آموزش پمپ های گریز از مرکز – منحنی های پمپ، سامانه و راندمان

منحنی پمپ گریز از مرکز

در آموزش منحنی پمپ می آموزیم؛ تغییرات دبی پمپ را (در راستای محور x)، نسبت به تغییرات فشار اعمالی به پمپ (در راستای محور y)، نشان می‌دهد. شروع کاری این منحنی با نقطه حداکثر فشار و پایان آن با نقطه حداکثر دبی می‌باشد.

با اتصال نقاط بدست آمده‌ی دبی و فشار که در تصویر 1-1،نشان داده شده است محنی پمپ به‌دست می‌آید. این منحنی توانایی آبدهی پمپ در تمامی فشارها را نشان می‌دهد(تصویر 1-2).

در تصویر 2، منحنی پمپ ارائه شده توسط سازنده، به همراه دو منحنی راندمان پمپ و توان مصرفی پمپ نشان داده شده است. با توجه به نمودار که محدوده‌ی حدود 7 تا 17 بار را نشان می‌دهد ولی این پمپ باید در بازه‌ی 9 الی 14 متر مورد استفاده قرار گیرد. باتوجه به دبی زیاد و بازه‌ی تغییرات و فشار کم پمپ گریز از مرکز، کاربرد این پمپ بیشتر برای مصارف سیرکولاسیون مناسب‌تر است که در آموزش منحنی پمپ نکته قابل توجهیست.

نقطه حداکثر فشار

وقتی پمپ در مقابل شیر بسته (در خروجی خود) قرار گیرد با کمترین دبی ممکن روبرو شده و پمپ در پرفشارترین و بدترین شرایط خود قرار دارد. در این حالت بیشترین فشار در خروجی پروانه‌های پمپ (و سیال) را خواهیم داشت.

به عبارتی؛ در صورتی که لوله خروجی پمپ را تا ارتفاع زیادی بالا ببریم و انتهای لوله باز و با اتمسفر هوا ارتباط داشته باشد، پمپ آب را تا حداکثر ارتفاع ممکن بالا برده و در نقطه‌ای که دیگر ارتفاع آب بالاتر نرود (جریان عبوری از پمپ صفر شود)، پمپ در این حالت در نقطه حداکثر فشار خود قرار می‌گیرد.

نقطه حداکثر دبی

وقتی پمپ، با کمترین مقاومت در خروجی خود مواجه شود، در این حالت پمپ حداکثر دبی خود را دارد (تصویر 11-2).

تصویر 1

تصویر 2

منحنی سیستم

منحنی سیستم چیست؟

در آموزش منحنی سیستم بررسی می کنیم که یک سامانه لوله کشی در برابر تغییرات دبی چه میزان هد یا فشار نیاز دارد. برخلاف منحنی پمپ که توانایی پمپ را برای تأمین دبی و هد در شرایط مختلف نشان می دهد، منحنی سیستم بیانگر مقاومت هیدرولیکی خود سامانه است. با افزایش دبی، افت فشار در لوله ها و تجهیزات افزایش پیدا می کند و در نتیجه پمپ باید هد بیشتری برای عبور سیال تأمین کند. عواملی مانند طول و قطر لوله ها، تعداد اتصالات و زانوها، شیرآلات، فیلترها، مبدل های حرارتی و اختلاف ارتفاع در شکل و موقعیت این منحنی تأثیرگذار هستند.

نقش منحنی سیستم در انتخاب پمپ

یکی از مهم ترین مباحث در آموزش منحنی سیستم، بررسی ارتباط میان منحنی سیستم و منحنی عملکرد پمپ است. برای انتخاب پمپ مناسب، صرفاً دانستن حداکثر دبی یا هد پمپ کافی نیست؛ زیرا عملکرد واقعی پمپ به مقاومت سامانه ای که در آن نصب شده است نیز وابسته است. با قرار دادن منحنی سیستم روی نمودار عملکرد پمپ، محل برخورد دو منحنی مشخص می شود. این نقطه، همان نقطه کاری پمپ است که در آن هد تولیدشده توسط پمپ با هد موردنیاز سیستم برابر شده و دبی واقعی سامانه تعیین می شود.

به همین دلیل، محاسبه صحیح منحنی سیستم پیش از انتخاب پمپ اهمیت زیادی دارد. اگر پمپ بیش از ظرفیت موردنیاز انتخاب شود، ممکن است دبی واقعی از مقدار طراحی بیشتر شده و مصرف انرژی، صدا و استهلاک تجهیزات افزایش پیدا کند. از طرف دیگر، پمپی که توان کافی برای غلبه بر مقاومت سیستم ندارد، نمی تواند دبی موردنظر را تأمین کند. بنابراین آموزش منحنی سیستم به درک بهتر رابطه میان مقاومت سامانه، ظرفیت پمپ و نقطه کاری کمک می کند و یکی از مراحل مهم در انتخاب صحیح پمپ های مورد استفاده در سیستم های تأسیساتی است.

منحنی سامانه

یکی از نکات مهم در آموزش منحنی پمپ این است که منحنی سامانه، برخلاف منحنی پمپ، نشان‌دهنده‌ی مقدار مقاومت سامانه در مقابل افزایش جریان سیال است. این منحنی مشخصه‌ی ثابت هر سامانه برای خود است که نشان می‌دهد که با فشارهای مختلف چه میزان سیال از سامانه عبور می‌کند.

در زمان انتخاب پمپ برای یک سامانه، باید این منحنی توسط نرم‌افزار و یا به صورت تجربی، محاسبه و درنظر گرفته شود که از در آموزش منحنی پمپ باید به آن دقت داشت.

منحنی  سامانه؛ نشان می‌دهد که در فشارهای مختلف چه میزان سیال از سامانه عبور می‌کند.

تصویر 4-2، این نمودار را از به هم وصل شدن نقاط کاری پمپ در فشارهای مختلف طبق تصویر 4-1، ترسیم شده است.

جهت بدست آوردن رفتار یک سامانه نسبت به تغییرات فشار سیال، همانند تصویر 2، می‌توان به منحنی سامانه دست یافت. در این تصویر نشان داده شده که برای یک نمونه سیستم گرمایشی پکیج و رادیاتور و لوله کشی های مربوطه (که می‌تواند برای یک موتورخانه  گرمایشی و یا سرمایشی باشد) را نشان می‌دهد که با افزایش فشار در پمپ می توان به تغییرات دبی عبوری در سامانه را محاسبه و ثبت نمود. تغییرات دبی نسبت به تغییرات فشار(تغییرات فشار ناشی از پمپ)، منحنی سامانه را برای ما ترسیم می‌کنند.

تصویر 3

تصویر 4

منحنی راندمان پمپ

منحنی راندمان پمپ چیست؟

در آموزش منحنی راندمان پمپ علاوه بر بررسی دبی و هد، میزان بازده پمپ در نقاط مختلف کاری نیز مورد توجه قرار می گیرد. راندمان نشان می دهد چه مقدار از توان ورودی به پمپ به توان هیدرولیکی مفید برای انتقال سیال تبدیل می شود. این مقدار با تغییر دبی ثابت نمی ماند و معمولاً در نمودار عملکرد پمپ به شکل یک منحنی ارائه می شود. در بسیاری از پمپ ها، راندمان با افزایش دبی ابتدا افزایش پیدا کرده، به یک مقدار بیشینه می رسد و سپس با دور شدن از محدوده مناسب کاری کاهش می یابد.

اهمیت راندمان در انتخاب و بهره برداری از پمپ

یکی از نکات مهم در آموزش منحنی راندمان پمپ، توجه هم زمان به نقطه کاری پمپ و محدوده بهترین راندمان آن است. ممکن است یک پمپ بتواند هد و دبی موردنیاز سامانه را تأمین کند، اما نقطه کاری آن در محدوده ای قرار داشته باشد که راندمان پایینی دارد. در چنین شرایطی، برای انتقال مقدار مشخصی از سیال انرژی بیشتری مصرف می شود و هزینه بهره برداری افزایش پیدا می کند. به همین دلیل، هنگام انتخاب پمپ باید منحنی راندمان در کنار منحنی پمپ و منحنی سیستم بررسی شود.

معمولاً محدوده ای که پمپ در آن به بیشترین راندمان خود نزدیک می شود، با عنوان نقطه بهترین راندمان یا BEP شناخته می شود. نزدیک بودن نقطه کاری به این محدوده، در بسیاری از کاربردها به عملکرد مناسب تر و بهره وری بهتر پمپ کمک می کند. بنابراین در آموزش منحنی راندمان پمپ هدف فقط شناسایی بیشترین مقدار راندمان نیست، بلکه باید بررسی شود که آیا نقطه کاری واقعی پمپ در محدوده مناسبی از منحنی راندمان قرار دارد یا خیر. این بررسی در کنار محاسبه هد و دبی موردنیاز، می تواند به انتخاب پمپی متناسب با شرایط واقعی سامانه و کاهش مصرف انرژی در زمان بهره برداری کمک کند.

نقطه کاری پمپ در سامانه

کاربرد و هدف اصلی از دو منحنی پمپ و سامانه، به‌دست آوردن نقطه کاری پمپ است که در آموزش منحنی پمپ نکته مهمی است.

نقطه برخورد “منحنی پمپ” و “منحنی سامانه” را “نقطه کاری پمپ” گویند.این نقطه، نقطه تشابه پمپ و سامانه است. در این نقطه سامانه فشار خود را به پمپ اعمال و پمپ در این فشار به تحویل دبی روی نمودار خود می‌پردازد.

به عبارت دیگر؛ این نقطه‌ای است که پمپ در جستجوی آن در سامانه است. بعد از به‌جریان افتادن سیال، با توجه به فشار وارده از سوی سامانه به پمپ، پمپ در همان فشار اعمالی از سوی سامانه، خود را یافته و به تحویل دبی معادل می‌پردازد (تصویر5).‌

پمپ خود را در فشاری که سامانه به پمپ وارد می‌کند پیدا کرده و معادل آن فشار، طبق منحنی کاری خود دبی تحویل سامانه می‌دهد.

تصویر 5

همان گونه که در تصویر 6 نشان داده شده است به منظور انتخاب پمپ برای سامانه، منحنی سامانه را برروی نمودارهای پمپ‌های موجود قرارداده و مناسب‌ترین برخورد‌ها را مورد بررسی بیشتر و نهایی قرار می‌دهیم.

تصویر 6

ادامه در دوره‌ی آموزش منحنی پمپ سانتریفیوژ مطالعه شود….