پمپ آب چگونه کار میکند

ما دراین مقاله از مجله ی معبد آب قصد داریم تا با ارائه ی اطلاعاتی به بررسی و آشنایی با اینکه پمپ آب چگونه کار می کند خواهیم پرداخت.در رابطه با این نوع از سیستم های آبرسانی ابتدا باید گفت این تجهیزات یعنی پمپ دستگاهی است که انرژی سیال را تقویت کرده و موجب انتقال آن از نقطه ای به نقطه ی دیگر می شود که با توجه به نوع کارکرد وعملکرد این سری از تجهیزات میتوانند کاربرد فراوانی درصنایع مختلف را داشته باشند درواقع پمپ ها انرژی مکانیکی را ازمنبع گرفته و به سیالی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. درنتیجه انرژی سیال مضاعف شده و با فشار بیشتری به سمت دهانه خارجی هدایت می شود ،همچنین ازاین تجهیزات به منظور انتقال و جابه جایی سیال به یک ارتفاع معین در سیستم لوله کشی یا هیدرولیک استفاده می شود تا بتوان سیالات را از یک نقطه به نقطه ای دیگر جابه جا نمود .

(1-2) تقسيم بندي پمپ‌ها

به طور كلي پمپ‌ها را از نظر عملکرد ، مي‌توان به سه بخش زير تقسيم كرد:

1. جت پمپ‌ها

يكي از انواع مهم پمپ‌ها بود ه كه نيروي محركه آن براي عملكرد سيال مي‌باشد و جهت انتقال سیال از نقطه ای به نقطه دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

2. پمپ با جابجائي مثبت

این پمپ‌ها خود به دو دسته تناوبي (TWCIPROCATING) و دوراني  (ROTATIONAL) تقسيم مي‌شوند.

لازم به ذكر است كه در اين نوع از پمپ‌ها هد یا سرعت انتقال سیال وجود نداشته بلكه فشار بالا جايگزين آن مي‌شود. از اين رو در مواردي كه سيال داراي لزجت بالا بوده و فشار زياد مدنظر باشد ميتوان از اين پمپ‌ها استفاده كرد. لازم به ذكر است كه محدوده دبي در نوع تناوبي نسبتا كم است ولي در نوع دوراني دبي مي‌تواند مقادير كم تا متوسط را به خود اختصاص دهد.

3- پمپ گريز از مركز

اگر يك ذره يا يك جسم صلب بر روي يك مسير منحني حرت كند همواره نيروئي از سمت مركز به آن وارد مي‌شود كه باعث خارج شدن جسم از محور يا مركز دوران ميگردد. اساس كار پمپ گريز از مركز نيز بر اين قاعده فيزيكي استوار است به طور كلي پمپ‌هاي گريز از مركز شامل انواع زير مي‌باشند.

الف – پيچشي

ب – افشان

پ- توربيني

ت – جريان مختلط

ث – جريان محوري

اگر پمپ يك پروانه داشته باشد در اين صورت آن را پمپ يك مرحله‌اي گويند اما اگر دو يا چند پروانه پشت سر هم در روي يك محور سوار شده باشند، پمپ را چند مرحله‌اي گويند. ورودي پمپ ممكن است از يك سو باشد در اين صورت پمپ را، پمپ يك ورودي گويند. اما اگر ورودي پمپ از دو طرف باشد به آن پمپ دومكشي مي‌گويند. اندازه لوله مكش ممكن است به اندازه لوله دهش باشد. وقتي قطر لوله ورودي بزرگتر از قطر لوله ورودي باشد، بادي در محاسبات فشار كل، فشار سرعتي نيز در نظر گرفته شود.

به علت وجود ويژگي‌هاي خاص در پمپ گريز از مركز امروزه بيش از 80% پمپ‌هاي مورد استفاده در دنيا از اين نوع مي‌باشند نوع سيال قابل انتقال بايد تميز، چسبنده و شفاف باشد. جريان خروجي در تمام اين نوع از پمپ ‌ها به صورت پايدار مي‌باشد.

