پایین بودن قیمت اولیه آن عیب فوق را می پوشاند. در بعضی از پمپ های جابجائی مثبت (بویژه پمپ های تناوبی) مایع خروجی از پمپ دارای ضربان (Pulse) است، ولی مایع خروجی از پمپ های گریزازمرکز دارای جریان پیوسته و یکنواخت بوده و فاقد ضربان می باشد.

Untitled12.jpg

تغییرات سرعت مطلق مایع در پوسته پمپ

   در طی 80 سال گذشته دامنه بهره برداری از پمپ های گریز از مرکز چه از نظر فشار و چه از لحاظ دبی قابل دسترس، گسترش وسیعی پیدا نموده است. بزرگترین پمپ گریز از مرکز با دبی 417600 متر مکعب در ساعت با ارتفاع 387 متر و توان مصرفی 410 مگا وات در Bath County امریکا در حال بهره برداری می باشد. در ایستگاه فضایی واقع در سیاتل امریکا از یک پمپ گریز از مرکز با دبی 3400 متر مکعب در ساعت با ارتفاع 56700 متر جهت تأمین سوخت مورد استفاده قرار می گیرد. این پمپ با سرعت دورانی 37000 دور در دقیقه و توان مصرفی 52 مگاوات در حال بهره برداری است. هر چند که دامنه بکارگیری از پمپ های گریز از مرکز در زمینه ظرفیت بسیار وسیع می باشد ولی نامحدود نیست.

   در یک جمع بندی کلی پمپ های گریز از مرکز برای دبی زیاد و ارتفاع کم تا زیاد و پمپ های جابجائی مثبت برای برای دبی کم و ارتفاع (فشار) زیاد مناسب می باشند.

 

اطلاعات تکميلي