پمپ چیست؟

 پمپ چیست؟

پمپ چیست ؟


تلمبه یا پمپ وسیله ایی است مکانیکی برای جابجایی و انتقال انواع مایعات که با افرایش 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.

تعریف پمپ

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.

دبی

میزان عبور سیال از یک مقطع در واحد زمان تعریفی از دبی می باشد و معمولا آن را با Q نمایش می دهند.

واحد های اندازه گیری دبی
اندازه گیری دبی بصورت 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 K.gr/h
 - واحد های حجمی
میزان عبور توده حجمی از سیال در واحد زمان محاسبه می شود مانند lit/min ،m3/s

هد ( 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 vآب بر حسب متر (m) و یا فوت (ft) بیان می شود و برای پمپ های روتاری و جابجایی مثبت فشار پمپ بر حسب بار bar،PSI، کیلو پاسکال (kpa) بیان می شود.
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 به عمل آمده است.
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:
 1 - پمپ جابجایی مثبت (Positive Displacement Pump)
 A - پمپ دورانی Rotary
 A1 - پمپ دنده ای
 A2 - پمپ لوب
 A3 - پمپ پره ای
 A4 - پمپ پیش رونده خلاء
 A5 - پمپ پیش رس
 A6 - پمپ اسکرو

 B - پمپ رفت و برگشتی Reciprocating
 B1 - پمپ پیستونی شناور
 B2 - پمپ دیافراگمی

پمپ دورانی Rotary

در این نوع پمپ ها، جابجایی توسط حرکت دورانی چرخ دنده، میل بادامک و یا پره ها انجام می شود.

انواع پمپ دورانی
 - پمپ دنده ای (Gear Pumps)
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. پمپ دنده ای به دلیل اینکه مقدار مشخص و ثابتی مایع را در هر سیکل جابجا می کند از نوع پمپ های جابجایی مثبت می باشند.

پمپ چیست

 - پمپ لوب (Lobe Pumps)
پمپ لوب در صنایع مختلف از جمله کاغذ سازی، غذایی، بیوتکنولوژی، دارویی، شیمیایی کاربرد دارد علت کاربرد گوناگون پمپ لوب، کیفیت بالای بهداشتی، قابلیت اطمینان، مقاوم در برابر خوردگی در محیط های بخار می باشند.

پمپ لوب

 - پمپ پره ای (Vane Pumps)
پمپ های وین یا پمپ پره ای نوعی از پمپ های جابجایی مثبت (Positive Displacement Pump) و روتاری هستند که ازنظر اصول کارکرد با پمپ دنده ای (Gear Pumps) 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.

پمپ پره ای
 
 - پمپ پیش رونده خلاء (Progressive Cavity Pumps)
این پمپ ها توسط حفره هلی گسسته ای که روی یک روتور مارپیچ قرار دارد ف 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 خلاء

 - پمپ پیش رس یا پمپ محیطی (Peripheral Pumps)
در پمپ های پیش رس محفظه مکش بزرگتر از تخلیه است و این باعث افت فشار محفظه مکش شده در نتیجه سیال راحت تر وارد پمپ می شود. اما قسمت تخلیه کوچکتر است و این عامل سیال را به شدت بیشتری می راند. هنگامی که پمپ روشن می شود پروانه پمپ، سیال را از قسمت دهانه مکش به خروجی هدایت می کند.

پمپ محیطی

 - پمپ اسکرو (Screw Pumps)
پمپ اسکرو یک پمپ جابجایی مثبت است. به همین دلیل با هر دور گردش، حجم مشخصی از سیال جابجا می گردد. لذا با افزایش سرعت دورانی دبی سیال نیز افزایش می یابد. در تمام پمپ های اسکرد سرعت چرخش پمپ با توجه به ویسکوزیته سیال تعیین می گردد. در صورت افزایش ویسکوزیته سرعت پایین تری برای گردش انتخاب می شود.

پمپ اسکرو

پمپ رفت و برگشتی (Reciprocating Pumps)

در این نوع پمپ ها انتقال انرژی به صورت پریودیک و دوره ایی انجام شود. نیروی محرکه در این پمپ ها معمولا الکترو موتور 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.