از آنجايكه در بوستر پمپها از پمپ‌هاي گريز از مركز استفاده مي‌شود، لذا به طول خلاصه به نوع ساختمان و چگونگي كار آن اشاره مي‌كنيم.

(1-3) ساختمان پمپ گريز از مركز

قطعات اصلي در داخل يك پمپ گريز از مركز به شرح زير است:

يك قطعه دوراني كه در داخل پوسته پمپ مورد نظر موجود بوده و با حركت سريع خود موجب گردش آب مي‌شود لذا آب تحت تاثير نيروي گريز از مركز واقع شده و از مجراي خروجي بسمت بيرون هدايت مي‌شود در نتيجه ايجاد خلاءنسبي، فشار اتمسفر باعث داخل شدن آب به بدنه پمپ مي‌گردد تا زمانيكه آب در داخل پمپ وجود داشته باشد و پره آن به حرکت دوراني در داخل پمپ ادامه دهد مراحل ذكر شده نيز تكرار مي‌گردند. منظور از اين قطعه دوراني همان پره مي‌باشد. از جمله ديگر قسمت‌هاي پمپ مي‌توان به رينگ‌هاي آبندي، دريچه تخليه هوا، ياتاقانها، كوپلينگ‌هاي اتصال اشاره نمود.

(1-4) مزاياي يك پمپ گريز از مركز

1. داشتن اندازه كم و اقتصادي بودن آنها
2. توانايي كار در دور بالا
3. داشتن فشار يكنواخت در زمان انتقال سيال
4. ايجاد نشدن شوك يا ضربان در حين انتقال سيال
5. كم بودن قطعات متحرك
6. كوپل شدن آنها با موتورها و توربين‌ها
7. توانايي انتقال مايعات حاوي مواد جامد به صورت معلق

(1-5) معايب پمپ گريز از مركز

1. سيال لزج را نمي‌تواند جابجا كند
2. ارتفاع قابل دسترسي آن محدود است
3. ايجاد آشفتگي در سيال
4. خاصيت خود هواگيري را ندارد
5. داشتن دبي كم، در فشار متوسط يا زياد مشكل است

(1-6) آرايش پمپ‌ها در يك سيستم

الف – آرايش سري

اگر در يك سيستم پمپ‌ها به صورت سري قرار گرفته باشند ما با يك جريان ثابت روبرو مي‌شويم ولي هد كل حاصل مجموع هد هر پمپ مي‌باشد. چنانچه Q معرف دبي و H معرف هد باشد داريم:

ب – آرايش موازي:

اگر در يك سيستم پمپ‌ها به صورت موازي قرار گرفته باشند در آن صورت باعكس مطلب فوق روبرو هستيم، يعني ميزان هد ثابتاما دبي كل برابر مجموع دبي هر پمپ مي‌باشد.

در پمپ‌هاي موازي، اگر يك پمپ خاموش شود، پمپ‌هاي باقيمانده تقريبا مي‌توانند دبي طراحي را بدهند. در واقع ميزان آبدهي يك پمپ در وضعيت موازي بيشتر مي‌باشد كه اين از نظر حفاظت پمپ ذخيره يك مزيت محسوب مي‌شود زيرا وظيفه پمپ ذخيره آن است كه عمل پمپاژ را در صورت قطع پمپ در حال كار، ادامه دهد. آرايش چندگانه پمپ‌هارا بوستر پمپ مي‌گويند كه در فصل بعد به تفصيل مطرح گرديده است.

(1-7) جداول و نمودارهاي پمپها

با توجه به نياز مبرم شركت‌ها و مهندسي مشاور و پيمانكاران به مشخصات پمپ‌هاي ساخت شركت‌هاي ايراني (به لحاظ مصرف بالا) اين شركت براي اولين بار در سطح كشور اقدام به تهيه جداول و نمودارهاي مربوط به پمپ‌هاي مذكور نموده است كه در ادامه ارائه مي‌گردد.

جداول پمپ‌ها شامل ابعاد شاسي الكتروپمپ‌هاي كوپل شده، اتصالات و نمودارهاي هد ـ دبي براي دوره‌هاي 1450 و 2900 دور در دقيقه مي‌باشند.

