پمپ دستگاهی است که مایعات یا گاهی اوقات دوغاب را با عمل مکانیکی که معمولاً از انرژی الکتریکی به انرژی هیدرولیک تبدیل می شود، حرکت می دهد. پمپ آب معمولاً در محل های ساختمانی برای آبگیری یا جا به جایی آب اضافی انباشته شده استفاده می شود. آب می تواند به دلیل بارش شدید باران یا بالا آمدن سطح آب های زیرزمینی باشد و وجود پمپ این امکان را به شما می دهد که به سرعت آب را برای جلوگیری از آسیب های احتمالی جا به جا کنید. پمپ های آب مناسب برای این کار به دو صورت عرضه می شوند و می توانند برقی، گاز سوز، هیدرولیک یا دستی باشند.
دو نوع اصلی پمپ آب وجود دارد
پمپ سانتریفیوز یا گریز از مرکز: پمپ سانتریفیوز یا گریز از مرکز از یک پروانه چرخشی برای انتقال آب به داخل پمپ و تحت فشار قرار دادن جریان تخلیه استفاده می کند. پمپ های گریز از مرکز انواع مختلفی دارند، که شامل پمپ استاندارد، پمپ زباله و پمپ کفکش می شود. همه مایعات را می توان با استفاده از پمپ آب گریز از مرکز، حتی با ویسکوزیته پایین پمپاژ کرد. این پمپ ها به خوبی با مایعات رقیق و آبکی کار می کنند و میزان دبی بالایی را ارائه می دهند.
پمپ آب جابجایی مثبت: پمپ آب جابجایی مثبت مقدار ثابت جریان را از طریق انقباض مکانیکی و انبساط دیافراگمی ارائه می دهد. پمپ جابجایی مثبت در بسیاری از صنایع که مایعات با ویسکوزیته بالا را کنترل و مدیریت می کنند و ممکن است جامدات حساس وجود داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد. آنها برای کارهایی که نیاز به ترکیبی از جریان کم و فشار بالا دارند توصیه می شوند.
نکاتی که باید در مورد پمپ آب سانتریفیوژ بدانید
پمپ سانتریفیوژ در بسیاری از کارهای ساختمانی و سیستم های آبیاری و حتی آبگیری مورد استفاده قرار می گیرند. از آنها برای پمپاژ منابع آب در ساختمان ها به کار گرفته می شود و با سیستم های پنوماتیک و جایی که نیاز به ارتفاع مکش نیست سازگار هستند. همچنین از آنها برای پمپاژ آب چاه های خانگی و افزایش فشار آب در خطوط لوله های آب مصرفی استفاده می شود. پمپ سانتریفیوژ می توانند منبع فشار مداوم برای سیستم های حفاظت در مقابل آتش سوزی را تأمین کنند و آنها می توانند به عنوان پمپ های مخزن در تنظیمات عمودی یا افقی عمل کنند.
پمپ سانتریفیوژ مستعد چندین مشکل رایج است. برخی از پمپ ها ممکن است برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد ناشی از جریان کم، به مایع چرخشی نیاز داشته باشند. پمپ های سانتریفیوژ برای کارکرد بهتر باید آماده کار شوند یا با مایع پمپاژ پر شوند. هنگامی که هد مکش مثبت یک سیستم برای پمپ انتخاب شده بسیار پایین باشد، این کار منجر به کاویتاسیون می شود، یعنی شرایطی که حباب های هوا در نزدیکی پروانه ایجاد می شود و منجر به ایجاد موج شوک در داخل پمپ می شود. در نهایت، سایش پروانه پمپ می تواند با جامدات معلق موجود در مایع بدتر شود.
ملاحظات مربوط به جابجایی مثبت پمپ های آب
پمپ های آب با جابجایی مثبت، که گاهی اوقات پمپ های دوار نیز نامیده می شوند، با توجه به این واقعیت که آنها هوا را از خطوط خارج می کنند بسیار کارآمد هستند. این پمپ ها در ارتباط با مایعات با ویسکوزیته بالا نیز موثر هستند.
اشکال اصلی پمپ های جابجایی مثبت این است که آنها نیاز به فاصله بسیار کمی بین پمپ چرخشی و لبه بیرونی واحد دارند. در نتیجه، چرخش باید با سرعت بسیار کند انجام شود. اگر پمپ با سرعت بیشتری کار می کند، مایعات می توانند فرسایش یافته و در نهایت بازده پمپ آب را کاهش دهند.