انواع پمپ رفت و برگشتی

 - پمپ دیافراگمی (Diaphragm Pumps)
پمپ دیافراگمی نوع دیگری از پمپ جابجایی مثبت یا همان گسسته می باشد. در پمپ دیافراگمی قطع و وصل شدن جریان، به واسطه حرکت این دیافراگم است. پمپ دیافراگمی برای جابجایی 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 پمپ ها برعکس دیگر پمپ ها هیچگونه پروانه ایی وجود ندارد و عمل جابجا شدن سیال توسط یک صفحه انعطاف پذیر که معمولا از جنس الاستومتر است استفاده می شود.

انواع پمپ دیافراگمی
 - پمپ دیافراگمی دستی
 - پمپ دیافراگمی الکتریکی
 - پمپ دیافراگمی پنوماتیکی  یا بادی
در صنعت سیستم پنوماتیکی آن به دلیل عدم نیازبه جریان الکتریسیته کاربرد بیشتری دارد.

 توانایی پمپ دیافراگمی
 - ایجاد فشار مناسب خروجی تا 1200bar
 - توانایی کار با سیالات ویسکوز
 - راندمان بالای 97 %
 - توانایی کار با حداقل روغن کاری
 - قابلیت غوطه وری در سیال
 - قابلیت کارکرد خشک
 - نداشتن سیل مکانیکی
 - قابلیت استفاده در محیط های قابل اشتعال و یا انفجار
 - قابلیت مکش از بشکه ها و مخازن با ابعاد گوناگون
پمپ دیافراگمی پنوماتیک بشکه کش با هوای فشرده کار می کند و دارای توان مکش بالا می باشد و در نتیجه جهت پمپاژ انواع سیال مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ دیافراگمی
 
پمپ پیستونی شناور یا بلانچری
این نوع پمپ ها دارای مکانیزم دورانی هستند و از گروه پمپ های جابجایی مثبت بوده که اصول عملکرد آنها در پمپ نمودن سیال همانند 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 100 تا 1000) 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.

انواع پمپ پیستونی
 - پمپ کارواش
 - پمپ کارواش خانگی
 - پمپ کارواش صنعتی
 - پمپ کارواش آب گرم و سرد
 - پمپ کارواش الکتریکی، پمپ کارواش بنزینی و پمپ کارواش دیزلی
 - پمپ مه پاش
 - پمپ سم پاش


پمپ پیستونی

پمپ دینامیکی یا جابجایی غیر مثبت (Non Positive Displacement Pumps )

در این نوع پمپ ها یک پره محرک با حرکت دورانی، انرژی جنبشی را به فشار یا سرعت تبدیل می کند.

انواع پمپ دینامیکی
 - پمپ سانتریفیوژ (Centrifugal Pumps)
پمپ سانتریفیوژی پرمصرف ترین و پرکاربردی ترین نوع پمپ در صنعت می باشند. بطوریکه حدود 75% مصرف پمپ در صنعت را شامل می شود. از آنجایی که دراین 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 براساس نیروی گریز از مرکز کار می کنند. مکانیزم کار در اینگونه 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.
 - جریان شعاعی
 - جریان مخلوط
 - جریان محوری

مزایای پمپ های سانتریفیوژ
 - طراحی ساده
 - قیمت مناسب
 - اشغال فضای کم
 - تنوع در جنس پروانه ها
 - در دسترس بودن
 - هزینه های جاری پایین نسبت به پمپ های دیگر

معایب پمپ های سانتریفیوژ
 - در حالت عادی فشارها و دبی های بالا را تامین نمی کنند.
 - برای فشارهای بالا بسیار گران قیمت هستند (پمپ های طبقاتی).
 - نیاز به آب بندی دارند.