(1-8) پديده كاويتاسيون (Cavitation)

اگر در يك سيال فشار درون آن در درجه حرارت محيط كاهش يابد، تشكيل فاز بخار در مايع صورت ميگيرد، كه اين پديده را به نام كاويتاسيون يا كچلي مي‌شناسند. ايجاد اين پديده در جريان مايعات ممكن است، باعث ايجاد ضربه قوچ گردد.

بعبارت دیگر ، جریانی از مایع را در نظر بگیرید هرگاه فشار درون لوله به فشار بخار مایع نزدیک شود یا برسد مایع موجود در لوله شروع به جوشیدن می کند. و حباب های بخار در آن تشکیل می شود. این حباب های کوچک به همراه مایع به نقاطی که فشار در انجا با لاتر است منتقل می شود و می ترکند و باعث ایجاد اسیب به بدنه های لوله و پره های توربین می شود این پدیده را کاویتاسیون (خلازایی) می نامند.

كاويتاسيون در محلي شروع مي شود كه در آن سرعت مايع زياد شده و در نتيجه فشار كاهش مي‌يابد. اين كاهش فشار در سيال تا حد فشار اشباع باعث ايجاد جوش در مايع مي‌گردد.

در توربو ماشين‌هاي آبي در جايي كه سيال شتاب مي‌گيرد امكان ايجاد كاويتاسيون وجود دارد. اين پديده در پمپ‌ها در نوك پره و در ناحيه ورودي اتفاق مي‌افتد. از جمله اثرات اين پديده ايجاد سايش بر روي پره مي‌باشد. سيال متحرك و بخار تشكيل شده، در روي پره متحرك تحت فشار زياد قرار گرفته و لذا حباب‌هاي بخار مي‌تركند در نتيجه يك حجم خالي توسط سيال از هر طرف پر خواهد شد. بايد توجه داشت كه در اثر تركيدن حباب‌هاي بخار، ميزان حجم مخصوص آنها كاهش مي‌يابد.

لذا در طرايح يك پمپ بايد پديده كاويتاسيون به طور جدي مورد توجه قرار گيرد. براي اينكه برتوان از اين پديده جلوگيري كرد بايد هد پمپ در محاسبات از دقت كافي برخوردار باشد و پمپ در ارتفاع پاينتر از سطح آزاد آب نصب شود.

(1-9) هد مكش خالص NET POSITIVE SUCTION HEAD (HPSH)

براي بدست آوردن هد مكش خالص شكل مقابل را در نظر مي‌گيريم:

در نقطه 1 انرژي پتانسيل و انرژي جنبشي افزايش يافته و اين افزايش انرژي به علاوه افت انرژي مفيد بين دو نقطه 1و0 باعث كاهش فشار  در نقطه 1 مي‌شود. لذا طبق رابطه برنولي داريم:

1)

كه در آن   فشار اتمسفر و  كمترين فشار است.

سرعت مربوط به سيال در نقطه 1 كه داراي كمترين فشار مي‌باشد، است

اختلاف ارتفاع دو نقطه 1 و 0 را بيان مي‌كند.

هد اصطكاك در لوله از نقطه 0 تا 1 مي‌باشد.

مربوط به افت در اثر برخورد سيال به پره‌هاي متحرك است.

يك ضريب تجربي است و  به ابعاد هندسي و دبي جريان در پمپ بستگي دارد. جمع اين دو رابطه را با NPSH نشان مي‌دهند لذا:

2)

پس از مقايسه رابطه 2و 1 داريم:

يا :

لازم به ذكر است كه ، چنانچه در رابطه فوق  شود پديده كاويتاسيون رخ مي‌دهد در اين صورت NPSH به تبديل NPSHR مي‌گردد. (NPSHR=NET POSITIVE SUCTION HEAD REQUIRED)

