معرفی و عملکرد پمپ ها

معرفی و عملکرد پمپ ها

اسلاید 1: 1

اسلاید 2: معرفی و عملکرد پمپ هاارائه دهندگان:مرتضی آذر گشتمحمد حسن بیکینوید روحانی استاد ارجمند:جناب آقای دکتر عبدالرضا محمدی نافچیآبان ماه 1391دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان

اسلاید 3: فهرستتعریفتاریخچهانتخاب پمپ انواع پمپ ها 3

اسلاید 4: پمپ ها تجهیزاتی هستند که انرژی الکتریکی خود را به سیالات منتقل کرده و انرژی جنبشی, پتانسیل و انرژی فشاری سیالات را افزایش می دهند و همچنین بر اصطکاک مسیر غلبه می کنند به عبارت دیگر پمپ ها تامین کننده انرژی دینامیکی سیالات هستند.تعریف4

اسلاید 5: تاریخچهنیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را بر طرف کند بیافتد. اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یا حیوانات تامین می شد، توسط مصریان باستان در 17 قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند. آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق زمین بیرون بکشند. در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده 4 قرن قبل از میلاد ساخته شده بود. گفته می شود که نقاشیهای لئوناردوداوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان میدهد که چگونه با اعمال نیروی گریزازمرکز به آب درون یک لوله خمیده، آب را تا مقدار معینی بالا می برد5

اسلاید 6: انتخاب پمپ فشار مورد نیازدبی حجمی مورد نیاز خواص سیالی که باید انتقال یابد. از جمله خواص سیال عبارتند از: دانسیته (Density)ویسکوزیته (Viscosity ) حساسیت به اکسیداسیون (Oxidation sensitivity)سائیدگی (Abrasiveness)خواص جریان ( Flow properties (Newtonian or non-Newtonian) )کف کردن (Foaming)حساسیت به تنش (Shear damage)دمای انتقال سیال و فشار بخار (Temperature of the fluid and the vapor pressure)شرایط عملیاتی از قبیل استفاده متناوب یا پیوسته(Operational considerations, such as intermittent or continued useهزینه ها و مسائل اقتصادی 6

اسلاید 7: در طراحی پمپ، یک اصطلاح رایج مورد استفاده برای بیان انرژی از یک سر مایع که عبارت است از ستون مایعی که در قسمت suction و discharge پمپ اثر می گذارد. 7با تقسیم طرقین رابطه فوق بر g و مرتب سازی معادله خواهیم داشت :

اسلاید 8: 8 را اصطلاحا هد پمپ می گویند و با hp نمایش می دهند.هد ارتفاع یا هد استاتیکی گفته می شود را هد سرعت یا هد انرژی جنبشی(velocity head ) می گویند.

اسلاید 9: 9static suction lift (S-S-L ): به فاصله عمودی سطح مایع تا مرکز پمپ گفته می شود.static discharge lift (S-D-L ): به فاصله عمودی سطح آزاد مایع تا مرکز پمپ در قسمت خروجی گفته می شود.total suction head (T-S-L ) : به فاصله عمودی بین سطح آزاد مایع بین بخش suction و discharge گفته می شود. stastic suction head (S-S-H ): به فاصله عمودی سطح مایع تا مرکز پمپ وقتی که پمپ در زیر سطح مایع است گفته می شود.stastic discharge head (S-D-H ): به فاصله عمودی سطح آزاد مایع تا مرکز پمپ در بخش تخلیه گفته می شود.

اسلاید 10: 10T.S.LT.S.LS.S.HS.D.HS.D.LS.S.L

اسلاید 11: کاویتاسیونمورد با اهمیت در طراحی پمپ ها , جلوگیری از تبخیر مایع در پمپ است. در یک فضای بسته برای جلوگیری از تبخیر مایع باید حداقل فشار بخار مایع بر روی آن اعمال شود. فشار بخار یک مایع به دمای عملیاتی بستگی دارد. اگر فشار قسمت مکش مایع کمتر از فشار بخار مایع در دمای عملیاتی باشد, در این صورت قسمتی از مایع بخار می شود. وقتی این پدیده اتفاق بیافتد , مایع همراه بخار به داخل پمپ کشیده می شود و در نتیجه راندمان پمپ کاهش می یابد بعلاوه همانطوریکه بخار در طول پروانه به سمت محیط حرکت می کند , فشار افزایش یافته و بخارات کندانس می شود . این عمل باعث ایجاد لرزش و سرو صدا در پمپ می شود. این پدیده را کاویتاسیون یا حفره زایی( cavitation ) می گویند.11

