پمپ سانترفیوژ

پمپ سانترفیوژ از جمله پمپ های متداول در انتقال آب و انواع مایعات می باشند ، که از انرژی جنبشی استفاده می کنند.  نیروی گریز از مرکز مایع را با فشار از چشمی پروانه و از جایی که وارد لوله می شود ، خارج می سازد. فشارهای متفاوتی می توانند با تغییر سرعت پروانه ، استفاده از پروانه بزرگتر و یا با افزایش تعداد پروانه ها ایجاد شوند .

پروانه و مایع پمپاژ شده از قسمت خارجی به وسیله مکانیکال سیل ها تفکیک شده اند. محور شفت و بار محوری یاتاقان ها مانع حرکت شفت و کاهش اصطکاک در چرخش می شوند.

پمپ آب سانترفیوژ با توجه به موارد فوق طراحی شده اند :

• تعداد لوله های مکنده ( تک مکنده یا دو مکنده )
• تعداد پروانه ها ( تک پروانه ، دو پروانه یا طبقاتی )
• کارکرد یا بازده خروجی
• پروانه ها ( نوع ، تعداد پره ها )

بیشتر پروانه ها تنها در یک جهت ترتیب یافته اند و به آنها تک مکنده می گویند . مدل هایی با جریان یا گردش بالا از پروانه هایی استفاده می کنند که از هر دو جهت مکندگی داشته باشند و به آنها دو مکنده می گویند.

انواع پروانه ها :

راندمان و کارائی پمپ آب سانترفیوژ توسط پروانه تعیین می شود. پره ها طبق شرایط جریان طراحی شده اند . شکل ذیل انواع پروانه های اصلی را نشان داده است .

پروانه های باز :

پره ها بدون هیچ فرم خاص  یا پوششی به طوقه یا چرخ مرکزی متصل شده اند و به طور مستقیم بر روی شفت نصب شده اند . پروانه های باز ساختاری ضعیف دارند و به میزان های بالاتری از NPSHR نیازمندند. آنها به نوعی در پمپ های ارزان قیمت با قطر کم به کار می روند . این نوع پروانه ها نسبت به پروانه های باز در برابر سایش و فرسودگی حساس تر می باشند ،‌بدین ترتیب ، راندمان و کارائی آنها به سرعت تحت شرایط فرسایشی کاهش می یابد.

پروانه های نیمه باز :

این نوع از پروانه ها در پشت خود پوششی دارند ،‌که تکیه گاه پره ها است و مقاومت مکانیکی را افزایش می دهد . پروانه های نیمه باز در پمپ های متوسط با پمپاژ مایعاتی ، با مقادیر کمی از ذرات معلق استفاده می شوند.وآنها از راندمان بالاتری برخوردارند وبه میزان کمتری از NPSHR نسبت به پروانه های باز نیازمندند. وجود شکاف میان پره های پروانه و بدنه اهمیت دارد. اگر این فضای خالی خیلی بزرگ باشد ، لغزش رخ خواهد داد و در نتیجه موجب کاهش کارائی می شود.

پروانه های بسته پمپ آب :

پروانه های بسته دارای پوشش رو و زیر برای حداکثر قدرت ممکن می باشند. این نوع پروانه ها در پمپ های بزرگ با کارائی های بالا و NPSHR پایین به کار می روند . آنها می توانند در انتقال سیالات حاوی ذرات معلق استفاده شوند . نوع پروانه بسته از پرمصرف ترین پروانه ها برای پمپ های سانترفیوژ و نیز انتقال مایعات تمیز می باشد. آنها بر رینگ های سایشی پروانه و بدنه پمپ تکیه کرده اند. رینگ های سایشی از فشار لوله ورودی پمپ تفکیک شده اند و موجب کاهش بارهای محوری می شوند و به راندمان بالای پمپ کمک می کنند.

تعداد پروانه ها :

پمپ های تک مرحله ای :

پمپ سانترفیوژ تک مرحله ای ، شامل یک پروانه است و از پر مصرف ترین پمپ ها به حساب می آید. این نوع پمپ در ابرسانی با TDHs کم تا متوسط به کار می رود. TDH ( هد دینامیکی کل ) تابعی از اوج سرعت پروانه است و به طور معمول فراتر ازft/min  700 نمی باشد.

پمپ آب طبقاتی (چند مرحله ای ):

این نوع پمپ آب معمولا در ابرسانی با TDHs متوسط تا بالا به کار می رود. هر مرحله یا طبقه در افزایش یا کاهش فشار پمپ آب موثر می باشد. تمامی طبقات در یک بدنه ترتیب می یابند و برروی یک شفت نصب شده اند .حداکثر 8 طبقه می تواند برروی یک شفت افقی نصب گردد. هیچ محدودیتی در تعداد طبقات قابل نصب بر شفت عمودی وجود ندارد. هر طبقه موجب افزایش فشار می شود. پمپ های طبقاتی می توانند با یک محور به صورت تک مکنده یا دو مکنده باشند.