عیب یابی در پمپ ها

در شرایط ایده ال پمپ هایی را مورد استفاده قرار می دهیم که همیشه در بهترین وضعیت خود کار می کنند.اما در دنیای واقعی به ندرت پیش می آید بتوانیم از یک تولید کننده پمپی دریافت نماییم که بازدهی آن به الزامات مورد نظر ما نزدیک باشد.و یا پیدا کردن راهی که بتواند عملکرد پمپ را درنقطه بیشترین بازدهی و یا نزدیک به ان نقطه حفظ نماید محال به نظر می رسد.البته مهندسین کاربردی راههایی برای بهینه سازی انتخاب پمپها دارند.یک راه این است که پمپ مطلوب را مشخص نموده و مشخصه های آن را به قدری دقیق ذکر نماییم که پمپهای دیگر را شامل نشود.در صنعتی که رقابت بر سر بهترین پیشنهادات وجود دارد این کار مورد قبول واقع نمی شود.روش دیگر بیان نمودن مشخصات پمپ بصورت پارامترهای اساسی می باشد.این پارامترها عبارتند از: جریان هد (افت فشار)،حداکثر توان ترمز، حداقل بازدهی پمپاژ،حداقل ضریب توان موتور و حداکثر سرعت موتور.
عملكرد پمپهاي سانتريفوژ در حالتی که شدت کار بر روی آنها زیاد باشد مي تواند موجب اختلالاتی در تلمبه شود. جريان توربولنت مي تواند موجب ایجاد لرزش هايی باعث و خارج شدن پمپ از مدار شود که به آن اصطلاحا می گوینداوت شده. يكي از دلايل اوليه لرزشهاي پمپ كاويتاسيون می باشد. در اين حالت در اثر كاهش فشار مايع و تبخير صورت گرفته در سمت مكش پروانه توده هاي حباب توليد و به خروجي پروانه برخورد کرده. حبابها همراه با صدا (مشابه صداي ضربه به بادكنك) و ايجاد لرزش مي شود.
توليد حباب در پروانه وقتي رخ مي دهد كه Npsh موجود مكش پمپ كمتر از Npsh اين امر مي تواند به علت وجود مانع در مسير مكش، وجود زانوئي در فاصله نزديك ورودي پمپ و يا شرايط غير عادي مي باشد. عواملي مانند افزايش دما و يا كاهش فشار در سمت مكش نيز مي تواند شرايط فوق را ايجاد كند. البته انتخاب پمپ براي سيستمهايي كه در دبي هاي متفاوت و سرعت متغير كار مي كنند بايستي با دقت صورت گيرد تا از پديده كاويتاسيون جلوگيري گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است يك عامل رايج اين لرزشها پديده كاويتاسيون است و مي تواند مخرب نيز باشد.

ازدیگر عواملی که می تواند باعث لرزش در پمپ ها شود می توان به هم محور نبودن تلمبه و محور اصلی آن بیان کرد زیرا در این صورت باعث ایجاد جفت نبودن با دیگر قطعات دانست به همین دلیل باعث ایجاد سرو صدا می شود.

از دیگر عوامل می توان به خارج شدن شفت از مرکز خود دانست که این پدیده با چشم قابل دیدن و تشخیص نیست به همین دلیل آن را بر روی ماشین تراش که دارای اندازه گیر ساعتی می باشد نصب می کنند و اگر این کج شدگی به اندازه خیلی خیلی ناچیرز باشد به وسیله یک شخص ماهر قابل بازگشت به خط می باشد در غیر اینصورت از رده خارج می شود.

یکی دیگر از اشکالات در پمپ ها می توان به خوردگی پروانه تلمبه و رینگ ها و بلبرنگ ها اشاره کرد که سائیده شدن و یا فاصله آزاد آنها زیاد شده است.

