پمپ گریز از مرکز

تصویری از یک پمپ سانتریفیوژ (گریز از مرکز)
پمپ گریز از مرکز (به انگلیسی: Centrifugal pump) مکانیزم کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است بدین صورت که مایع به مرکز پمپ و پای پره‌های پروانه وارد می‌شود. (در اثر کاهش فشار در این ناحیه) پروانه توسط الکتروموتور با سرعت بالا دوران می‌کند و مایع قرارگرفته در بین پره‌های پروانه همراه با آن به دوران در می‌آید لذا انرژی جنبشی آن افزایش می‌یابد و در اثر نیروی گریز از مرکز به طرف خارج پرتاب می‌شود و پوسته پمپ را پر از سیال می‌کند. در نهایت انرژی جنبشی مایع به دلیل طراحی خاص مجرای خروجی پمپ به انرژی پتانسیل فشار تبدیل می‌گردد.
تصویری از یک پمپ سانتریفیوژ (گریز از مرکز)
مزایا پمپ‌های گریز از مرکز
ساختار و روش تولید ساده
قیمت ارزان
تولید فشار یکنواخت
از نظر جنس پروانه و محفظه، تنوع زیادی دارند.
هزینه تعمیر و نگهداری کمی دارند.
با تراشیدن پروانه آن‌ها می‌توان عملکرد آن‌ها را تغییر داد.
چون می‌توانند در دورهای بالا کار کنند امکان اتصال مستقیم به موتور الکتریکی را دارند.
گذر حجمی سیال در آن‌ها یکنواخت می‌باشد و چنانچه لوله خروجی مسدود یا تنگ شود، فشار زیادی ایجاد نخواهد کرد که به پمپ آسیب برساند در نتیجه زیر بار نمی‌مانند.
معایب پمپ گریز از مرکز
این پمپ‌ها هد پایینی دارند.
در دبی‌های بالا راندمان آن‌ها سریعا افت می‌کند.
این پمپ‌ها خود آب‌بند نیستند لذا نیاز به آب‌بندی دارند.
بازده بالا در محدوده کمی از شرایط عملکرد پمپ امکان‌پذیر است.
نمی‌توانند سیالات با ویسکوزیته بالا را به صورت موثر پمپ کنند.
برای افزایش فشار مایعات استفاده می‌شود. این پمپ ممکن است، یک یا چند طبقه، تک مکشه، محفظه با برش شعاعی، مخصوص نصب عمودی. در مواردی بسته به تعداد طبقات و اندازه موتور می‌تواند به صورت افقی یا مایل نیز نصب شود. پروانه‌ها به صورت جریان شعاعی یا مختلط بوده و قابل تراش می‌باشند. محفظه طبقات پمپ‌های جریان شعاعی توسط بست طبقات و محفظه طبقات پمپ‌های جریان مختلط توسط پیچ‌های دو سر به یکدیگر متصل می‌شوند. محفظه مکش بین موتور و پمپ توسط صافی مکش پمپ را در مقابل ذرات درون آب محافظت می‌کند. این نوع پمپ‌ها معمولا دارای سوپاپ یکطرفه می‌باشند.
کاربردها
جهت انتقال آب تمیز در مصارف آبیاری، سیستم‌های آبیاری بارانی، ایستگاه‌های تقویت فشار، تامین آب اضطراری، زه‌کشی آب‌های زیر زمینی، تاسیسات تصفیه آب، مصارف شستشوی صنعتی و سیستم‌های آتش‌نشانی
در معادن و آب‌نماها بکار می‌رود. میزان مجاز شن در آب مورد پمپاژ ۲۰ گرم بر متر مکعب می‌باشد.
منحنی‌های عملکرد
منحنی‌های عملکرد پمپ رابطه بین هد و توان مصرفی و راندمان و NPSH بر حسب تغییرات دبی می‌باشد. در اصل این منحنی مکان هندسی نقاطی است که پمپ در آن شرایط می‌تواند کار کند.
منحنی هد و دبی
در پمپ‌های گریز از مرکز دبی و هد نسبت به هم رابطه معکوس دارند و با افزایش دبی هد پمپ کم می‌شود. منحنی‌های هد و دبی می‌تواند به شکل‌های مختلفی وجود داشته باشد.
منحنی صعودی (به انگلیسی: RISING)در این پمپ‌ها با افزایش هد پمپ دبی پیوسته کاهش می‌یابد.
منحنی نزولی (به انگلیسی: DROOPING)در این پمپ‌ها حداکثر هد پمپ در نقطه دبی صفر اتفاق نمی‌افتد.
منحنی تیز (به انگلیسی: STEEP)در این پمپ‌ها تغییرات هد بین نقطه دبی برابر صفر و نقطه راندمان ماکزیمم پمپ زیاد است.
منحنی تخت (به انگلیسی: FLAT)در این پمپ‌ها تغییرات هد پمپ نسبت به تغییرات دبی ناچیز می‌باشد و گاهی در قسمتی از منحنی هد تقریبا ثابت است.