اصول عملکرد :

همانطور که قبلا اشاره شد ، پمپ آب سانترفیوژ بر پایه نیروی گریز از مرکز عمل می کند. به عنوان مثال زمانی که شما سطل آب را دور سر خود می چرخانید ،‌شاهد این مسئله خواهید بود که هرچه قدر که سرعت خود را افزایش می دهید ، سطل آب بر خلاف بازوی شما و سخت تر به چرخش در می آید. این حرکت بازوی شما همان نیروی گریز از مرکز می باشد. فرقی ندارد که شما سطل را به صورت افقی و یا عمودی به حرکت در آورید. اگر سرعت شما به حد کافی باشد ،‌آب هم چنان در سطل باقی خواهد ماند.

اگر سوراخ ریزی در کف سطل ایجاد کنید ، آب از آن خارج  می شود و فاصله ای که آب از آن به بیرون می ریزد به صورت نسبی به نیروی گریز از مرکز بستگی دارد. همان نیرویی که موجب حفظ آب در سطل می شود ، نمونه ای ساده از عملکرد پمپ آب سانترفیوژ است .

Centrifugal pumps

پمپ آب سانترفیوژ دارای پروانه چرخنده در داخل حلقه ثابت ( پوشش ) است. مایع از بین لوله مکنده ورودی در جلوی چشمی پروانه وارد پمپ می شود.

سرعت چرخش پروانه موجب بیرون راندن مایع به لوله خروجی می گردد. مایع تحت فشار اتمسفر وارد ورودی لوله پمپ آب سانترفیوژ می گردد و به داخل چشمی پروانه سرازیر می شود. نیروی گریز از مرکز توسط پروانه چرخنده بر مایع اعمال می شود و موجب انتقال مایع از چشمی پروانه و بیرون راندن آن از پره های پروانه به آخرین نقطه می شود ،‌ در جایی که مایع برخلاف دیواره های داخلی حلقه حرکت کرده و از لوله خارجی پمپ خارج می گردد. بر حسب کاهش فشار به وجود آمده در لوله  ورودی پمپ و چشمی پروانه ، مایع در پمپ طی جریان متناوب به گردش در می آید.

پمپ سانتریفیوژ

A: کاسه نمد      G: لوله ورودی

B: روکش           H: رینگ ورودی پروانه

C: شفت             I: رینگ ورودی

D: روکش شفت  J: ظاهر پروانه بسته

E: پروانه              K: لوله تخلیه

F: بدنه

نصب پمپ آب :

پمپ آب سانترفیوژ نباید تحت فشار زیاد قرار گیرند و همواره باید به حالت روبه رو طراحی شوند. این نوع از پمپ ها باید در حالت ثابت نصب شوند و به دقت تنظیم شوند و تهی از فشار های لوله کشی باشند.

نوع لوله کشی پمپ آب :

لوله کشی و نصب نادرست از علل مهم در کاهش راندمان و کارائی پمپ های سانترفیوژ و یا خرابی آنها به حساب می آیند. لوله کشی نادرست موجب موارد ذیلمی گردد :

• حفره سازی و ایجاد حباب های داخل مایع
• افت راندمان
• خرابی پروانه
• خرابی یاتاقان و مکانیکال سیل
• شکسته شدن لوله های جداره
• نشت آب
• احتراق

مزایا و معایب پمپ آب سانترفیوژ :

پمپ آب سانترفیوژ از جمله پمپ های پرکاربرد در انتقال مایعات می باشند. مزایا و معایب متعددی در ارتباط با پمپ های سانترفیوژ وجود دارند :

مزایا پمپ آب سانتریفیوژ :

• عملکرد ساده
• کم هزینه و نگهداری آسان
• ایجاد فشار جزئی بر بدنه و پوشش داخلی
• پروانه و شفت تنها اجزای متحرک پمپ های سانترفیوژ هستند.
• کارکرد بی صدا
• دارای رنج وسیعی از فشار ، جریان و ظرفیت
• کم حجم و قابل نصب در مکان های کوچک

معایب پمپ آب سانتریفیوژ :

• قابلیت انتقال مایعاتی با چسبندگی بالا را ندارند.
• پمپ آب سانترفیوژ معمولا از قابلیت عملکردهایی با فشار بالا در مقایسه با سایر پمپ ها برخوردار نیستند.
• به طور کلی ، پمپ آب سانترفیوژ نمی توانند فشار بالا را بدون تغییر در طراحی تحمل کنند و برای انتقال هایی با فشار زیاد در حجم کم به جز پمپ های طبقاتی مناسب نمی باشند