لازم به ذکر است با توجه به کاربرد گسترده ای که این سیستم داراست درابعاد و وزن های متفاوت درجهت مصارف گوناگون تولید و عرضه می شود.درادامه ی مطالب این مقاله با ما درجهت آشنایی بیشتردر رابطه با اینکه پمپ آب چگونه کار می کند، همراه باشید .
نحوه کارکرد پمپ آب

اولین گام برای آشنایی و دستیابی به اطلاعات در خصوص اینکه عملکرد پمپ های آب به چه صورت است ، بررسی ساختار و مشخصه های فنی این سیستم میباشد. ابتدا باید گفت این سری از تجهییزات در زمینه های مختلف به منظور افزایش فشار سیال مورد استفاده بوده وبه همین دلیل اگر بخواهیم بدانیم پمپ آب چگونه کار می کند باید به دارا بودن جایگاه ویژه ی آن در حوزه مصرف اشاره نمود .

• در واقع باید گفت از پمپ آب درصنایع مختلف و حتی وسایل و ابزارهای متعددی استفاده می شود به طور مثال در پمپ بنزین، پمپ های استخراج نفت، پمپ آب خودرو، انواع مدل های پمپ آب همگی به منظور جابه جایی و پمپاژ سیالات طراحی و ساخته شده اند. پمپ آب یکی از رایج ترین و پرکاربردترین نوع پمپ های موجود است، که در مصارف خانگی، کشاورزی و صنعتی کاربرد عمده ای دارند که اصلی ترین نقش آن به منظور انتقال و جابه جایی سیالات و مایعات مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی در رابطه با اینکه پمپ آب چگونه کار می کند و با در نظرداشتن کاربردشان درسه دسته طبقه بندی می شوند که عبارتند از:
  

  پمپ آب از نوع جنبشی (Dynamic Pump)

  پمپ آب از نوع جابه جایی مثبت (Positive Displacement Pumps)

  پمپ آب مخصوص (Special Pumps)

پمپ آب چگونه کار می کند

گفتیم که با بررسی ساختار و مشخصه های فنی درهرسیستم بهترمیتوانیم با عملکرد آن آشنایی پیدا کنیم . در رابطه با این موضوع هم که پمپ آب چگونه کار می کند نیز باید گفت بهتراست ابتدا ساختار این نوع ازسیستم آبرسانی را مورد بررسی قرار دهیم . نکته ی حائز اهمیت درباره ی این سیستم ها که امروزه جایگاه ویژه ای را در حوزه ی مصرف به خود اختصاص داده اند مربوط به لزوم و میزان نقش مهمی است که آب در زندگی ما ایفا می کند .

به این صورت که برای انجام هرکاری به آن وابسته میباشیم وعلاوه براین ها گسترش شهرنشینی و افزایش میزان بی رویه ازمنابع شیرین منجربه بروز مشکلاتی از جمله مهمترین آن که کمبود و یا عدم دسترسی به یک مورد مهم در زندگی، یعنی آب است که این مورد ازجمله مشکلات رایجی است که اغلب دربیشترمناطق شهری با تراکم بالا با آن مواجه هستیم که انجام امور روزانه را دچار اخلال میکند .

بنابراین درمورد اینکه پمپ آب چگونه کار می کند باید به نقش آن در زندگی اشاره نمود و با وجود این قبیل مشکلات در تامین یک نیاز اساسی زندگی یعنی آب بهترین و مناسب ترین راه استفاده ازاین نوع تجهیزات آبرسانی تحت عنوان پمپ آب است که به راحتی با قابلیت و کارایی هایی که دارد قادر به فراهم کردن آب مورد نیاز مصرفی در کوتاه ترین زمان ممکن است .

البته لازم به ذکر است با توجه به کارایی که این سیستم دارا میباشد میتواند درزمینه هایی از جمله : مصارف خانگی، صنعتی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد و با این تفاسیرمیتوان گفت این تجهیزات وسیله ای اند که با توجه به ویژگی هایشان میتوانند آسایش و رفاه در زندگی را برای افراد فراهم بنمایند .

در خصوص این موضوع که پمپ آب چگونه کار می کند با مورد بررسی قرار دادن اجزا و قطعات اصلی آن میتوان نسبت به عملکرد این سیستم ها آشنایی پیدا کرد .ازاصلی قطعات و اجزای بکار رفته درانواع مدل های پمپ آب باید به وجود قطعاتی چون : الکتروموتور، کوپل، هاوس برینگ، مکانیکال سیال، پره های پمپ، پروانه و تیغه اشاره نمود که پره ها یا پروانه در محور و سیستم آب بندی درون محفظه ی پمپ قرارمیگیرند .

