پمپ | Pump

امروزه پمپ ها به طور عمده و گسترده در سراسر جهان در صنایع گوناگون برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

یک پمپ انواع مختلفی دارد که با توجه به نیازهای کاربردهای مختلف طراحی می شوند.

در این مقاله با پرگاران همراه باشید تا به طور دقیق به بررسی وتوضیح انواع پمپ ها و عملکرد آنها  و .. بپردازیم.

فهرست :

• پمپ چیست؟
• تاریخچه
• انواع
• کاربرد، مزایا ومعایب

پمپ چیست ؟

پمپ یک دستگاه ( وسیله ) مکانیکی است که برای انتقال سیالات ( مایع ها و گازها )  مختلف از یک مکان به مکان دیگر مورد استفاده قرار میگیرد.

این تجهیز سیالات را از سطوح پایین به بالا می برد و  همچنین در برخی موارد سیالات را از مناطق کم فشار به مناطق پرفشار منتقل می کند.

این تجهیز با تبدیل انرژی مکانیکی سیال به انرژی فشار (انرژی هیدرولیک) سیال را انتقال می دهد.

در واقع، Pump انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی مانند موتور میگیرد و به سیال مایعی که در حال عبور از آن است منتقل می کند. به دنبال انجام این کار انرژی سیال پس از خارج شدن از پمپ افزایش می یابد.

 از این وسیله مکانیکی برای انتقال و یا جابجایی سیال از یک نقطه به نقطه دیگر در یک سیستم لوله کشی ( پایپینگ)  و

یا هیدرولیک استفاده می شود .

تاریخچه

همه ی دستاورد ها و اختراعات بشر به سبب احساس نیاز، ساخته شدند.

تولید و ساخت پمپ هم با ایجاد احساس نیاز به انتقال آب باعث شد تا در مصریان باستان (حدودا 2 هزار سال قبل از میلاد مسیح) دست به ساخت این وسیله  مهم بزنند.

اختراع مصریان در واقع نوعی چرخ آبی بود که از عمق 6 متری به واسطه سطل‌هایی آب را جابه‌جا می‌کردند.

بعد از مصریان نوبت به یونان رسید تا ارشمیدس با ابداع، پیچ ارشمیدس نقش مهمی را در راه اختراع پمپ های رفت و برگشتی ایفا کرد.

در نهایت فرانسه و انگلیس نمونه‌ی اولیه پمپ های گریز از مرکز را اختراع و تولید کردند و در اواخر قرن 17، پمپ های سانتریفیوژ پیشرفته را معرفی کردند.

انواع پمپ

Pump ها یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع مختلف هستند به همین منظور دارای انواع محتلفی بر اساس کارکرد و ویژگی هستند .

از دیدگاه ویژگی کلی به دو دسته تقسیم بندی میشوند :

1- پمپ های جا به جایی مثبت (Positive displacement pumps ) :

در این نوع پمپ ها، قطعات و تجهیزات متحرک مثل (دنده ها، لوب ها، پیستون ها، و روتورها) سیال را از محفظه پمپ تخلیه میکنند و همزمان فشار هیدرولیک را افزایش می دهند.

 بنابراین، پمپ جابجایی مثبت،  فشار ایجاد نمی کند. فقط جریان سیال ایجاد می کند.

به عبارت بهتر انتقال انرژی به سیال دائمی نیست و مرتبا قطع و وصل می‌شوند و در هر دور کار این نوع پمپ آب، مقدار مشخصی از مایع و یا سیال پمپاژ می‌شود.

پمپ های جابجایی مثبت که حجم معینی را برای هر سیکل عملیاتی بالا می برند، می توانند به دو دسته اصلی

 رفت و برگشتی و دوار تقسیم شوند.

پمپ های رفت و برگشتی شامل :

• پیستونی
• دیافراگمی

در این مدل از پمپ ها نیرو و انرژی مورد نیاز برای تولید فشار مورد نیاز سیال توسط یک پیستون ایجاد می شود که با ایجاد مکش موجب کشیده شدن آب به درون سیلندر شده و سپس آب را به بیرون منتقل می کند.

 پمپ های دوار شامل :

• دنده ای ( Gear Pump )
• لوب ( Lobe Pump )
• پره ای ( Vane Pump )
• پیش رونده خلاء  ( Progressive Cavity Pumps )
• پیش رس (Peripheral Pumps)
• اسکرو (Screw Pumps)

این مدل از پمپ ها که جزو دسته ی پمپ های جابه جایی مثبت به شمار می روند، جابجایی توسط حرکت دورانی چرخ دنده، میل بادامک و یا پره ها صورت میگیرد.

