پمپ ها و راهنمای خرید پمپ و انواع پمپ
فهرست مطالب
پمپ چیست؟
تلمبه یا پمپ آب وسیله ای مکانیکی است که برای جابه جایی و انتقال انواع مایعات که با افزایش فشار، باعث جابه جایی مایعات به ارتفاع بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین تر (حوضچه و یا مخزن) می شود، پمپ ها در صنایع مختلف کاربرد های مختلف و فراوانی دارند. پمپ ها از منابع انرژی مختلفی استفاده می کنند که شامل پمپ ها با کارکرد دستی و برقی و موتورهای درون سوز و نیروی باد می شود پمپ ها دارای اندازه های مختلفی هستند؛ که از سایز میکروسکوپی برای کارهای پزشکی تا پمپ های بزرگ صنعتی را شامل می شود.
یا به عبارتی دیگر پمپ انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی مثل موتور گرفته و به وسایل مایعی که در حال عبور از آن است منتقل می کند. در نتیجه انرژی سیال پس از خارج شدن از پمپ افزایش می یابد. از پمپ ها برای انتقال و یا جابه جایی سیال از یک نقطه به نقطه دیگر در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می شود پمپ ها دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام کاربرد خاصی دارند.
راهنمای خرید پمپ:
واحد های اندازه گیری در پمپ:
یک سری از واژه های فنی و کلیدی را که در صنعت تولید پمپ کاربرد اساسی دارند، به همراه معانی آن ها مورد بررسی قرار خواهیم داد. تمامی اندازه ها و واحد های اندازه گیری به شکل فنی بیان شده اند.
دبی (آبدهی):
میزان عبور سیال از یک مقطع در واحد زمان تعریفی از دبی می باشد و معمولا آن را با Q نمایش می دهند. اندازه گیری دبی به صورت عمده و بر اساس دو دسته واحد اندازه گیری صورت می پذیرد: تلمبه یا پمپ آب، وسیله ای است مکانیکی برای جابجایی و انتقال انواع مایعات که با افزایش فشار، باعث جابجایی مایعات به ارتفاع بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین تر (حوضچه و یا مخزن) می شود.
پمپ ها در صنایع مختلف کاربردهای مختلف و فراوانی دارند. پمپ ها از منابع انرژی مختلفی استفاده می کنند که شامل پمپ ها با کارکرد دستی، برقی، موتورهای درون سوز و نیروی باد می شود پمپ ها دارای اندازه های مختلفی هستند که از سایز میکروسکوپی برای کارهای پزشکی تا پمپ های بزرگ صنعتی را شامل می شود.
به عبارتی دیگر، پمپ انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی مانند موتور گرفته و به سیال مایعی که در حال عبور از آن است منتقل می کند. در نتیجه انرژی سیال پس از خارج شدن از پمپ افزایش می یابد. از پمپ ها برای انتقال و یا جابجایی سیال از یک نقطه به نقطه دیگر در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می شود.
پمپ ها دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام کاربرد خاصی دارند. واحد های اندازه گیری در پمپ در ادامه، یک سری از واژه های فنی و کلیدی را که در صنعت تولید پمپ کاربرد اساسی دارند، به همراه معانی آن ها را توضیح دادیم. تمامی اندازه ها و واحد های اندازه گیری به شکل فنی بیان شده اند. دبی (آبدهی) میزان عبور سیال از یک مقطع در واحد زمان تعریفی از دبی می باشد و معمولا آن را با Q نمایش می دهند. اندازه گیری دبی به صورت عمده و بر اساس دو دسته واحد اندازه گیری صورت می پذیرد:
حجمی: میزان عبور توده حجمی از سیال در واحد زمان محاسبه می شود، مانند lit/min (لیتر در دقیقه) و m3/s (متر مکعب در ثانیه).