منحنی پایدار(به انگلیسی: STABLE)در این پمپ‌ها همواره به ازا هد پمپاژ یک دبی وجود دارد و اگر خطی از هر هد دلخواه موازی محور دبی رسم کنیم صرفا در یک نقطه منحنی را قطع می‌کند.
منحنی نا پایدار (به انگلیسی: UNSTABLE) در این پمپ‌ها ممکن است به ازاء هد پمپاژ بیش از یک دبی موجود باشد. یعنی اگر خطی از هر هد دلخواه موازی محور دبی رسم کنیم ممکن است در بیش از یک نقطه منحنی را قطع کند.
منحنی توان مصرفی
منحنی توان مصرفی رابطه بین دبی پمپاژ و توان مصرفی پمپ را نشان می‌دهد و می‌تواند به دو شکل باشد.
با بار اضافی (به انگلیسی: OVERLOADING)چنانچه با افزایش دبی به‌طور مستمر توان مصرفی پمپ شکل صعودی داشته باشد به آن منحنی بار بار اضافی اطلاق می‌شود.
بدون بار اضافی (به انگلیسی: NO OVERLOADING)چنانچه با افزایش دبی به‌طور مستمر توان مصرفی پمپ شکل صعودی نداشته باشد به آن منحنی بدون بار اضافی اطلاق می‌شود.
منحنی راندمان
منحنی راندمان پمپ از شروع تا انتهای نقطه کارکرد پمپ شامل تغییراتی است که توسط شرکت سازنده هر پمپ ارائه می‌شود. راندمان در محدوده‌ای از منحنی هد و دبی به حداکثر خود می‌رسد که به آن BEP بهترین نقطه راندمان اطلاق می‌شود(به انگلیسی: BEP Best Efficiency point).
منحنی ارتفاع مکش مثبت خالص
ارتفاع مکش مثبت خالص (به انگلیسی: NPSH Net Positive Suction Head)این منحنی ارتفاع مکش مثبت خالص مورد نیاز پمپ را در دبی‌های مختلف نشان می‌دهد. برای جلوگیری از بروز کاویتاسیون می‌بایست ارتفاع مکش مثبت خالص سیستم از ارتفاع مکش مثبت خالص مورد نیاز پمپ بیشتر باشد.
نقطه عملکرد پمپ گریز از مرکز
پمپ‌های گریز از مرکز می‌توانند در شرایط مختلفی از نظر دبی و هد (تمامی نقاطی که روی منحنی دبی-هد پمپ قرار دارند) کار کنند. به نقطه خاصی از نظر دبی و هد که پمپ در آن کار می‌کند، نقطه عملکرد پمپ گفته می‌شود که توان الکترموتور، بازده و مقدار ارتفاع مکش مثبت خالص را تعیین می‌کند. این نقطه از تقاطع منحنی سیستم با منحنی عملکرد پمپ بدست می‌آید.
روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز
روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های سانتریفیوژ عبارتند از:
قوانین تشابه قطر پروانه
تغییرات دبی با نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است
قوانین تشابه دور پمپ
تغییرات دبی با نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات دور متناسب است تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات دور متناسب است
جستارهای وابسته
پمپ
پمپ جریان محوری
پمپ شناور
پمپ هیدرولیک
منابع
"""پمپ و پمپاژ کاربردی""". نشر نوآور تالیف = علی فاضل - پیمان ابراهیمی.
""" مرجع کاربردی بویلرهای آبگرم و بخار صنعتی """. نشر نوآور تالیف = علی فاضل - پیمان ابراهیمی.
برای بازشدن صفحه را لمس کنید
مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Centrifug نمی‌مانند.
معایب پمپ گریز از مرکز
این پمپ‌ها هد پایینی دارند.
در دبی‌های بالا راندمان آن‌ها سریعا افت می‌کند.
این پمپ‌ها خود آب‌بند نیستند لذا نیاز به آب‌بندی دارند.
بازده بالا در محدوده کمی از شرایط عملکرد پمپ امکان‌پذیر است.
نمی‌توانند سیالات با ویسکوزیته بالا را به صورت موثر پمپ کنند.
برای افزایش فشار مایعات استفاده می‌شود. این پمپ ممکن است، یک یا چند طبقه، تک مکشه، محفظه با برش شعاعی، مخصوص نصب عمودی. در مواردی بسته به تعداد طبقات و اندازه موتور می‌تواند به صورت افقی یا مایل نیز نصب شود. پروانه‌ها به صورت جریان شعاعی یا مختلط بوده و قابل تراش می‌باشند. محفظه طبقات پمپ‌های جریان شعاعی توسط بست طبقات و محفظه طبقات پمپ‌های جریان مختلط توسط پیچ‌های دو سر به یکدیگر متصل می‌شوند. محفظه مکش بین موتور و پمپ توسط صافی مکش پمپ را در مقابل ذرات درون آب محافظت می‌کند. این نوع پمپ‌ها معمولا دارای سوپاپ یکطرفه می‌باشند.