ویژگی ها و مشخصات پمپ آب
هنگام انتخاب پمپ آب برای ساخت و ساز، چندین عامل مهم باید در نظر گرفته شود:
قدرت: شامل سرعت جریان و اسب بخار
مواد: مواد مقاوم در برابر آب و هوا برای برنامه هایی که در معرض آسیب دیدگی هستند
نوع موتور/نوع سوخت: برقی، گازی، دیزل، هیدرولیک یا دستی
هد: هد تخلیه، یا حداکثر توان پمپ، مناسب برای برنامه مورد نظر
انرژی فشاری (هد انرژی فشاری)
فشار عبارت است از مقدار نیرویی كه توسط سیال بر واحد سطح اعمال می‌شود كه مقدار این نیرو در تمام جهات یكسان است. همچنین می‌توان آن را برحسب ارتفاع ستونی از مایع تعریف كرد.
مقدار فشار برای یك سیستم لوله كشی توسط فشارسنج‌ها اندازه‌گیری می‌شود ولی برای اندازه گیری دقیق‌تر می‌توان با استفاده از یك لوله پیتوت كه سیال با چگالی هوا مناسبی در آن ریخته شده است (بیشتر از چگالی مایع داخل لوله) بصورت زیر آن را اندازه گیری كرد كه میزان اختلاف ارتفاع بین لوله‌ها نشانگر هد فشار خواهد بود كه برحسب واحد اندازه‌گیری (میلیمتر یا سانتیمتر) ارتفاع ستون مایع است.
انرژی جنبشی سیال (هد انرژی جنبشی)
عبارت است از سرعتی كه سیال با آن درحال حركت است و به عنوان هد دینامیكی محسوب می‌شود و در محاسبه فرمول فیزیکی آن (V) سرعت سیال برحسب متر بر ثانیه و (g) شتاب ثقل زمین برحسب متر بر مجذور ثانیه است كه مقدار هد برحسب متر ستون مایع بدست می‌آید.
توضیح: برای اندازه‌گیری فلوی جریان عبوری از یك لوله می‌توان با استفاده از اندازه‌گیری هد دینامیكی و بدست آوردن سرعت سیال و با دانستن سطح مقطع، مقدار فلوی جریان را بدست آورد.
انرژی پتانسیل (هد انرژی پتانسیل)
این نوع انرژی در اثر اختلاف سطح مایع از یك سطح مبنا (سطح كره زمین) حاصل می‌شود. مانند آبی كه در داخل یك تانك ذخیره شده و با بازكردن ولو به علت دارا بودن انرژی پتانسیلی كه دارد از آن خارج می‌شود كه مقدار انرژی نهفته در سیال براساس ارتفاع مایع ازسطح زمین بیان می‌شود و واحد آن برحسب متر است.
هد Head كلی پمپ آب
با توجه به‌‌این كه فشار مایعات بسته به چگالی آنها (سبكی و سنگینی مایع) تغییر می‌كند معمولا فشار خروجی پمپ را غالبا برحسب ارتفاع ستونی از مایع (آب) بیان می‌كنند به عنوان مثال ده متر ستون آب كه معادل 76 سانتیمتر ستون جیوه است، كه شامل مجموع انرژی‌های جنبشی و فشاری است كه پمپ روی سیال اعمال می‌كند تا مایع در لوله خروجی به آن ارتفاع بالا رود.
هد کلی پمپ (ارتفاعی که سیال در خروجی پمپ می‌تواند تا آن ارتفاع توسط پمپ انتقال یابد) علاوه بر مشخصات مکانیکی و توان الکتریکی پمپ به وزن مخصوص و غلظت سیال نیز بستگی دارد.