پمپ ها انرژی مکانیکی خود را از الکتروموتوردریافت نموده و با ورود سیال به داخل محفظه پمپ، پروانه شروع به چرخیدن می نماید که این چرخش پره ها انرژی جنبشی خود را به سیال درحال عبورداخل محظفه منتقل ودرنتیجه سیال درحال عبورانرژی بیشتری پیدا کرده که منجر می گردد با سرعت و فشار بیشتری پمپاژ می شود .

بنابراین پمپ آب با استفاده از نیروی برق و تبدیل آن به نیروی محرکه سبب انتقال انرژی به سیال شده و درنتیجه با انرژی و فشار بیشتری به سمت دهانه خروجی پمپاژگردد. لازم به ذکر است که این تجهیزات علاوه مصارف خانگی، در زمینه ها صنعتی و کشاورزی نیزمورد استفاده قرارمی گیرند.
نحوه-عملکرد-پمپ-آب
کارکرد اتوماتیک پمپ آب

برای اطلاع از اینکه پمپ آب چگونه کار می کند به طور کامل به ویژگی ها و نحوه عملکرد این تجهیزات پرداخته ایم. اما درادامه ی مطالب به بررسی یک نوع دیگر از انواع پمپ تحت عنوان پمپ اتوماتیک می پردازیم .

اگربخواهیم از نحوه ی عملکرد این سیستم بگوییم باید به دارابودن قابلیت های آن از جمله کنترل جریان آب پمپ و جلوگیری از قطع و وصل شدن جریان آب از درجه، پنج راهی، کلید اتوماتیک و منبع هوا که در آن تعبیه شده اشاره نمود اما امروزه این سیستم با داراشدن یکسری قابلیت ها میتوان در آن به جای به کارگیری این چهار قطعه ازکلید اتوماتیک دیجیتال یا ست کنترل جهت کنترل نوسانات و تنظیم شدت جریان آب هم استفاده نمود.

دراین دست ازتجهیزات ست کنترل روی پمپ آب خانگی نصب می شود و نحوه عملکرد آن به این صورت است که به هنگام باز کردن شیرآب ، ست کنترل شروع به کار کرده و پمپ را روشن می نماید و تا زمانیکه شیر آب باز باشد هم پمپ نیز روشن می ماند و میتواند فشار آب را ثابت نگه دارد ودر هرزمانی که آب شهری قطع باشد و به پمپ آب نرسد به صورت اتوماتیک پمپ را از مدارخارج نموده و به این ترتیب باعث کاهش استهلاک و جلوگیری از سوختن پروانه و الکتروموتور پمپ آب می شود.

پمپ آب

ازویژگی های دیگری که میتوان برای این نمونه از تجهیزات آبرسانی نام برد وجود کلید اتوماتیک پمپ آب و تاثیرآن روی اینکه پمپ آب چگونه کار می کند و یا نیاز به تنظیم و لوله کشی اضافی ندارد ، میباشد درواقع چگونگی کارکرد پمپ آب این است که با عدم نیاز به تنظیم و لوله کشی اضافه از پرکاربرد ترین ها شناخته می شود .نکته ی مهم درهنگام نصب کلید اتوماتیک پمپ این است که باید فشار پمپ آب، یک بار از فشار ست کنترل بیشتر باشد به همین جهت باید به سایز و توان ست کنترل توجه نمود که با فشار ایجاد شده توسط پمپ تنظیم شود.

برای مثال شما می توانید ست کنترل را روی 1.2 تا 1.5 بار تنظیم نمایید تا هنگامی که فشار آب ورودی کمتر ازاین میزان شد پمپ آب به طور اتوماتیک بعد از چند ثانیه خاموش شود البته لازم به ذکر است با نصب ست کنترل ،پمپ آب خودش به صورت اتوماتیک شروع به کار میکند.

• پمپ آب چگونه کار میکند .