اندازه گیری دبی به صورت عمده و بر اساس دو دسته واحد اندازه گیری صورت می پذیرد: واحدهای جرمی: میزان عبور توده جرمی سیال در کسر مشخصی از زمان محاسبه می گردد، مانند Kg/hواحدهای حجمی: میزان عبور توده حجمی از سیال در واحد زمان محاسبه می شود، مانند lit/min (لیتر در دقیقه) و m3/s (متر مکعب در ثانیه) به عبارت دیگر به مقدار سیال یا مایعی که در واحد مشخصی از زمان نقطه ای خاص مثل خروجی پمپ و یا سطح مقطع لوله عبور کرده و خارج می شود، دبی گفته می شود که می تواند بر حسب لیتر بر دقیقه و لیتر بر ثانیه و یا متر مکعب در هر ساعت محاسبه شود.
قابل ذکر است که بین مقدار سیال عبوری از لوله و مقدار الکتریسیته عبوری از یک سیم تناسب مشابهی وجود دارد بدین ترتیب که مقدار هد هیدرولیکی برابر با مقدار ولتاژ و انرژی پتانسیل الکتریکی بوده و مقدار جریان هیدرولیکی نیز برابر با مقدار آمپر و جریان الکتریکی می باشد.
هر چه سیم انتقال جریان الکتریسیته نازک تر باشد، مقدار جریان عبوری از سیم کاهش می یابد با کاهش قطر و سطح مقطع لوله انتقال آب، مقدار دبی نیز کاهش می یابد، همان طور که جهت انتقال جریان الکتریسیته به کابل برق از طریق سیم نیاز به اختلاف ولتاژ داریم، برای انتقال سیال در لوله نیز باید هد خاصی را تعریف و توضیح داد. تعیین مقدار هد یکسان در دو طرف یک لوله افقی باعث می شود سیال درون لوله هیچ گونه جریانی نداشته باشد به این علت که همان طور که کابل برق در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود مقاومت نشان می دهد.
ارتفاع یا فشار پمپ:
یعنی یک پمپ تا چه ارتفاعی (در شرایط استاندارد) می تواند سیال را تحت فشار بالا ببرد. برای پمپ های آب سانتریفیوژ، هد یا فشار آب بر حسب متر (m) و یا فوت (ft) بیان می شود و برای پمپ های روتاری و جابه جایی مثبت فشار پمپ بر حسب بار bar و PSI و کیلو پاسکال (kpa) بیان می شود. به عبارت دیگر Head به معنای ارتفاع بوده و به اختلاف سطح اشاره دارد. برای مثال پمپی با مقدار دبی برابر Q در هر ثانیه و با ارتفاع ۳۰ متر قادر است مقدار Q لیتر از سیال را در هر ثانیه به ارتفاع ۳۰ متر پمپاژ کند.
مقدار ارتفاع پمپاژ هر پمپ بر اساس قطر پروانه و سرعت گردش موتور پمپ محاسبه و حساب می شود و نوع سیال پمپاژ شونده قابل اهمیت نمی باشد. به عبارت دیگر در مثال فوق پمپ قادر است مقدار Q لیتر از سیال پمپاژ شونده اعم از آب صاف، نفت و یا جیوه و…. را به ارتفاع ۳۰ لیتر در هر ثانیه پمپاژ کند و تفاوت تنها در مقدار توان مصرفی پمپ جهت پمپاژ سیالات متفاوت می باشد.
فشار:
مقدار فشار یعنی؛ مقدار فشار وارد شده بر روی هر واحد از سطح زمین (برای مثال Kg/cm2) و باید دقت داشت که با مقدار ارتفاع اشتباه نشود و در صورت پمپاژ مایعات، مقدار فشاری که مایع بر روی سطح زمین وارد می کند برابر است با حاصل ضرب مقدار ارتفاع پمپاژ در وزن خاص مایع پمپاژ شونده.
به همین خاطر حجم چندین کیلومتر هوا بر روی سطح زمین، بر روی سطح دریا تنها فشاری برابر با یک Kg/cm2 تولید می کند یعنی فشاری نزدیک به تقریباً یک اتمسفر. ولی همین مقدار حجم از مایع فشاری برابر با ۷۰۰ الی ۸۰۰ برابر فشار هوا تولید می کند. زیرا وزن خاص مایع ۷۰۰ الی ۸۰۰ برابر از وزن هوا بیشتر است. به خاطر داشته باشید که مقدار فشار آب با ارتفاع ۱۰ متر، چیزی نزدیک به یک Kg/cm2 می باشد.
