در این مقاله با شهر پمپ همراه باشید تا به صورت کلی به بررسی عوامل موثر بر راندمان پمپ ها (Efficiency) بپردازیم. قبل ازاینکه به بررسی عوامل موثر بر راندمان پمپ ها بپردازیم بهتر است با مفهوم راندمان آشنا شویم. راندمان به توان خروجی پمپ تقسیم بر توان ورودی پمپ یا به عبارت دیگر به نسبت قدرت آب به قدرت شفت گفته می شود. قدرت شفقت نیزهمان توان حقیقی پمپ است. که در پروسه جریان سیال در پمپ و راندمان پمپ ها به سه روش محاسبه می شود. که در ادامه معرفی فرایند جریان سیال در راندمان پمپ می پردازیم.
فرآیند جریان سیال در راندمان پمپ ها
در فرآیند جریان سیالات در پمپ راندمان به صورت زیر محاسبه می گردد.
- هیدرولیکی
- میکانیکی
- حجمی
افزایش راندمان پمپ
لقی بین پروانه باز و محفظه حلزونی و لقی رینگ های سایشی در طراحی پروانه های بسته از عوامل موثر بر راندمان پمپ ها هستند.
برای اینکه در پمپ ها راندمان بهتری را داشته باشید، باید به لقی بین قطر خروجی پروانه و water-Cut محفظه حلزونی دقت کنید. این کار به باعث جلوگیری، جریان های چرخشی در داخل محفظه حلزونی می شود. همچنین در صورتی که لقی بین پروانه و Cut water خیلی کوچک باشد کاویتاسیون از نوع Syndrome Passing Vane رخ می دهد.
به منظور داشتن راندمان بالا در یک پمپ بهتر است لقی بین قطر خروجی پروانه و water-Cut محفظه حلزونی درست انتخاب شود تا از جریان های چرخشی در داخل محفظه حلزونی جلوگیری گردد.
نقطه بیشترین راندمان (BEP)
از دیگر عواملی که بر راندمان پمپ ها تاثیر گذار است به آن نقطه ای گفته می شود که در آن ارتفاع، ظرفیت و سرعت طراحی برای راندمان پمپ بهینه باید در نظر بگیرید. همچنین هنگام خرید و انتخاب پمپ باید به این نکته توجه کنید که پمپ باید به گونه ای باشد که در نزدیکی نقطه بیشترین راندمان در حال کار باشد. بنابراین با در نظر گرفتن نقطه بیشترین راندمان (BEP) افزایش راندمان در پمپ را خواهید داشت.
بررسی عوامل کاهش راندمان پمپ ها + راه کار
از عواملی که راندمان پمپ ها را کاهش می دهد عبارتند از:
زبر بودن سطح داخلی پمپ
زبر بودن سطح داخلی پمپ باعث کاهش راندمان پمپ و کارایی پمپ می‌شود. علاوه بر این، خطرات و خسارات به پمپ و تجهیزات مرتبط نیز افزایش می‌یابد. به همین دلیل، مدیریت و کاهش زبری پمپ از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
برای کاهش زبر بودن سطح داخلی پمپ، از روش‌های پیشگیری و نظارت منظم بر پمپ استفاده می‌شود. همچنین، بهینه‌سازی عملکرد پمپ و افزایش راندمان پمپ استفاده از تکنولوژی‌های مدرن نیز می‌تواند کمک کننده باشد.
در نهایت، مدیریت و کاهش زبر بودن سطح داخلی پمپ از اهمیت بسیاری برخوردار است. با انجام نظارت منظم و استفاده از روش‌های پیشگیری، می‌توانیم عملکرد و راندمان پمپ ها را به حداکثر برسانیم و خطرات ناشی از زبری را به حداقل ممکن کاهش دهیم.
افت های مکانیکی در یاتاقان و نوار گرافیکی و سطح های آبند مکانیکی
یاتاقان ها و نوارهای گرافیکی و سطح های آبند مکانیکی قابل افت به دلیل عوامل مختلفی هستند، این عوامل شامل موارد زیر می شوند:
سایش و سایر خرابی های مکانیکی
خرابی های مکانیکی ممکن است ناشی از سایش بین قطعات یا عملکرد نامناسب قطعات باشد که باعث کاهش کارایی و عمر مفید یاتاقان، نوار گرافیکی یا سطح آبند مکانیکی می شود.
ناصحیح بودن نصب و تنظیمات و کم شدن راندمان پمپ ها
نصب نادرست یا تنظیمات نامناسب می تواند باعث ایجاد افت های مکانیکی در قطعات شود. مثلاً نصب نامناسب فنرها، پیچ و مهره های نامناسب و تنظیمات غیرحساس می تواند باعث ایجاد افت های مکانیکی در یاتاقان، نوار گرافیکی یا سطح آبند مکانیکی شود.
نقش عوامل محیطی کاهش راندمان پمپ
شرایط محیطی مانند رطوبت، دما و آلودگی هوا می توانند باعث خرابی و افت های مکانیکی در قطعات شوند. برای مثال، ظروف داغ و سرما می توانند باعث تغییر در ویژگی های مکانیکی یک یاتاقان یا نوار گرافیکی شوند.