پمپ سانتریفیوژ

 - پمپ خطی ( Axial Flow Pump)
این نوع از پمپ ها از نوع گریز از مرکز می باشند که با توجه به ظرفیت های مختلف در دو نوع خطی و زمنیی مورد استفاده قرار می گیرند. و در دو نوع پمپ سیرکولاتور بدنه چدن و پمپ سیرکولاتور بدنه استیل ساخته می شود و قادر به پمپاژ سیالات تا دمای 130-100 درجه سانتیگراد می باشند. این نوع پمپ ها غالبا برای سیرکوله آب مورد استفاده قرار می گیرند.
از نکات مهم در پمپهای زمینی و خطی می توان عنوان کرد که پمپ های خطی معمولا تنها دبی ایجاد می کنند در حالیکه پمپ های زمینی هم دبی و هم فشار تولید می کنند.

ویژگی های پمپ سیرکولاتور
 - صدای کارکرد کمی دارند.
 - این نوع از پمپ ها در دونوع تک فاز و سه فاز و تک دور، دو دور، سه دور، چهاردور، ساخته می شوند.
 - دور موتور این نوع از پمپ ها 1500 و 3000 دور می باشد.
 - جنس بدنه این پمپ ها غالبا از چدن و استیل می باشد.
 - جنس پروانه آنها از جنس چدن، استیل و برنج می باشد.
 - این دسته از الکترو پمپ ها در دونوع با واسطه ( کوپلینگ ) و اتاروم یا موتور خشک و بدون واسطه وجود دارند.
 - این نوع پمپ ها دارای مکش منفی نیستند.

پمپ سیرکولاتور

تفاوت پمپ های مکانیکی و جاجایی مثبت
 - پمپ های جابجایی برای مقادیراندک جریان در فشارهای بالا و برای مایعات لزج به کار می روند و پمپ های دینامیکی معمولا برای فشارهای متوسط و جریان های زیاد کاربرد دارند.
 - در پمپ های جابجایی انرژی مورد نظر به صورت مستقیم به فشار تبدیل می شود و در پمپ های انرژی افزوده شده ابتدا به سدعت تبدیل می شود و سپس در حلزوی و یا دیفیوزر به فشار تبدیل می شود.
 - در پمپ های جابجایی حداکثر فشار با توجه به فشار سیستم تعیین می شود به این معنی که تا جایی که درایو پمپ توان داشته باشد، پمپ فشار خود را به میزان مورد نیاز سیستم می رساند. حداکثر انرژی ( فشار یا هد ) در پمپ های دینامیکی محدود است که این فشار با بستن کامل شیر خروجی در جریان صفر بوجود می آید.
 - در پمپ های جابجایی انرژی در پریود های معینی به سیال ارسال می شود و در پمپ های دینامیکی انرژی به طور پیوسته به مایع و سیال ارسال می گردد.

پمپ های مکانیکی

کاویتاسیون در پمپ
تشکیل و انفجار سریع حباب در سیالات بر اثر نیروهای وارد بر مایع را کاویتاسیون می گویند. این حالت زمانی اتفاق می  افتد که سیال تحت تغییرات سریع فشار قرار می گیرد که حفره ایجاد شده و سریعا از بین می رود.

طراحی نامناسب حوضچه مکش باعث تشکیل گردابه ها در الگوی جریان سیال شده و به همین جهت به کرات مکش حباب های هوای فشرده به داخل پمپ دیده می شود که از مشکلات عمده در پمپ ها به شمار می رود. همچنین طراحی نامناسب حوضچه، نه تنها موجب افزایش نیاز به غوطه وری بیشتر برای غلبه بر این گردابه ها می گردد. بلکه می تواند سبب پدیده ای به نام کاویتاسیون گردد که سبب تاثیرات نامطلوبی بر راندمان پمپ می شود.
رایج ترین این نمونه ها سایش پروانه پمپ ها هنگانی که یک تغییر ناگهانی در جهت حرکت سیال رخ می دهد. کاویتاسیون معمولا به دو بخش ساکن و گذرا تقسیم می شود.