افت ارتفاع پمپاژ:
با عبور سیال از لوله ها و فیلتر و یا شیرها و در اثر اصطکاک با جداره داخلی آن ها مقدار جریان سیال و در نتیجه ارتفاع پمپاژ تا حدودی کاهش می یابد که به آن افت ارتفاع گفته می شود. مانند جریان الکتریسیته که با افزایش مقدار جریان (آمپر) افت جریان داخل کابل افزایش پیدا می کند. با افزایش سرعت جریان سیال، افت مقدار جریان و بنابراین افت ارتفاع پمپاژ بیشتر می شود. بنابراین با عبور سیال از لوله ها و فیلترها و شیرهای بیشتر، افت ارتفاع هم به همان نسبت افزایش پیدا می کند.
جرم مخصوص سیال:
منظور از جرم مخصوص سیال و یا مایع، وزن آن سیال/مایع در یک واحد اندازه گیری خاص می باشد که معمولاً بر اساس واحدهای اندازه گیری Kg/dm3 و یا Kg/l سنجیده می شود. البته قابل ذکر است که هر 1dm۳ برابر با ۱ لیتر است به انرژی وارد شده بر سیال عبوری از پمپ که مربوط به ارتفاع و غلظت خود سیال می باشد، توان خروجی گفته می شود. توان خروجی به مقدار توان (انرژی) وارد شده به سیال توسط پمپ، توان خروجی پمپ گفته می شود که به سه عامل دبی وارتفاع و وزن بستگی دارد.
نکته: حال با توجه به ارتباط بین مقدار دبی و مقدار ارتفاع پمپاژ می توان پمپ ها را به گروه های زیر تقسیم بندی کرد:
۱- پمپ هایی با مقدار دبی پایین و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپ های پیستونی و دوار و سانتریفیوژهای کوچک)
۲- پمپ هایی با دبی و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپ های دارای پروانه های ملخی شکل و Helio Centrifugal)
موتور سانتریفیوژها یا Heliocentrifugal و یا پمپ های دارای پروانه های ملخی شکل به صورت دورانی حرکت کرده و سرعت گردش آن بر حسب دور در دقیقه rpm محاسبه می شود. در این دسته از پمپ ها با تغییر مقدار دبی عمکلرد پمپ تغییر نکرده و ارتفاع پمپاژ ثابت باقی می ماند. بنابراین جهت تغییر حالت کارکرد پمپ باید سرعت گردش موتور را تغییر داد.
توان خروجی:
به مقدار توان (انرژی) وارد شده به سیال توسط پمپ، توان خروجی پمپ گفته می شود که به سه عامل دبی، ارتفاع و وزن سیال بستگی دارد. برای مثال توان خروجی پمپ مورد استفاده جهت پمپاژ بنزین بسیار پایین تر از توان خروجی پمپی است که جهت پمپاژ اسید سولفوریک مورد استفاده قرار می گیرد زیرا وزن هر دو سیال متفاوت می باشند. تمامی پمپ ها با کمک الکتروموتور و یا موتورهایی که در داخل خود دستگاه نصب شده اند، قادر به پمپ سیالات می باشند. قدرت (توان) مورد نیاز پمپ جهت کارکرد و پمپاژ سیالات را توان مصرفی می گویند.
توان مصرفی
به توان وارد شده به پمپ توسط موتور و انتقال آن به سیال، توان مصرفی پمپ گفته می شود. به واسطه عواملی همچون اصطکاک سیال با لوله ها و یا افت های هیدرولیکی طبیعی در خود دستگاه، همواره توان خروجی پمپ کمتر از توان مصرفی ان بوده که عمدتاً کمتر از عدد یک و بصورت درصد محاسبه می شود که به این درصد راندمان پمپ گفته می شود.
راندمان:
با تقسیم توان خروجی پمپ بر توان مصرفی، راندمان پمپ به دست می آید. برای مثال پمپی که دارای راندمان ۷۵ درصدی است، یعنی تنها پمپ درصد از توان مصرفی را برگردانده و ۲۵ درصد آن در اثر اصطکاک سیال با لوله ها و سایر وسایل و یا حرارت داخل لوله و دستگاه هدر می رود. در نتیجه هر چه راندمان پمپ بیشتر باشد، مقدار درصد هدر رفت توان مصرفی کم تر است. بنابراین هزینه مصرف انرژی آن کم تر می باشد.