عدم نگهداری و تعمیر صحیح: نگهداری و تعمیر نامناسب می تواند عاملی برای افت های مکانیکی در قطعات باشد. برای مثال، عدم تعویض به موقع قطعات فرسوده یا عدم تمیز کردن و حذف ذرات خارجی می تواند باعث کاهش کارایی یاتاقان، نوار گرافیکی یا سطح آبند مکانیکی شود.
عوامل در طراحی پمپ ها و کاهش راندمان پمپ ها
فاکتورهای طراحی مانند موقعیت قطعات، ابعاد صحیح، مواد مناسب و ساختار تقویتی در افت های مکانیکی در یاتاقان، نوار گرافیکی یا سطح آبند مکانیکی نقش دارد. طراحی نامناسب می تواند باعث کاهش عملکرد و عمر مفید قطعه شود.
پروانه های با سرعت و مکش بالا تر از (بالاتر از 11000)
پروانه های با سرعت و مکش بالا معمولاً در برخی صنایع و کاربردها استفاده می شوند که نیاز به انتقال هوا یا سایر سیالات با سرعت بالا و میزان مکش قوی دارند، به عنوان مثال در صنایع هواپیمایی، صنایع برق، تاسیسات صنعتی و ساختمانی و غیره.
عوامل موثر بر سرعت و مکش پروانه ها
اما اینکه آیا پروانه ها با سرعت و مکش بالاتر از 11000 وجود دارند یا خیر، به عوامل مختلفی بستگی دارد که باید در نظر گرفته شود. برخی از این عوامل عبارتند از:
تاثیر سرعت و مکش پروانه ها با نوع سیال
نوع سیالی که قرار است به وسیله پروانه منتقل شود، می تواند تاثیر زیادی بر روی سرعت و مکش مورد نیاز داشته باشد. سیالات گازی معمولاً نیاز به پروانه های با سرعت بالا و مکش قوی تری دارند نسبت به سیالات مایع.
اندازه و ابعاد پروانه از عوامل موثرعملکرد
اندازه و ابعاد پروانه نیز بر عملکرد آن تاثیر می گذارد. پروانه های بزرگتر به طور کلی دارای سرعت و مکش بالاتری هستند نسبت به پروانه های کوچکتر. همچنین، تعداد پره ها و شکل آنها نیز بر عملکرد پروانه تأثیرگذار است.
نوع مواد ساخت در ساختار پروانه
نوع موادی که در ساخت پروانه استفاده می شود نیز تاثیرگذار در راندمان پمپ ها است. موادی که برای ساخت پروانه استفاده می شوند باید دارای استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی مناسبی باشند تا بتوانند در شرایط سرعت و مکش بالا به خوبی عمل کنند.
تراش پروانه موجب ایجاد لغزش بین نوک پروانه و محفظه حلزونی
تاثیر ویسکوزیته سیال در مورد پمپاژ
برای کم کردن تأثیر ویسکوزیته سیال بر راندمان پمپ، می‌توان از استراتژی‌های مانند کاهش ضخامت سیال، انتخاب مواد ساختاری پمپ با ضریب اصطکاک کمتر و استفاده از روش‌های جلوگیری از انسداد و تغییر شکل سیال استفاده کرد. همچنین، طراحی و انتخاب پمپ مناسب برای سیستم مورد استفاده با در نظر گرفتن ویژگی‌های سیال نقش مهمی در بهبود راندمان پمپ دارد.
ویسکوزیته سیال تأثیر مستقیمی بر راندمان پمپ دارد. برخی از تأثیرات ویسکوزیته سیال بر راندمان پمپ عبارتند از:
افت فشار
ت که برای حرکت سیال از نقطه شروع تا نقطه پایانی در سیستم پمپاژ نیاز است. افت فشار بالا باعث افزایش توان مصرفی پمپ می‌شود و در نتیجه راندمان پمپ کاهش می‌یابد.
افت سرعت
ویسکوزیته سیال باعث کاهش سرعت جریان سیال در سیستم پمپاژ می‌شود. سرعت جریان پایین تر، معمولاً به معنی حجم بالاتری از سیال برای حرکت دادن آن است. این به معنی افزایش هزینه‌های انرژی و کاهش راندمان پمپ است.
اصطکاک
ویسکوزیته سیال باعث افزایش اصطکاک در دیواره‌های پمپ و لوله‌ها می‌شود. این اصطکاک باعث افزایش انرژی افت داده شده به سیال و کاهش راندمان پمپ می‌شود.
انسداد
ویسکوزیته سیال می‌تواند باعث افزایش احتمال انسداد و رسوب سیال در پمپ و سیستم تأسیسات گردد. این انسداد می‌تواند منجر به کاهش جریان سیال و در نتیجه کاهش راندمان پمپ شود.
کم بودن قطر پروانه ها
کم بودن قطر پروانه ها باعث پایین آمدن دبی، ارتفاع، توان ترمزی می شود. هر چقدر قطر پروانه از مقدار اسمی حداکثر آن کمتر باشد، باعث می شود بیشتر شاهد کاهش راندمان پمپ ها باشید.
منبع: قسمتی از متن ازمجله نشریه فنی آموزشی پمپ ایران