کاربردها
جهت انتقال آب تمیز در مصارف آبیاری، سیستم‌های آبیاری بارانی، ایستگاه‌های تقویت فشار، تامین آب اضطراری، زه‌کشی آب‌های زیر زمینی، تاسیسات تصفیه آب، مصارف شستشوی صنعتی و سیستم‌های آتش‌نشانی
در معادن و آب‌نماها بکار می‌رود. میزان مجاز شن در آب مورد پمپاژ ۲۰ گرم بر متر مکعب می‌باشد.
یکی از انواع پمپ‌های گریز از مرکز مپ استخری می‌باشد که دارای دبی زیاد و هد کم می‌باشند. پمپ تصفیه استخر آب استخر را از راه دریچه‌های کف استخر بهمراه گریل‌ها یا اسکیمر مکش نموده و با ایجاد فشار، آن را از تجهیزات تصفیه آب مانند فیلتر تصفیه استخر، تجهیزات گندزدایی و سیستم گرمایشی عبور داده و در نهایت توسط نازل‌ها مجددا به استخر باز میگرداند.1
منحنی هد و دبی
در پمپ‌های گریز از مرکز دبی و هد نسبت به هم رابطه معکوس دارند و با افزایش دبی هد پمپ کم می‌شود. منحنی‌های هد و دبی می‌تواند به شکل‌های مختلفی وجود داشته باشد.
منحنی صعودی در این پمپ‌ها با افزایش هد پمپ دبی پیوسته کاهش می‌یابد.
منحنی نزولی در این پمپ‌ها حداکثر هد پمپ در نقطه دبی صفر اتفاق نمی‌افتد.
منحنی تیز در این پمپ‌ها تغییرات هد بین نقطه دبی برابر صفر و نقطه راندمان ماکزیمم پمپ زیاد است.
منحنی تخت در این پمپ‌ها تغییرات هد پمپ نسبت به تغییرات دبی ناچیز می‌باشد و گاهی در قسمتی از منحنی هد تقریبا ثابت است.
منحنی پایداردر این پمپ‌ها همواره به ازا هد پمپاژ یک دبی وجود دارد و اگر خطی از هر هد دلخواه موازی محور دبی رسم کنیم صرفا در یک نقطه منحنی را قطع می‌کند.
منحنی نا پایدار در این پمپ‌ها ممکن است به ازاء هد پمپاژ بیش از یک دبی موجود باشد. یعنی اگر خطی از هر هد دلخواه موازی محور دبی رسم کنیم ممکن است در بیش از یک نقطه منحنی را قطع کند.
منحنی توان مصرفی
منحنی توان مصرفی رابطه بین دبی پمپاژ و توان مصرفی پمپ را نشان می‌دهد و می‌تواند به دو شکل باشد.
با بار اضافی چنانچه با افزایش دبی به‌طور مستمر توان مصرفی پمپ شکل صعودی داشته باشد به آن منحنی بار بار اضافی اطلاق می‌شود.
بدون بار اضافی چنانچه با افزایش دبی به‌طور مستمر توان مصرفی پمپ شکل صعودی نداشته باشد به آن منحنی بدون بار اضافی اطلاق می‌شود.
منحنی راندمان
منحنی راندمان پمپ از شروع تا انتهای نقطه کارکرد پمپ شامل تغییراتی است که توسط شرکت سازنده هر پمپ ارائه می‌شود. راندمان در محدوده‌ای از منحنی هد و دبی به حداکثر خود می‌رسد که به آن BEP بهترین نقطه راندمان اطلاق می‌شود.
منحنی ارتفاع مکش مثبت خالص
ارتفاع مکش مثبت خالص این منحنی ارتفاع مکش مثبت خالص مورد نیاز پمپ را در دبی‌های مختلف نشان می‌دهد. برای جلوگیری از بروز کاویتاسیون می‌بایست ارتفاع مکش مثبت خالص سیستم از ارتفاع مکش مثبت خالص مورد نیاز پمپ بیشتر باشد.
نقطه عملکرد پمپ گریز از مرکز
پمپ‌های گریز از مرکز می‌توانند در شرایط مختلفی از نظر دبی و هد (تمامی نقاطی که روی منحنی دبی-هد پمپ قرار دارند) کار کنند. به نقطه خاصی از نظر دبی و هد که پمپ در آن کار می‌کند، نقطه عملکرد پمپ گفته می‌شود که توان الکترموتور، بازده و مقدار ارتفاع مکش مثبت خالص را تعیین می‌کند. این نقطه از تقاطع منحنی سیستم با منحنی عملکرد پمپ بدست می‌آید.
روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز
روابط تشابهی حاکم بر پمپ‌های سانتریفیوژ عبارتند از:
قوانین تشابه قطر پروانه
تغییرات دبی با نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است
تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است
تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات قطر پروانه متناسب است
قوانین تشابه دور پمپ
تغییرات دبی با نسبت تغییرات دور متناسب است
تغییرات هد با مربع نسبت تغییرات دور متناسب است
تغییرات توان با مکعب نسبت تغییرات دور متناسب است
پمپ
پمپ جریان محوری
پمپ شناور
پمپ هیدرولیک