اسلاید 12: ارتفاع مکش خالص مثبت Net positive suction head برای غلبه بر کاویتاسیون باید هد قسمت مکش به اندازه کافی از فشار بخار مایع بیشتر باشد. دسترسی به این مقدار هد را ارتفاع مکش خالص مثبت (NPSH )می گویند. معمولا سازندگان پمپ برای پمپهای خود NPSH را ارائه می کنند. در هنگام طراحی پمپ و نصب آن جهت انتقال بایستی مطمئن شویم که NPSH قابل دسترس از NPSH ارائه شده بیشتر است. 12

اسلاید 13: انواع پمپ ها (بر مبنای نحوه انتقال انرژی از پمپ به سيال) پمپ های ديناميكیDynamic pumpsپمپ های جابجایی مثبت positive displacement pumps13

اسلاید 14: رده بندی پمپ ها14

اسلاید 15: پمپ های دینامیکیدر این پمپ ها انتقال انرژی به سيال به طور دایمی است. انواع پمپ های دینامیکی عبارت اند از:•     پمپ های گریز از مرکز centrifugal pumps پمپ های محیطی•       پمپ های خاص15

اسلاید 16: اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است، به اینصورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی، قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب میکند، چون قطرات دارای سرعت زیاد می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد. در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است (سر).16پمپ سانتریفیوژی

اسلاید 17: اجزای پمپ سانتریفیوژیچاشنیبسته بندی شافت شافت بوش پره پوشش چشم پروانه (در پوش)پروانه محفظه پوشیدن حلقه پروانه 17

اسلاید 18: اقسام پمپ های گریز از مرکز پمپهای سانتریفوژی با جریان شعاعی centrifugal pumps with radial flowپمپهای سانتریفوژی با جریان محوری centrifugal pumps with Axial flow پمپهای سانتریفوژی با جریان مخلوط centrifugal pumps with mixed flow18

اسلاید 19: عملکرد پمپ سانتریفیوژشافت بوسیله یک موتور الکتریکی و یا یک موتور میچرخد و موجب چرخش پروانه ای که به آن ثابت شده می گردد. مایع از طریق باز کردن در پوشش ( که چشم نامیده میشود) مکیده می شود. با توجه به چرخش پروانه، و جهت پره، جریان مایع از چشم به حاشیه پروانه حرکت می کند. بنابراین، کار بر روی مایع توسط پره های دوار انجام می شود. در حرکت از چشم به حاشیه، سرعت مایع افزایش می یابد، و در نتیجه بالا بردن سطح انرژی جنبشی موجب می گردد. هر چند ، در ورود مایع به منطقه جانبی، پوشش طوماری شکل یا حلزونی شکل، سرعت مایع را کاهش می دهد. کاهش سرعت به این دلیل رخ می دهد که از این منطقه به محفظه حلزونی منطقه به مراتب بزرگتر می رود. کاهش سرعت مایع باعث می شود انرژی جنبشی خود را بکاهد و به افزایش فشار را پره های پروانه اعمال کند. به این ترتیب، مایع تخلیه فشار بالاتری در مقایسه با مایع ورود به پمپ مکش در چشم دارد. به طور خلاصه، هدف اصلی از پمپ برای افزایش فشار مایع در حرکت از مکش به تخلیه است . 19

اسلاید 20: ویژگی های پمپ های گریز از مرکز این نوع پمپ ها برای انتقال سیالات نیوتنی و مایعات با ویسکوزیته پایین کاربرد دارند. به راحتی باز و بسته می شوند و قابل تمیز کردن هستند. این پمپ ها دارای دبی حجمی بالا و هد کمتری هستند. پمپهای گریز از مرکز که از یک پوسته (casing ) و پروانه ساخته شده اند و بر اساس شکل ساخت پره به چند دسته تقسیم می شوند:1- پروانه بسته 2- پروانه نیمه باز 3- پروانه باز20

اسلاید 21: محاسن پمپ های سانتریفیوژی میزان دبی خروجی را می توان با شیر کنترل نمود.بسته بودن مجرای خروجی باعث ترکیدن پمپ نمی شود.دبی خروجی آنها نسبت به پمپ های جابجایی مثبت بیشتر است. آب بندی در این پمپها مساله ساز نبوده و از آنها می توان برای انتقال سیالات خورنده استفاده کرد.هزینه خرید کمتری دارند.فضای کمتری را اشغال می کنند ولرزش زیادی بر روی زمین ایجاد نمی کنند. هزینه تعمیر و نگهداری کمی دارند. طراحی ساده آنها را برای سیستم CIP مناسب می سازد.21