مهمترین آثار کاویتاسیون
 - ایجاد تغیرات در هیدرودینامیک سیال
 - صدمه به سطوح مرزی بین جامد و سیال
 - ایجاد ارتعاش و لرزش

کاویتاسیون و علل آن



اطلاعات عمومی در خصوص پمپ ها
واژه ها و اصطلاحات کلیدی مورد استفاده در صنعت پمپ سازی
در این مقاله ، یک سری از واژه های فنی و کلیدی را که در صنعت تولید پمپ کاربرد اساسی دارند، به همرا معانی آنها مورد بررسی قرار خواهیم داد. تمامی اندازه ها و واحدهای اندازه گیری به شکل فنی بیان شده اند.
ارتفاع (Head)
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 30 متر قادر است مقدار Q لیتر از سیال را در هر ثانیه به ارتفاع 30 متر پمپاژ کند. مقدار ارتفاع پمپاژ هر پمپ براساس قطر پروانه و سرعت گردش موتور پمپ محاسبه می شود و نوع سیال پمپاژ شونده حائز اهمیت نمی باشد. به عبارت دیگر در مثال فوق پمپ قادر است مقدار Q لیتر از سیال پمپاژ شونده اعم ا زآب صاف، نفت و یا جیوه و غیره را به ارتفاع 30 لیتر در هر ثانیه پمپاژ کند و تفاوت تنها در مقدار توان مصرفی پمپ جهت پمپاژ سیالات متفاوت می باشد.
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. قابل ذکر است که هر 1dm3 برابر با 1 لیتر است.
فشار (Pressure)
مقدار فشار یعنی مقدار فشار وارد شده بر رویهر واحد از سطح زمین (برای مثال Kg/cm2) و باید دقت داشت که با مقدار ارتفاع اشتباه نشود. در صورت پمپاژ مایعات، مقدار فشاری که مایع بر روی سطح زمین وارد می کند برابر است با حاصلضرب مقدار ارتفاع پمپاژ در وزن خاص مایع پمپاژ شونده. به همین خاطر حجم چندین کیلومتر هوا بر روی سطح زمین، بر روی طح دریا تنها فشاری برابر با 1 Kg/cm2 تولید می کند یعنی فشاری نزدیک به تقریباً یک اتمسفر. ولی همین مقدار حجم از مایع فشاری برابر با 700 الی 800 برابر فشار هوا تولید می کند. زیرا وزن خاص مایع 700 الی 800 برابر از وزن هوا بیشتر است. به خاطر داشته باشید که مقدار فشار آب با ارتفاع 10 متر، چیزی نزدیک به 1 Kg/cm2 می باشد. با نصب یک مانومتر در خروجی پمپ می توان افزایش فشارهای زیر را اندازه گیری کرد.

a) نفت- وزن خاص 2.1 Kg/cm2 = 00.7*0.001*30*100 = 0.7 Kg/cm3
b) آب- وزن خاص 0.3 Kg/cm2 = 00.1*0.001*30*100 = 1.0 Kg/cm3
c ) جیوه- وزن خاص 40.8 Kg/cm2 = 13.6 * 0.001 *30 * 100 = 13.6 Kg/cm3

دبی (جریان)
به مقدار سیال یا مایعی که در واحد مشخصی از زمان از نقطه ای خاص مانند 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، 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 ینز برابر با مقدار آمپر و جریان الکتریکی می باشد. همانطور که 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. همانطور که جهت انتقال جریان الکتریسیته به کابل برق از طریق سیم نیاز به اختلاف ولتاژ داریم، برای انتقال سیال در لوه نیز باید هد خاصی را تعریف کرد. تعیین مقدار هد یکسان در دو طرف یک لوله افقی باعث می شود سیال درون لوله هیچ گونه جریانی نداشته باشد به ا ین علت که همانطور که کابل برق در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود مقاومت نشان می دهد .
افت ارتفاع پمپاژ
با عبور سیال از لوله ها، فیلتر و یا شیرها و در اثر اصطکاک با جداره داخلی آنها مقدار جریان سیال و در نتیجه ارتفاع پمپاژ تا حدودی کاهش می یابد که به آن افت ارتفاع گفته می شود. همانند 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 نیز به همان نسبت افزایش پیدا می کند.