بیشتر بدانید:
طبقه بندی پمپ‌ها
پمپ‌ها ازلحاظ نحوه و اصول كار به سه دسته كلی زیرتقسیم بندی می‌شوند:
الف) پمپ جنبشی:Dynamic Pump اساس كار اين نوع پمپ براساس افزودن انرژی جنبشی به مايعات است كه اين انرژی در غالب سرعت يا حركت دادن مايع از طريق مكانيزم پمپ كه پروانه‌ها هستند انجام مي‌شود كه مقداري از انرژي جنبشي توليد شده در داخل پمپ و مقداري ديگر نيزدر مجرای خروجي پمپ (بر اساس ساختمان آن) به انرژی فشاری تبديل می‌شود.اين نوع پمپ‌ها در دسته های كلی زير طبقه‌بندی می‌شوند:
پمپهای سانتریفیوژ یا گريز از مركز Centrifugal Pump
پمپهای جريان مخلوط Mixed Flow Pump
پمپهای جريان محوری Axial Flow Pump
پمپهای محيطی Peripheral Pump
ب) پمپ جابجائی مثبت:Positive Displacement Pumps پمپ جابجائی مثبت؛ به پمپ‌هایی اطلاق می‌شود كه در هر كورس كاری كه انجام می‌دهند مقدار مشخصی از مایع را پمپاژ می‌كنند و مقدار مایع پمپاژ شده رابطه مستقیم با تعداد كورس‌های انجام شده دارد. این گروه از پمپ‌ها معمولا جهت پمپاژ و جابجایی سیال‌ها با ویسکوزیته بالا یا برای ایجاد فشار‌های بالا و دبی محدود مورد استفاده قرار می‌گیرند. پمپهای نوع جابجائی مثبت به دو دسته اصلی طبقه بندی می‌شوند:
پمپ رفت وبرگشتی Reciprocating Pumps
پمپ پیستونی Piston Pump
پمپ پلانجری Plunger Pump
پمپ دیافراگمی Diaphragm Pump
·پمپ دوار :Rotary Pump اساس كار این نوع پمپ‌ها بر پایه حركت چرخشی دائمی یك یا چند رتور در داخل یك محفظه است كه با چرخش رتور مایع از طرف ورودی مکیده Suction بطرف خروجی تخلیه Discharge پمپ هدایت یا رانده می‌شود. این پمپ‌ها به دودسته كلی زیرطبقه بندی می‌شوند:
پمپهای تك محوری Single Rotor :
پمپ پره‌‌ای Vane Pump
پمپ پیستونی Piston Pump
پمپ ارتجاعی Flexible Member Pump
پمپ لغزشی Peristaltic Pump
پمپ پیچی Screw Pump
پمپ چند محوری: Multiple Rotor
پمپ نوع چرخ دنده‌‌ای :Gear Pump این نوع از پمپ‌ها نیز جز پمپهای دوار جابجائی مثبت طبقه بندی می‌شوند كه به دلیل كم بودن فاصله بین چرخ دنده‌ها و بدنه حركت مایع در داخل پمپ از طرف ورودی كه حجم داخل محفظه پمپ زیاد به سمت خروجی كه محفظه حجم كمتری دارد رانده می‌شود. در هنگامی كه چرخ دنده‌ها از مقابل فضای ورودی عبور می‌كنند مقداری مایع بین دنده‌ها محبوس می‌شود و در جهت چرخش دنده‌ها که در جهت عكس همدیگر است بطرف خروجی رانده می‌شود. چون كلرنس یا لقی بین چرخ دنده‌ها و محفظه پمپ بسیار كم است مایع اجبارا بطرف خروجی پمپ هدایت می‌شود. در هر دور گردش چرخ دنده مقدار معینی مایع جابجا می‌شود و جریان سیال یكنواخت را بوجود می‌آورد.
ج) پمپ مخصوص Special Pumps
لوب پمپ:Lobe Pump عملآ از این نوع پمپ ها برای سرویس های خدمات و کاربری های بهداشتی مثلا صنایع غذایی و صنایع نوشیدنی استفاده می‌شود.باید توجه داشت كه نباید در حالی كه لوله خروجی این نوع پمپ‌ها بسته است آنها را راه اندازی كرد زیرا باعث بالارفتن فشار بیش ازحد در خروجی پمپ شده و به همین علت تعبیه یك شیر اطمینان در خروجی آنها ضرورت دارد. این نوع پمپ‌ها در تمام شاخه‌های صنعت بكار می‌روند زیرا دارای راندمان، استحكام و قابلیت اطمینان خوبی بوده و توانایی پمپ كردن مواد خورنده و در بعضی موارد مواد شیمیایی خورنده را نیز دارند.