دسته بندی پمپ های صنعتی بر اساس کارکرد:
دسته بندی های مختلفی از پمپ ها (pumps) بر حسب کارکرد، ساختمان داخلی، روش انتقال به سیال، جنس متریال، مایعی که پمپ می کنند، وضعیت نصب و غیره وجود دارد. یکی از روش های رایج و جامع برای دسته بندی پمپ ها، روش انتقال انرژی به سیال است که به دو روش دینامیکی و جابجایی تقسیم بندی می شوند:
- پمپ جابجایی مثبت.
- پمپ دینامیکی یا جابجایی غیر مثبت.
انواع پمپ ها:
پمپ دورانی:
در این نوع پمپ ها، جابه جایی توسط حرکت دورانی چرخ دنده، میل بادامک و یا پره ها انجام می شود. همان طور که پیش تر گفته شد این نوع از انواع پمپ ها تنوعی زیادی هم دارد.
پمپ دنده ای:
یکی از معمول ترین پمپ ها برای افزایش توان هیدرولیکی سیال، پمپ دنده ای می باشد. پمپ دنده ای با استفاده از چرخ دنده، مایعات را جابجا می کند و در دو نوع چرخ دنده داخلی و خارجی تولید می گردند، این نوع پمپ به دلیل اینکه مقدار مشخص و ثابتی مایع را در هر سیکل جابجا می کنند از نوع پمپ های جابجایی مثبت می باشد.
پمپ لوب:
پمپ لوب یا پمپ گوشواره ای در صنایع مختلف از جمله کاغذ سازی و غذایی و بیوتکنولوژی و دارویی و شیمیایی کاربرد دارد علت کاربرد گوناگون پمپ لوب کیفیت بالای بهداشتی، قابلیت اطمینان و مقاوم در برابر خوردگی در محیط های بخار می باشند.
پمپ پره ای:
پمپ های وین یا پمپ پره ای نوعی از پمپ های جابه جایی مثبت و روتاری هستند که از نظر اصول کارکرد با پمپ دنده ای شباهت زیادی دارند. در پمپ پره ای، پره های نصب شده روی روتوری است که درون حفره جای دارد. در بعضی موارد این پره ها طول های مختلفی دارند برای حفظ ارتباط دیوارهایی که پمپ درآن گردش می کند، استفاده معمول آن ها در پمپ هیدرولیک فشار بالا و سیستم های قدرتی و سوپر شارژ می باشد.
مونو پمپ یا پمپ پیش رونده خلاء چیست؟
مونو پمپ ها که با نام های دیگری مثل پمپ ماردونی و یا تک اسکرو نیز شناخته می شوند، توسط حفره های گسسته ای که روی یک روتور مارپیچ قرار دارد، سیال را به صورت پیشبرد انتقال می دهد. نرخ جریان حجمی متناسب با سرعت گردش روتور ایجاد می شود. از این رو این پمپ ها برای اندازه گیری مایعات و پمپاژ سیال ویسکوز مناسب هستند.
پمپ پیش رس یا پمپ محیطی چیست؟
در پمپ های پیش رس محفظه مکش بزرگ تر از تخلیه است و این باعث افت فشار محفظه مکش شده در نتیجه سیال راحت تر وارد پمپ می شود. اما قسمت تخلیه کوچک تر است و این عامل سیال را با شدت بیش تری می راند. هنگامی که پمپ روشن می شود پروانه پمپ، سیال را از قسمت دهانه مکش به خروجی هدایت می کند.
پمپ اسکرو چیست؟
پمپ اسکرو یک پمپ جابه جایی مثبت است. به همین دلیل با هر دور گردش، حجم مشخصی از سیال جابجا می گردد. پس با افزایش سرعت دورانی دبی سیال نیز افزایش می یابد. در تمام پمپ های اسکرو سرعت چرخش پمپ با توجه به ویسکوزیته سیال تعیین می گردد ودر صورت افزایش ویسکوزیته سرعت پایین تری برای گردش انتخاب می شود.
پمپ رفت و برگشتی چیست؟
در این نوع پمپ ها انتقال انرژی به صورت پریودیک و دوره ای انجام می شود. نیروی محرکه در این پمپ ها معمولا الکتروموتور می باشد، در این پمپ ها پیستون درون سیلندر بالا و پایین حرکت می کند. عملکرد این سیستم به این ترتیب است که در صورت حرکت پیستون به یک سمت، درون سیلندر مکش ایجاد می شود و سیال از دریچه به داخل حرکت می کند. با بازگشت پیستون، این سیال مکیده شده از دریچه دیگری به بیرون رانده می شود. کاربرد این پمپ ها در سیالات ویسکوز و روغنی می باشد.
پمپ دیافراگمی چیست؟
پمپ دیافراگمی نوع دیگری از پمپ جابه جایی مثبت یا همان گسسته می باشد. در پمپ دیافراگمی قطع و وصل شدن جریان، به واسطه حرکت این دیافراگم است. پمپ دیافراگمی برای جابه جایی سیالات با ویسکوزیته های مختلف استفاده می شود (سیالات خیلی غلیظ مانند عسل یا رزین و چسب مایع تا سیالات خیلی رقیق مانند آب). در این نوع پمپ ها بر عکس دیگر پمپ ها هیچ گونه پروانه ای وجود ندارد و عمل جابه جا شدن سیال توسط یک صفحه انعطاف پذیر که معمولا از جنس الاستومتر است استفاده می شود.
پمپ پیستونی شناور یا پلانچری چیست؟
این نوع پمپ ها دارای مکانیزم دورانی هستند و از گروه پمپ های جابه جایی مثبت بوده که اصول عملکرد آن ها در پمپ نمودن سیال مانند پمپ های رفت و برگشتی است با این تفاوت که به جای یک سیلندر و پیستون دارای تعداد زیادی سیلندر و پیستون می باشند این پمپ ها در مواردی که فشار خروجی بالا (از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰) بار نیاز می باشد استفاده می گردد.
در این پمپ ها با چرخش مکانیزم دورانی، پیستون ها داخل سیلندر رفت و برگشت نموده و روغن را به داخل محفظه سیلندر کشیده و سپس آن را به داخل سیستم پمپ می نمایند. به طور کلی پمپ های پیستونی در دو نوع، استنلیس استیل و برنزی ساخته می شوند
پمپ خطی چیست؟
این نوع از پمپ ها از نوع گریز از مرکز می باشند که با توجه به ظرفیت های مختلف در دو نوع خطی و زمینی مورد استفاده قرار می گیرند. در دو نوع پمپ سیرکولاتور بدنه چدن و پمپ سیرکولاتور بدنه استیل ساخته می شود و قادر به پمپاژ سیالات تا دمای ۱۳۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد می باشند. این پمپ ها غالبا برای سیرکوله آب مورد استفاده قرار می گیرند.
پمپ دینامیکی یا جابجایی غیر مثبت :
در این نوع پمپ ها یک پره محرک با حرکت دورانی، انرژی جنبشی را به فشار یا سرعت تبدیل می کند. در ادامه به معرفی انواع این محصول خواهیم پرداخت.
پمپ سانتریفیوژ چیست؟
پمپ سانتریفیوژی پرمصرف ترین و پر کاربردترین نوع پمپ در صنعت می باشند. به طوریکه حدود ۷۵% مصرف پمپ در صنعت را شامل می شود. از آنجایی که در این پمپ ها همواره مقدار مشخصی از دبی سیال را در یک فشار ثابت و در هر موقعیتی تامین می کنند پمپ های ایده آل به شمار می آیند. این پمپ ها بر اساس نیروی گریز از مرکز کار می کنند.
مکانیزم کار در این گونه پمپ ها، زمانی که پره ی پمپ درون آن دوران می کند، سیال را از مرکز به بیرون هدایت می کند و وقتی سیال از مرکز به بیرون می رود، سیال جایگزین تحت فشار اتمسفر یا فشار مصنوعی و بالاتر به سمت مرکز کشیده می شود سیالی که به بیرون می رود، از طریق مسیر خروجی تخلیه می شود. این سیال فشاری خواهد داشت که مقدار آن را می توان به وسیله گام پروانه و نیز سرعت دورانی آن محاسبه کرد.