پمپ
به دستگاه مورد استفاده جهت پمپاژ سیال عبوری از آن تا ارتفاعی خاص ر گفته می شود. به پمپ سیال به سطحی بالاتر و یا به جریان انداختن سیال داخل لوله Head و یا ارتفاع پمپاژ گفته می شود.
ویژگی های پمپ عبارتند از:
دبی- مقدار سیال خروجی از پمپ در یک واحد زمانی خاص
ارتفاع- مقدار ارتفاع پمپاژ سیال

حال با توجه به ارتباط بین مقدار دبی و مقدار ارتفاع پمپاژ می توان پمپ ها را به گروه های زیر تقسیم بندی کرد:
پمپهایی با مقدار دبی پایین و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپهای پیستونی و دوار و سانتریفیوژهای کوچک)
پمپهایی با مقدار دبی و ارتفاع معمولی (سانتریفیوژها)
پمپهایی با دبی و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپهای دارای پروانه های ملخی شکل و helio centrifugal)
موتور سانتریفیوژها، Heliocentrifugal، و یا پمپهای دارای پروانه های ملخی شکل بصورت دورانی حرکت کرده و سرعت گردش آن بر حسب دور در دقیقه rpm محاسبه می شود. در این دسته از پمپها 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
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، 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 ان به سیال، توان مصرفی پمپ گفته می شود. بواسطه 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 75 درصدی است، یعنی تنها پمپ درصد از توان مصرفی را برگردانده و 25 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 کمتر است.
بنابراین هزینه مصرف انرژی آن کمتر می باشد.

اگر توان خروجی دو پمپ برابر با 1HP بوده در حالی که راندمان پمپ اول 50 و دیگری 60 درصد باشد، نتیجه می گیریم که مقدار توان مصرفی مورد نیاز جهت تأمین توان خروجی 1HP برای پمپ اول 2HP  و برای پمپ دوم تنها 1.67HP می باشد.
پس در نتیجه مهمترین پارامتر جهت تعیین کیفیت دستگاه و مقدار صرفه جویی در مصرف انرژی، پرامتر راندمان است.

هد پمپ و نحوه اندازه گیری آن
هد پمپ برابر با مقدار ارتفاع پمپاژ ر بوده که عموماً بر حسب متر محاسبه می شود. جهت محاسبه ارتفاع پمپاژ پمپ باید مقدار هد مکش و مقدار هد دهش را در حین کارکرد پمپ اندازه گیری کنید.
بسته به نحوه نصب دستگاه، ارتفاع پمپ به دو حالت زیر محاسبه می شود:
1. مقدار هد مکش منفی می باشد که در این صورت سطح سیال پمپاژ شونده پایین تر از لوله مکش قرار دارد.
2. مقدار هد مکش مثبت می باشد که در این صورت سطح سیال پمپاژ شونده بالاتر از لوله مکش قرار دارد.

در حالت اول مقدار ارتفاع پمپاژ برابر با مجموع ارتفاع مکش و دهش و در حالت دوم برابر با کسر مقدار ارتفاع مکش از مقدار ارتفاع دهش است.
توجه داشته باشید که اتصالات ا رتفاع سنج های مکش و دهش به دهانه هایی با قطر یکسان متصل باشند تا تفاوت در غلظت سیالات موجب تغییر مقادیر آنها نشود. در غیر این صورت با محاسبه هد دینامیکی که عبارت است از افت فشار داخل لوله در اثر اصطکاک بین سیال و اتصالات می توان مقدار ارتفاع اندازه گرفته شده را اصلاح کرد. فرمول محاسبه هد دینامیکی به صورت زیر می باشد:

محاسبات پمپ


V: سرعت سیال
g: شدت جاذبه که برابر است با 9.81
مقدار صحیح هد برابر است با اختلاف هد دینامیکی در دو نقطه مکش و دهش می باشد.
بنابراین چنانچه ارتفاع سنج های یک پمپ بر روی لوله هایی با قطر یکسان نصب شده اند و غلظت سیال درون آنها با هم برابر است.
مقدار صحیح هد برابر با 0 می باشد.