پمپ پیچی :Screw Pump این نوع از پمپ ها دارای محور متحركی هستند كه به شكل پیچ ساخته شده و در داخل یك محفظه استوانه‌‌ای شكل می‌چرخد و فاصله بین پیچ (رتور) و بدنه آنها بسیار ناچیز است كه این امر سبب كاهش نشتی های داخلی پمپ می گردد و اصول كار آنها بسیار شبیه به پیچ های چرخ گوشت است كه با حركت چرخشی خود مواد را به سمت جلو حركت می‌دهد و باعث ایجاد فشار در خروجی پمپ می‌شود.پمپ های پیچی را می‌توان به دو دسته تقسیم كرد:
پمپ پیچی (پمپ پیچی (Single Screw Pump پمپ پیچی شامل یك پیچ حلزونی فلزی بلند ممتد است كه روی یک محور قرار داده (تعبیه) شده است و با كلرنس (لقی) كمی در داخل یك محفظه یا بدنه (با مقطع دایره) دوران میکند. طرح های جدید پمپ پیچی به منظور بالا بردن آب و سایر مایعات کاربرد دارند و دارای راندمانی تا حدود %75 می باشند. پمپ های پیچی با قطرهای متفاوت و متنوعی ساخته می‌شوند که ظرفیت جابجایی آنها از ظرفیت های پایین تا GPM 80000 نیز می رسد. در شرایطی كه محدودیت قطر وجود داشته باشد برای افزایش ظرفیت پمپاژ می توان از چند پمپ بصورت موازی استفاده كرد. دور این نوع پمپ ها بر اساس اندازه پمپ طراحی می‌شود.
پمپهای چند پیچی با دو پیچ یا بیشتر :Multi Screw Pump در پمپهای چند پیچه دو یا چند پیچ در داخل بدنه قرار می گیرند بطوری كه در بعضی از طراحی ها پیچ ها با هم درگیر می‌شوند و حركت می‌كنند ولی در انواع طراحی های دیگر حركت رتور ها توسط چرخ دنده های انتقال دهنده و تنظیم كننده Timing Gear انجام می شود كه در این نوع طراحی باید حتما لقی مشخص و معینی بین پیچ ها وجود داشته باشد تا در حین چرخش با همدیگر تماس نداشته باشند.در پمپ های نوع پیچی نیز به علت اختلاف فشاری كه بین ورودی و خروجی هر كدام از پیچ ها وجود دارد باعث ایجاد یک نیروی محوری روی رتورها می‌شود كه جهت آن از طرف خروجی به طرف ورودی پمپ می باشد كه درصورتی كه فشار پمپ بالا باشد نیروی بسیار قابل ملاحظه ای بوجود می‌آید كه در صورتی كه این نیرو کنترل خنثی نشود می‌تواند باعث حركت رتورو تماس آن با بدنه و ایجاد اصطکاک و سایش شود. در پمپ های پیچی بالانس نشده این نیرو باید توسط یاتاقان های پمپ خنثی شود ولی در پمپ های پیچی بالانس شده ( از نظر نیروی محوری ) كه دو پیچ مختلف الجهت متقارن روی یک محور تعبیه می‌شود نیروی محوری ایجاد شده در یک طرف محور با نیروی نظیر در طرف دیگر خنثی می‌شود. دراین نوع پمپ ها معمولا مایع از دو طرف وارد رتور شده و از مركز آن خارج می‌شود (عكس آن نیز امكان پذیر است) ولی سعی براین است كه مایع از طرفین رتورها وارد پمپ شود و از وسط آنها خارج شود تا فشار روی پكینگ ها ( آب بندها ) فشار ورودی پمپ باشد زیرا عكس این حالت باعث اعمال فشار خروجی روی سیستم آب بندی پمپ می‌شود و باعث كاهش طول عمر مكانیكال سیل یا پكینگ و خرابی زودرس آنها می‌شود.
پمپ پیستون دوار Circumferfntical Piston Pump
پمپ پیچشی خارج از مركزی:Eccentric Helical Rotor این نوع پمپ ها از یک رتور فلزی به شکل پیچ یک راهه كه بصورت خارج از مركز در داخل یک بدنه قابل ارتجاع (Flexible Member Pumps) می چرخد تشكیل شده‌اند. رتور در تمام مقاطع دارای مقطع دایره ای یكنواخت است که قطر آن بیش تر از قطر داخلی بدنه است از این رو بین آنها یک تماس یا انطباق پرسی و تحت فشار وجود دارد (Interference Fit) كه این حالت باعث ایجاد یک دیواره حایل در مقابل فرارونشتی های داخلی مایع شده و با تداوم گردش رتور، مایع را به سمت خروجی حركت می دهد. این نوع پمپ ها، به خودی خود هواگیری می شوند و نوسانات جریان خروجی آنها قابل چشم پوشی است و قادر به پمپ كردن هر نوع مایعی از آب گرفته تا مواد خمیری ساینده و مایعاتی كه همراه آنها مقداری گاز یا بخار وجود داشته باشد و همچنین مایعات غلیظ و چسبناک می باشند و بیشترین كاربرد آنها در انتقال فاضلاب های بهداشتی است. تنها محدودیت این گونه پمپ ها، عدم كارائی در درجه حرارت های بالا به علت عدم تحمل حرارت بدنه پمپ است زیرا معمولا جنس بدنه از لاستیک طبیعی یا مصنوعی قابل ارتجاع ساخته می‌شوند كه روی بدنه پمپ قرارگرفته و تحمل حرارت های بالا را ندارند و همچنین به دلیل پائین بودن ضریب انتقال حرارت لاستیک ها امكان انتقال و تبادل حرارت بین رتور و هوای محیط بسیار کم و محدود است و به همین دلیل در صورت كار طولانی و مداوم رتور داغ شده كه می تواند باعث كاهش طول عمر قطعات دیگر نیز بشود.