اسلاید 22: معایب پمپ های سانتریفیوژ پمپهای سانتریفیوژ قادر به ایجاد فشارهای بالا نمی‌باشند و به این منظور برای فشارهای بالا باید از پمپهای چند مرحله‌ای استفاده نمود. در شرایط معین و محدودی با راندمان بالا عمل می‌کند. راه اندازی این پمپها نیاز به آماده سازی دارد. در صورتی که پمپها از کار بیفتند، سیال می‌تواند به قسمت مکش از درون پمپها جاری شود. لذا بهتر است که در خروجی این پمپها از شیر یک طرفه استفاده نمود. برای سیالات با ویسکوزیته (غلظت) بالا نمی‌توان از این نوع پمپ استفاده نمود. 22

اسلاید 23: کاربرد پمپ های سانتریفیوژ در اکثر صنایع و رسانشهای ساختمانی ، در صنایع شیمیای و نقت پمپهای سانتریفوژ مصارف بسیاری دارند. پمپهای سانتریفوژ برای مایعات مختلفی با مواد معلق گوناگون بکار می‌روند. سرعت این پمپها زیاد می‌باشد، لذا می‌توان آنها را مستقیما به الکتروموتور وصل نمود. 23

اسلاید 24: پمپ های جابجایی مثبت پمپ های جابجایی مثبت به دو دسته رفت و برگشتی و دورانی تقسیم می شوند . در هردو نوع پمپ , سیال تحت اختلاف فشار دو طرف پمپ جابجا می شود.ظرفیت این پمپ ها متناسب با سرعت پمپ بوده و مستقل از هد فشار است. در این پمپ ها گاهی به دلیل یکنواخت نبودن جریان در لوله خروجی ضرباتی ایجاد می شود که به آن ضربه قوچ می گویند. 24positive displacement pumps

اسلاید 25: اساس کار آنها ، مکش مقدار مشخصی سیال از یک سمت و رانش به سمت دیگر است.این پمپها دارای هد بالا و دبی حجمی کم هستند و برای انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا به کار می روند. در این پمپ ها جهت ورود و خروج سیال در امتداد یکدیگر می باشند.در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده  می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi)25

اسلاید 26: پمپ های رفت و برگشتی پمپ های پیستونی ( یک طرفه و دو طرفه ) پمپ های پلانژری پمپ های دیافراگمی

اسلاید 27: پمپ های پیستونی

اسلاید 28: پمپ های دورانی دنده ای ( دنده ای داخلی و خارجی ) گردشی یا چرخنده پیچشی لوبیایی ( دو لوبه ای و سه لوبه ای )دورانی کشویی با لوله انعطاف پذیر

اسلاید 29: پمپ های دنده ای ( دنده ای داخلی و خارجی ) یک جفت چرخ دنده در داخل محفظه پمپ در حال گردش هستند.یک یا هردو این چرخ دنده ها می تواند به یک شفت متصل شده و نیروی الکتریکی از طریق شفت باعث به حرکت در آوردن آن شود. سیال بین دندانه های چرخ دنده به تله افتاده و به سمت بیرون پرتاب می شود. با خارج شدن بخشی از سیال سبب افت فشار شده و در نتیجه باعث مکش سیال به درون پمپ و انتقال آن به بخش مکش خواهد شد. این نوع پمپها برای انتقال سیالاتی همانند بستنی , روغن , ملاس , مارمالاد , ماست , و رب گوجه فرنگی به کار می روند.

اسلاید 30: پمپ های دنده ای ( دنده ای داخلی و خارجی )

اسلاید 31: مزایای پمپ های دنده ای این پمپ ها با مقداری کمی از سیال به کار می افتند. خروجی این پمپها تقریبا یکنواخت است و پالس فشار خروجی در حداقل است.جهت گردش پمپ قابل برگشت است.فاصله کم بین چرخ دنده ها و محفظه پمپ باعث می شود که تغییر ویسکوزیته تاثیر چندانی بر روی فشار خروجی نداشته باشد.

اسلاید 32: معایب پمپ های دنده ای به دلیل فاصله کم بین دندانه ها فقط سیالات حاوی مواد جامد را می توان با آنها انتقال داد. هرگز نمی توانند به صورت خشک کار کنند. شرایط عملیاتی خیلی قابل تغییر نیست .یک شیر تنظیم فشار در جریان بالادست پمپ مورد نیاز است.

اسلاید 33: پمپ دورانی کشویی این پمپها دارای پره هایی می باشند که در پشت پره ها فنر قرار دارد. به این ترتیب که فنر کاملا پره ها را به جدار پمپ می چسباند . در اثر حرکت پره ها هوای درون پمپ تخلیه شده و نوعی فشار منفی یا خلاء درون پمپ ایجاد می شود. به این ترتیب سیال وارد پمپ شده و با حرکت کوتاه پره ها از پمپ ( از سمت رانش )خارج می شود. از این پمپ می توان برای انتقال سیالات پلاستیک و شبه پلاستیک استفاده کرد. ولی جهت انتقال سیالات غلیظ شونده با برش قابل استفاده نیستند. این نوع پمپ در دستگاه شیردوشی مورد استفاده قرار می گیرد.

اسلاید 34: پمپ لوبیایی این پمپ ها نیز جزء پمپ های جابجایی مثبت بوده و به جهت اینکه تجهیزاتی مثل لوبیا در درون آن قرار گرفته به این نام مشهور شده است. این پمپ نیز برای انتقال سیالات پلاستیک و شبه پلاستیک به کار می رود. این پمپها هم برای انتقال گازها و هم برای انتقال مایعات به کار می رود. این نوع پمپ ها به دو شکل دولپه ای و سه لوبه ای ساخته می شوند.

اسلاید 35: پمپ لوبیایی

اسلاید 36: پمپ لوبیایی

اسلاید 37: مزایای پمپ لوبیایی طراحی پمپها بر اساس موازین بهداشتی صورت گرفته است.این سیالات وقتی ارتفاع انتقال کم است خود راه انداز هستند.روتور پمپ درجه آزادی کمی دارد بنابراین پمپ برای مدت زمان کوتاهی می تواند خشک کار کند. آنها می توانند برای انتقال سوسپانسیونها و سیالات حاوی مواد جامد ریز به کار روند.تغییر سرعت سیال ناچیز است.جریان مایع به صورت پالسی نیست.

اسلاید 38: پمپ مارپیچی حالت ساختمانی آنها به شکل آلفا هلیکس است و برای انتقال مواد بسیار ویسکوز و خمیری شکل مورد استفاده قرار می گیرد. ساختمان این نوع پمپ ها تا حدود زیادی شبیه نقاله مارپیچی است. این پمپ دارای فشار بالا و و دبی پایینی است و برای انتقال خمیرها و , کنجاله دانه های روغنی , تفاله چغندر قند مورد استفاه قرار می گیرد. در این پمپ ها علاوه بر اینکه سیال به سمت جلو حرکت می کند نوعی فشردگی نیز در آنها ایجاد می شود.

اسلاید 39: مزایای پمپ مارپیچی این پمپها خود راه انداز هستند. جریان خروجی یکنواخت بوده و پالس کمی وجود دارد. جهت گردش پمپ قابل تعویض است.برای انتقال گازها نیز قابل استفاده است.

اسلاید 40: پمپ با لوله انعطاف پذیر در این نوع پمپ ها از یک لوله انعطاف پذیر درون پمپ برای انتقال سیال استفاده می شود. در اثر چرخش روتور در مقطعی از لوله، سیال به درون لوله مکیده شده و در مقطع دیگر به بیرون رانده می شود. این نوع پمپ که می تواند به صورت خشک نیز کار کند هم برای انتقال مایعات و هم برای انتقال گازها قابل استفاده است. این پمپ خود تمیز شونده بوده و دارای سیل مکانیکی نیست . همچنین این نوع پمپ برای انتقال سیالات خورنده و مواد غذایی و دارویی قابل استفاده است زیرا لوله انعطاف پذیر قابلیت استریل شدن را دارد.

اسلاید 41: پمپ با لوله انعطاف پذیر

اسلاید 42: پمپ با لوله انعطاف پذیر

اسلاید 43: مزایای پمپ با لوله انعطاف پذیر این پمپها خود راه انداز هستند. می توانند خشک کار کنند.پمپ قابل معکوس شدن است.برای انتقال گازها نیز می توان به کار برد.مواد خورنده را نیز می توان با آنها انتقال داد.نیاز به سیل مکانیکی یا گلند نیست.

اسلاید 44: معایب پمپ با لوله انعطاف پذیر با آسیب دیدن لوله امکان ریخت و پاش وجود دارد.در صورت بسته بودن مجرای خروجی پمپ کار نخواهد کرد.مقاوم نبودن لوله, فشار خروجی و مورد انتظار را محدود می کند.پالسی بودن خروجی ممکن است مشکل ساز باشد.هزینه تعمیر و نگهداری به دلیل تعویض لوله بالاست.

اسلاید 45: 45با تشکر از حسن توجه شما