جهت محاسبه هد پمپهای شناور، تنها محاسبه هد دهش کافی می باشد. سپس با اضافه کردن مقدار هد دینامیکی و اختلاف ارتفاع بین سطح سیال و مانومتر می توان هد پمپ را محاسبه کرد.
توان پمپ
مقدار توان پمپ بر حسب KW و یا HP محاسبه می شود.
Q: دبی
H: ارتفاع بر حسب متر
γ: وزن مخصوص سیال
توان پمپ با یکی از فرمول های زیر محاسبه می شود:
محاسبات پمپ

نحوه محاسبه توان خروجی موتور
P1: توان مصرفی موتور
P2: توان تولیدی موتور
P3: توان تولیدی موتور

توان خروجی موتور

تغییر هد پمپ با تغییر سرعت گردش موتور
عملکرد پمپ با سرعت گردش موتور رابطه مستقیم دارد. در صورت عدم ایجاد پدیده کاویتاسیون، می توان از قانون تشابه استفاده نمود که طبق فرمول های زیر صورت می گیرد:
محاسبات هد پمپ

برای مثال با دو برابر کردن دور موتور ny
Qx: مقدار دبی دو برابر می شود.
Hx: ارتفاع چهار برابر می شود.
P2-x: توان مصرفی هشت برابر می شود.
Q-H-P2: مقدار سرعت n
Qx-Hx-P2-x: مقدار سرعت nx
N.P.S.H (ارتفاع مکش مثبت خالص)

پدیده کاویتاسیون هنگامی اتفاق می افتد که ارتفاع مکش مثبت خالص از آنچه که کارخانه سازنده توصیه نموده است کمتر باشد. بنابراین NPSH یعنی فشار مطلق مورد نیاز در قسمت مکش پمپ جهت پمپاژ سیال بدون ایجاد پدیده کاویتاسیون.
ایجاد پدیده کاویتاسیون نه تنها باعث تولید صدایی نامطلوب در دستگاه شده بلکه به پروانه های پمپ نیز آسیب می رساند.
مقدار مورد نیاز NPSH با توجه به شرایط نصب و نوع سیال طبق فرمول زیر محاسبه می شود:

محاسبه NPSH

Z1: اختلاف سطح بین محور پمپ و سطح سیال پمپاژ شونده
P1: مقدار فشار هوا بر روی سطح سیال. در صورت مکش سیال از مخزن باز و یا تماس سطح سیال با هوا، مقدار P1 برابر است با 0
Pb: فشار اتمسفر
Pv: فشار بخار سیالی که پمپاژ می شود در دمای منبع
γ: جرم مخصوص سیال
10: ضریب تبدیل
Hr: افت هد در لوله مکش
شکل زیر نمونه ای از نصب یک پمپ سانتریفیوژ جهت پمپاژ سیال با مقدار دبی بربر با 235 l/min تحت 4 حالت متفاوت می باشد.

نصب پمپ سانتریفیوژ

نحوه محاسبه افت هد در لوله مکش

افت هد در لوله مکش

حال عملکرد پمپ را در 4 حالت مختلف بررسی می کنیم. اگر مقدار NPSH مورد نیاز برای تأمین هد تنظیم شده برابر با 3.25m باشد، می توانید در جدول صفحه 12 مقدار فشار اتمسفر و در جدول 3 فشار بخار و جرم مخصوص سیال را مشاهده کنید. افت هد مکش نیز طبق فرمول زیر محاسبه می شود:
حالت اول: نصب در سطح دریا و با دمای آب 20 درجه سانتیگراد
محاسبات پمپ

با توجه به فرمول فوق می توان فهمید که پمپ قادر است آب با دمای 20 درجه سانتیگراد را از حداکثر عمق 4.82 متر پمپاژ کند. توجه داشته باشید که با افزایش مقدار دبی به بیش از 2351l/min، مقدار NPSH و افت هد مکش نیز افزایش می یابد. در نتیجه هد مکش قابل دسترس به کمتر از 4.82 m کاهش می یابد. با کاهش مقدار دبی عمل عکس صورت می گیرد.
حالت دوم: نصب در سطح دریا و با دمای آب 60 درجه سانتیگراد

محاسبات پمپ
با توجه به فرمول فوق می توان فهمید که پمپ قادر است آب با دمای 60 درجه سانتیگراد را از حداکثر عمق 3.15 m متر پمپاژ کند.
حالت سوم: نصب در سطح دریا و با دمای آب 90 درجه سانتیگراد

محاسبات پمپ
با توجه به فرمول می توان فهمید که سطح سیال باید حداقل 1.99 m بالاتر از محور پمپ قرار گیرد.
حالت چهارم: نصب دستگاه 1500 متر بالای سطح دریا و با دمای آب 50 درجه سانتیگراد
محاسبات پمپ

با توجه به فرمول فوق می توان فهمید که پمپ قادر است آب با دمای 50 سانتیگراد را از حداکثر عمق 2.14 متر پمپاژ کند.
بهتر است همواره تنظیمات دستگاه به گونه ای باشد که با تغییر جزئی مقادیر تنظیم شده همانند تغییرات طبیعی در مقدار فشار اتمسفر، کارکرد دستگاه دچار اختلال نشود. برای سیالات نزدیک به نقطه جوش این امر اهمیت بیشتری دارد زیرا کوچکترین تغییر در دمای سیال باعث بروز تغییرات بزرگی در شرایط کارکرد دستگاه می شود. برای مثال در حالت نصب سوم اگر دمای آب به 95 درجه سانتیگراد افزایش پیدا کند، هد دستگاه از 1.99 به 3.51 متر افزایش پیدا می کند.

P1: توان مصرفی پمپ
P2: توان مصرفی پمپ
V~: ولتاژ AC منبع تغذیه
Hz: مقدار فرکانس
I: مقدار جریان مصرفی موتور بر حسب آمپر
Cosq: ضریب قدرت
N1/min: سرعت گردش موتور
η: راندمان خروجی (که از تقسیم توان اولیه بر توان خروجی موتور بدست می آید.)
P: تعداد قطبهای موتور
Cn: نیروی گشتاور اسمی موتور

مشخصات فنی پمپ


سرعت گردش موتور بدون فشار طبق فرمول زیر محاسبه می شود:

سرعت گردش موتور
با کاهش 2 تا 7 درصد سرعت موتور در حالت بدون بار، می توان سرعت موتور در حالت فشار کامل را محاسبه کرد.
مقدار جریان مصرفی

4 Poles

2 Poles

Frequency (HZ)

1500

3000

50

1800

3600

60


مقدار توان مصرفی

اندازه گیری توان مصرفی پمپ

مقدار توان تولیدی موتور

اندازه گیری توان تولیدی موتور

راندمان

اندازه گیری راندمان پمپ

ضریب قدرت

محاسبه ضریب قدرت

نیروی گشتاور اسمی موتور

نیروی گشتاور اسمی موتور

رابطه بین توان و فرکانس

رابطه بین توان و فرکانس

مقدار جریان راه انداز
جریان راه انداز موتور بیش از مقدار جریان در حالت فشار کامل و عموماً 4 تا 8 برابر ان می باشد
ISP=In*4÷8
جزئیات خازن ها
مقدار جریان مصرفی یک خارن تقریباً برابر است با

فرمول جریان مصرفی خازن
I: مقدار جریان بر حسب آمپر
F: فرکانس ولتاژ
C: ظرفیت خازن
V: ولتاژ مصرفی
مثال:
مقدار جریان مصرفی خازنی با ظرفیت 14μF که به منبع تغذیه 220V متصل است برابر است با
اندازه گیری جریان مصرفی خازن

ظرفیت تقریبی خازن نیز طبق فرمول زیر محاسبه می شود:
فرمول ظرفیت تقریبی خازن

مثال
ظرفیت خازن متصل به منبع تغذیه 220V با مصرف آمپر 1.4Amps برابر است با
محاسبه ظرفیت خازن


ظرفیت خازن
استارت ستاره- مثلث
موتورهایی که با اتصال به سیم پیچی مثلث کار می کند، با اتصال به سیم پیچی ستاره استارت میخورند. مقدار آمپر مصرفی و نیروی گشتاوری اولیه آنها به یک سوم مقدار استارت مثلث Ɵ کاهش پیدا می کند.

سیستم محافظتی
بهتر است الکترو موتورها را به منبع تغذیه دارای کنتاکتور مناسب با سیستم محافظتی اورلود متصل کنید.
تاریخ درج: 1393/04/05