پمپ های تیغهایVane Pump : دراین نوع پمپ ها تیغه ها Vane بصورت خارج از مركزی در داخل بدنه قرار دارند كه با چرخش رتور و تیغه ها مایع حبس شده بین Casing و Rotor و Vane را از قسمت ورودی كه حجم پمپ زیاد است را به قسمت خروجی پمپ که دارای حجم کمتری است می راند و به دلیل كاهش حجم ازطرف ورودی تا خروجی باعث افزایش فشار آن می شود. عمل پمپاژ مایع را تیغه ها انجام می دهند و آب بندی بین تیغه ها و سیلندر با كم كردن فاصله بین آن ها ( كلرنس پایین ) با استفاده از نیروی گریز از مركز و فشار فنرهایی كه پشت تیغه ها قرارگرفته اند انجام می پذیرد.
افت انرژی یا كاهش هد:
افت فشار یا كاهش انرژی درسیستم های لوله كشی انتقال سیالات و پمپ ها ناشی از عوامل مختلفی به شرح زیر بوجود می‌آید :
افت‌های اصطكاكی :Friction Losses این پدیده دراثر اصطكاك بین سیال و جداره‌های لوله‌ها اتفاق می‌افتد كه منجربه افت فشارسیال می‌شود. برای محاسبه كاهش انرژی به علت وجود اصطكاك بین لایه‌های سیال و ذرات سیال با جداره از فرمول دارسی استفاده می‌شود كه دران f ضریب اصطكاک،L طول مسیر، V سرعت سیال و D قطر لوله است.
افت های ناشی از اغتشاش ( كاهش ناگهانی قطر مسیر یا افزایش قطر ناگهانی تغییر مسیر جریان وگرفتگی مسیر جریان اتصالات و پیچ و خم ها و غیره) هر تغییر ناگهانی در سطح مقطع مسیر عبور سیال باعث به هم خوردن مسیر جریان و توسعه اغتشاش در جریان سیالات می‌شود و در نتیجه باعث افت انرژی (فشار) می‌شود كه این افت فشار ها متناسب با هد سرعت است كه برای جلوگیری از افت فشار در مسیر بایستی سعی شود جاهایی كه موانع (انواع شیرها، زانو ها، سه راهی ها، ردیوس ها و...) قرار دارند سرعت كم باشد زیرا تمامی افت فشار های ناشی از اصطكاك و اغتشاشات با مجذور سرعت متناسب است به عبارت دیگر اگر سرعت سیال دو برابر شود، افت فشار ایجاد شده در سیال چهار برابر خواهد شد.
افت های مكانیكی: شامل اصطكاک یاتاقان ها و آب بند ها است كه با انتخاب صحیح و استفاده اصولی از روغن و سیستم روغنكاری و روانسازی مناسب تا حد امكان كاهش داده می شود.
افت های ناشی از نشتی های داخلی: این تلفات انرژی دراثر نشتی های داخلی ایجاد می‌شود و به این معنا است كه پس از اینكه فشار سیال بالا رفت بایستی از نشت سیال فشار بالا به قسمت كم فشار جلوگیری نمود كه در عملا این كار بسته به نوع پمپ بوسیله رینگ های پیستون در پمپ های رفت و برگشتی و Wearing Ring در پمپهای گریز از مركزانجام می‌شود.
برای مشاهده مشخصات فنی، انتخاب و خرید انواع پمپ آب می‌توانید به صفحات زیر مراجعه کنید:
