پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد.
در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد.
در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد.
از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند.
به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند.
پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند.
مهمترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:
تعریف پمپ
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد.
مهمترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:
1.
پمپهای سانتریفوﮊ.
2.
پمپهای رفت و برگشتی.
3.
پمپهای چرخ دنده ای.
تاریخچه پمپ گریز از مرکز:
مطابق با نوشته های تاریخ نگار برزیلیRetiیک ماشین آبکش یا لجن کش که بایستی به عنوان نمونه اولیه پمپ گریز از مرکز شناخته شود، در یک مقاله در ابتدای 1475میلدی توسط مهندس ایتالیایی دوره رنسانس Francesco di Giorgio Martini به عرصه ظهور رسید.
پمپ های سانتریفیوز واقعی تا اواخر دهه 1600 توسعه نیافتند تا اینکه Denis Papin یک نمونه از آنرا با تیغه های صاف درست کرد و تیغه منحنی شکل توسط مخترع بریتانیایی John Appold در سال 1851 معرفی شد.
پمپ گریز از مرکز چگونه کار می کند:
یک پمپ گریز از مرکز بر اساس تبدیل انرژی جنبشی یک سیال جاری به فشار ایستا کار می کند.
این نحوه عمل بوسیله قانون برنولی توصیف می شود.
قاعده عملکرد پمپ گریز از مرکز را می توان با ملحظه تاثیر تکان دادن یک سطل آبه بر روی یک مسیر دایره ای شکل توسط یک طناب، نشان داد.
نیرویی که آب را به کف سطل فشار می دهد، نیروی گریز از مرکز است.
اگر یک سوراخ در کف سطل تعبیه شود، آب از طریق این سوراخ جریان می یابد.
از این گذشته اگر یک لوله ورودی در بالی سطل تعبیه شود، جریان آب به بیرون سوراخ منجر به تولید یک خلء موضعی در داخل سطل خواهد شد.
این خلء آب را از یک منبع در سمت دیگر لوله ورودی به داخل سطل خواهد کشید.
بدین روش یک جریان پیوسته از منبع و به بیرون سطل بوجود می آید.
در رابطه با پمپ های گریز از مرکز، سطل و سرپوش آن متناظر با قاب پمپ، سوراخ و لوله ورودی متناظر با ورودی و خروجی پمپ هستند و طناب و بازو متناظر کار پروانه را انجام می دهد.
پمپ گریز از مرکز پمپی است که از یک پروانه گردان بمنظور افزودن فشار یک سیال استفاده می نماید.
پمپ های گریز از مرکز عموما برای جابجا کردن سیال از طریق یک سیستم لوله کشی کاربرد دارد.
سیال در امتداد یا نزدیک محور چرخان وارد پروانه پمپ گشته و بوسیله این پروانه شتاب می گیرد و به سرعت به سمت بیرون و به داخل یک پخش کننده یا محفظه حلزونی جریان می یابد که از آنجا به درون سیستم لوله کشی پائین جریان خارج می گردد.
تیغه های روی پروانه بطور تصاعدی از مرکز پروانه پهن می شوند که سرعت را کاهش داده و فشار را افزایش می دهد.
این امکان به پمپ گریز از مرکز اجازه می دهد تا جریان های پیوسته با فشار بال ایجاد نماید.
دسته بندی پمپ های گریز از مرکز:
پمپ های گریز از مرکز را می توان به چند صورت دسته بندی نمود.
یک نحوه دسته بندی بر اساس جریانی است که بوجود می آورند که متشکل از سه دسته هستند:
-1 پمپ های جریان شعاعی: در نوع شعاعی فشار سیال کامل توسط نیروی گریز از مرکز تامین می شود.
از این نوع پمپ در مواردی که می خواهند دبی خوبی در اختیار داشته باشند استفاده می شود.
-2 پمپ های جریان مختلط: در این نوع پمپ، قسمتی از فشار توسط عمل بالبری یا راندن تیغه ها بر روی سیال صورت می گیرد و قسمتی دیگر بوسیله نیروی گریز از مرکز تامین می شود.
3 پمپ های جریان محوری:
دراین پمپ ها فشاره باعمل پیش رانیه وبالابری تیغه ها برروی سیال بوجود می آید.
در حالت کلی از پمپ های جریان محوری هنگامیه که افزایش فشار لازم باشد استفاده می کنند و از پمپ های جریان شعاعی بمنظوره تولید دبی سود می برند .
دو جز اصلی پمپ های گریز از مرکز مرکز پروانه وتیغه هستند .
پروانه ها: نقش پروانه ها در پمپ گریز از مرکز تامین لزم برای سیال می باشد.
در پمپ
ها دو نوع پروانه پایه ای وجود دارند:
-1 مارپیچی
-2 توربینی
پروانه های توربینی با تیغه های پخش کننده احاطه شده اند که مسیر بتدریج پهن شونده ای فراهم می آورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند.
بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل می شود.
پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغه های پخش کننده مشخص می شوند.
در عوض پروانه آن درون محفظه ای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش می یابد که همراه با افزایش فشار می باشد.
انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به شرایط استفاده تغییر می کند.
نوع مارپیچی بدلیل ظرفیت بال و هد مصرفی پائین در چاه های کم عمق معمول ترجیح داده می شوند.
نوع توربینی در چاه های آب عمیق استفاده می شود.
تیغه: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل می نماید.
جزء تیغه در داخل پمپ که معمول به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکل های گوناگونی است.
دسته بندی شکلی تیغه ها را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم نمود: -1 صاف -2 مارپیچ که این دسته بندی نیز می تواند منجر به دسته بندی کلی در مورد پروانه ها گردد .
مزایا و معایب استفاده از پمپ گریز از مرکز: - از مزایای پمپ گریز از مرکز می توان به ویژگی تولید یک جریان هموار و یکنواخت اشاره نمود.
برخی انواع پمپ های گریز از مرکز مقداری شن نیز پمپ می کنند و در کل مطمئن و دارای عمر کاری خوبی می باشند.
- از معایب این پمپ های می توان به از دست دادن سطح کیفی راه اندازی اشاره نمود که بعد از راه اندازی رخ می دهد.
همچنین راندمان این پمپ ها وابسته به کار تحت هد و سرعت طراحی می باشد.
- در راه اندازی یک پمپ گریز از مرکز از آنجائیکه این پمپ ها از مکش استفاده می کنند قابلیت پمپ کردن هوا را ندارند.
پس بعنوان یک نتیجه پمپ و لوله بایستی از آب پر باشند تا مشکلی در پمپ آب بروز نکند.
نابالنسی در پمپ های گریز از مرکز: وقتی اجزاء چرخان پمپ نابالنس باشند، ارتعاش حاصل از عضو چرخان نابالنس می تواند ترسناک باشد.
این ارتعاش می تواند موجب لرزش سطح زمینی که دستگاه روی آن قرار گرفته است شود، دستگاه های اطراف آن در جای خود تکان می خورند، پیچ های نگه دارنده شل می شوند و قطعات می شکنند.
یک عضو چرخان نابالنس یر روی یاتاقان های خود نیرو اعمال می کند و آنرا از طریق سازه خود به بیرون منتقل می نماید و نهایتا این نیرو به فندانسیون می رسد.
دلیل بروز نابالنسی: -1 خمش یا قوس برداشتن بین یاتاقان های تکیه گاهی -2 وزن معلق تحت نیروی ثقل محور محرک را خمیده می کند -3 ماده یا سیال غیریکنواخت توزیع شده در روتور -4 قطعات هرز و لق شده بر روی روتور -5 قطرهای مختف المرکز بر روی روتور که ناشی از ساخت می باشد و قطعات روی روتور هم مرکز نشده اند -6 هم تراز نبودن مسیر رانش با محور روتور -7 کوپلینگ های راننده لق از پشت هم پرش می کنند -8 از بین رفتن تلرانس های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور -9 شانه ای های روی روتور خارج از میدان محور دوران ساخته شده اند -10 خلل و حفره های روی روتور -11 هم تراز نبودن یاتاقان ها به محور نیرو وارد کرده و آنرا قوس می دهد ارتفاع مکش در پمپها ارتفاعی که یک پمپ سانتریفوژ بتواند بالاتر از سطح آزاد آب قرار گیرد ارتفاع مکش نامیده می شود .
ارتفاع مکش مناسب برای پمپهای گریز از مرکز بستگی به عوامل زیردارد : 1- سرعت گردش پمپ 2- دبی پمپ 3- ارتفاع مکانیک پمپ 4- افت فشار در داخل پمپ 5- درجه حرارت محل نصب پمپ 6- ارتفاع محل نصب پمپ نسبت به سطح دریا که عوامل فوق سبب افزایش و یا کاهش ارتفاع مکش می گردد.
فی المثل اگر سرعت گردش و ارتفاع مکانیکی پمپ ثابت باشد هر اندازه دبی پمپ بیشتر باشد عمل مکش کمتری احتیاج است.
و یا اگر دبی پمپ ثابت باشد هر اندازه ارتفاع مکانیکی پمپ زیادتر باشد عمل مکش کمتری سلامتی پمپ را تضمین خواهد نمود .
و یا اگر دبی پمپ ثابت باشد، هر اندازه سرعت گردش پمپ بیشتر باشد عمق مکش را کمتر باید انتخاب نمود.
گذشته از آن اصولاً با کم شدن فشار هوا ، درجه حرارت لازم جهت تبخیر آب در آن محیط کم می گردد بطوریکه در فشار مطلق 2/0 تا 5/0 اتمسفر در لوله های مکش پدیده تبخیری در آب رخ می دهد و سبب قطع جریان آب در لوله مکش می گردد .
بطور تئوری ارتفاع مکش پمپ برابر با یک اتمسفر (10 متر آب) می باشد لیکن عوامل زیر سبب کاهش ارتفاع مکش می گردند: 1- ارتفاع نظیر فشار بخار مایع hp 2- ارتفاع نظیر فشار در اثر سرعت در لوله مکش.
hv 3- ارتفاع نظیر افت های لوله و زانوئی و سه راهی دیگر متعلقات مربوطه hr ارتفاع مکش باشد داریم : hs = 10 – (hp + hv + hr) عملاً میزان دقیق hs برای عملکرد سالم و مناسب پمپ حداکثربرابر 5/4 الی 6 مترمی باشد .
برای جلوگیری از اشکالات پمپ ، باید حتی المقدورسعی نمود پمپ را در ارتفاع پایین تر ازسطح آزاد آب قرار داده و در فاصله بین لوله مکش که به داخل آب فرورفته است و اتصال لوله به پمپ از اتصالاتی نظیر زانوئی و شیر یک طرفه و سه راهی ، شیرفلکه ، تبدیلات و غیره جلوگیری نموده و برای کم شدن افت های فشار ، قطر لوله کمی بزرگتر از حد محاسبه بوده و ضریب اصطکاک داخل لوله (f) کم باشد ، قطر لوله مکش باید در تمام مسیر یکنواخت و در صورت امکان شیبی معادل 5 درهزار از منبع مکش به طرف پمپ داده شود.
مهمترین ترکیبات عمومی مواد ساختمانی پمپها عبارتند از: مواد: پمپهای سانتریفیوژ که معمولا به بازار عرضه می شوند دارای ترکیبات برنزی، تمام برنزی ،یا دارای ترکیب آهنی می باشند .
در ساختار نیمه برنزی ،پروانه خلاف شافت (اگر بکار برده شده باشد ) و رینگهای سایشی برنزی خواهد بود و محفظه از چدن است .
این مواد ساختمانی برای قسمتهای از پمپ می باشد که در تماس با پمپاژ شده می باشد .
محفظه آببندی (stuffing box) :آن قسمت از پمپ است که شفت گردننده وارد محفظه پمپ می شود .
برای جلوگیری از نشت اب از محفظه ، یک آب بند مکانیکی یا نوار آببندی بکار می رود .پمپها با اب بندی مکانیکی((mechanical seal بطور موفقیت آمیز در موارد گوناگون بکار برده می شوند.آب بندهای داخلی درون محفظه آببندی عمل میکند درصورتی که آببندهای خارجی دارای اجزاء دورانی( rotatig element) خودشان در بیرون محفظه آببندی می باشند .
بسته به آببندی پمپ و مایعی که پمپاژ می شود محدودیتهای در فشار و دمای مایع وجود دارد .
جنس ماده ابندی پس از انکه نوع سیال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعیین شد ، توسط کارخانه سازنده تعیین می شود .پمپها با نوار آب بندی بویژه در جاهایی که مواد سایینده که همراه اب وجود دارد بکار سیستم اسیب نمی رساند بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .مقداری نشت باید وجود داشته باشد تا سطح بین ماده نوار و شفت را روانکاری و سرد کند .
بوش شفت و شفت موتور