مزایای Pump جابجایی مثبت

1- جریان قابل پیش بینی دقیق

از آنجایی که محفظه‌های داخل چنین پمپ‌هایی دارای حجم ثابتی هستند - جریان متناسب با سرعت است. محاسبات را می توان با درجه بالایی از دقت جریان تولید شده در هر دور انجام داد. این امکان تخمین خروجی یا جریان مورد انتظار پمپ را در یک دوره زمانی فراهم می کند.

2- کنترل ویسکوزیته گسترده

این طرح‌ها تحت تأثیر ویسکوزیته قرار نمی‌گیرند، به این معنی که باید ویسکوزیته با دما افزایش یابد، تجهیزات مورد استفاده با انواع سیالات متفاوت، یا مایعی که پمپاژ می‌شود، مانند یک سیال غیر نیوتنی رفتار کند.

3- فشار مداوم

این نوع واحدها فشار ثابتی را در فشارهایی تا چندین بار بالاتر از نقطه کار مورد نیاز ایجاد می کنند.

 در مقایسه با پمپ های گریز از مرکز که در آن فشار و جریان خاصی فقط در یک نقطه تولید می شود.

این موضوع می تواند در کاربردهایی که فشار تخلیه متفاوت است مفید باشد. مانند بارگیری تانکر، کاربردهای اسپری یا در کاربردهایی مثل اندازه گیری.

4- کاهش سایش و پارگی

پمپ های PD در مقایسه با پمپ های گریز از مرکز با سرعت کمتری کار می کنند. این سرعت کمتر امکان جابجایی مایعات ساینده یا جامد را فراهم می کند که در یک پمپ سانتریفیوژ قطعاتی را ساییده می کنند.

5- حفظ ویژگی های مایع

کاهش سرعت پمپ باعث می شود که پمپ ها بزرگ شوند، به این معنی که جریان یا فشار مورد نیاز یک برنامه کاربردی توسط واحدی که به کندی کار می کند برآورده می شود.

این موضوع، سایش را کاهش می دهد و تضمین می کند که مایع تحت تأثیر حرکت پمپاژ قرار نمی گیرد و ویژگی های خود را حفظ می کند. این امر به ویژه در مورد مایعاتی که غلیظ کننده برشی هستند، مانند شیرها، کرم ها، پلیمرها و ژل ها بسیار مهم است..

6- طرح های بدون لغزش

تمام پمپ ها دارای حداقل و حداکثر سطح ویسکوزیته هستند که حد ویسکوزیته ای است که برای کنترل آنها مهندسی و طراحی شده اند. اگر سیالات گرم شوند و ویسکوزیته آنها به سطحی کمتر از حد طراحی شده کاهش یابد، پمپ قادر به کنترل آن نخواهد بود و لغزش رخ می دهد.

لغزش پمپ جایی است که سیال در سر پمپ گردش می کند و باعث کاهش جریان و فشار تولید شده توسط پمپ می شود.  به این معنی است که سیال می تواند به گردش مجدد در داخل هد پمپ ادامه دهد و اگر تشخیص داده نشود می تواند بیش از حد گرم شود و باعث از کار افتادن آب بندی مکانیکی شود.

طرح های ضد لغزش پمپ های جابجایی مثبت موجود است. این طرح‌ها تضمین می‌کنند که هر چه ویسکوزیته سیال باشد، لغزش پمپ رخ نمی‌دهد

2- پمپ دینامیکی یا جابجایی غیر مثبت (Non Positive Displacement Pumps) :

این پمپ ها انرژی جنبشی را به طور متوالی و دائمی به سیال منتقل می‌کنند و طرز کار پمپ آب در این نوع از پمپ ها به این شکل است که انرژی جنبشی تولیدی داخل پمپ، به انرژی فشاری تبدیل می‌شود و سیال با سرعت و فشار زیادی از مجرای خروجی عبور می‌کند.

پمپ‌های دینامیکی را می‌توان بر اساس ابزاری که به وسیله آن افزایش سرعت به دست می‌آید تقسیم‌بندی کرد.

این نوع Pump دارای ویژگی هایی می باشد :

• انرژی مداوم
• تبدیل انرژی افزوده به افزایش انرژی جنبشی (افزایش سرعت)
• تبدیل افزایش سرعت (انرژی جنبشی) به افزایش هد فشار
• انتقال سیال با ویسکوزیته و فشار کم و دبی بالا
• بهره گیری از نیروی گریز از مرکز برای افزایش مایع درون پمپ

تفاوت عملی بین پمپ های دینامیک و جابجایی مثبت نحوه عملکرد آنها در شرایط شیر بسته است. پمپ های جابجایی مثبت به طور فیزیکی سیال را جابجا می کنند، بنابراین بستن یک شیر در یک پمپ جابجایی مثبت باعث ایجاد فشار مداوم می شود که می تواند باعث خرابی مکانیکی خط لوله یا پمپ شود..

پمپ های دینامیکی از این نظر متفاوت هستند که می توانند به طور ایمن تحت شرایط شیر بسته (برای مدت زمان کوتاه) کار کنند.

این پمپ ها از نظر عملکرد به دودسته تقسیم میشوند :

• خطی
• سانتریفیوژی

پمپ خطی :

در این مدل از پمپ | Pump سیال در همان سمتی که وارد پمپ می شود از همان سمت  نیز خارج می شود و تغییر جهتی ندارد. این پمپ ها با داشتن پروانه ای باز تنها برای تولید دبی های بالا در هد های پایین مناسب هستند.

 مانند مصارف کشاورزی برای جابجا کردن آب رودخانه به مزارع و باغ های کشاورزی .

پمپ های خطی در بیشتر اوقات ساختار عمودی دارند و می توانند از نوع اتصال مستقیم و یا Frame-Mounted باشند. فلنج های ورودی و  خروجی نسبت به یکدیگر در یک خط قرار دارند و در دو سمت مخالف پمپ قرار می گیرند.

 خطی از نوع گریز از مرکز هستند و با توجه به ظرفیت های مختلف در دو مدل خطی و زمینی تولید و استفاده میشوند.

دو نوع پمپ سیرکولاتور (circulator pump)  از نظر ساختاری به دو شکل تولید میشوند، چدن و استیل .

یکی از مزیت های مهم این پمپ ها این است که قادر به پمپاژ سیالات تا دمای 130 تا 100 درجه سانتی گراد می باشند.

پمپ سیرکولاتور یا پمپ گردشی نوع خاصی از پمپ است که برای گردش گازها ، مایعات یا دوغاب در مدار بسته استفاده می شود.

 آنها معمولاً در حال گردش آب در سیستم گرمایش یا سرمایش هیدرونیک یافت می شوند . از آنجایی که آنها فقط مایع را در یک مدار بسته به گردش در می‌آورند، فقط باید بر اصطکاک یک سیستم لوله‌کشی غلبه کنند (بر خلاف بلند کردن یک سیال از نقطه‌ای با انرژی پتانسیل پایین‌تر به نقطه‌ای با انرژی پتانسیل بالاتر).

پمپ های سیرکولاتور همانطور که در سیستم های هیدرونیک استفاده می شود معمولاً پمپ های گریز از مرکز با نیروی الکتریکی هستند .

پمپ سانتریفیوژ (Centrifugal Pump) :

  این پمپ های گریز از مرکز یا پمپ‌های سانتریفیوژ، متدوال ترین و پرکاربردترین پمپ ها در دنیا به شمار می‌ روند به این خاطر که عملکرد بسیار ساده‌ای دارند و برای تولید و ساخت آنها به هزینه پایینی نیاز است.

طریقه ی کار این پمپ‌ها به این صورت است که افزایش فشار از ورودی به سمت خروجی پمپ، موجب حرکت سیال می‌شود. این نیروی ایجاد کننده این فشار به کمک یک موتور الکتریکی تامین می‌شود که پروانه‌ای را به حرکت وادار می‌کند.

سیال به مرکز پروانه وارد و از لبه‌های آن خارج می‌شود. نیروی گریز از مرکز سبب افزایش سرعت و انرژی جنبشی سیال می‌شود.

کاربرد، مزایا و معایب

مزایای Pump دینامیک

• دارای اندازه های کوچک هستند.
• برای نصب به فضای کوچکی نیاز دارند.
• هزینه کمتر
• تعمیر و نگهداری یک Pump دینامیک در مقایسه با Pump جابجایی مثبت آسان تر است.
• آنها می توانند سیالات با ویسکوزیته کم تا متوسط را کنترل کنند.

معایب Pump دینامیک

• مشکلات ناهماهنگی محور.
• آسیب پروانه
• مشکلات آسیب حلقه مهر و موم.
• یاتاقان ها در اثر عبور بیش از حد خیلی سریع آسیب می بینند.

کاربردهای Pump دینامیک

• برای تامین آب از Pump های دینامیک استفاده می شود.
• این Pump ها به طور گسترده برای پمپاژ نفت خام استفاده می شوند.
• در صنایع شیمیایی
• برای کاربردهای تجاری و خانگی استفاده می کنند.
• در صنایع غذایی کاربرد دارند
• این Pump ها به طور گسترده در صنایع حفاظت از آتش استفاده می شود.
• از آنها برای تولید سلولز، پتروشیمی، هیدروکربن، رنگ و نوشیدنی استفاده می شود.

امیدوارم که از خواندن مقاله پمپ | Pump لذت برده باشید 

در صورت هر گونه سوال و یا پیشنهاد با مجموعه پرگاران تماس حاصل نمایید.