پمپهای برش خورده در نمایشگاه تاسیسات شامل
پمپ دو مرحله ای دو پروانه بصورت سری
پمپ با پروانه نیمه بسته برای سیالات دارای ناخالصی و احتمال گیر کردگی در پره
پمپ با برنده و دریل و قطعه کننده در ورودی یا به اصطلاح چشم پمپ برای سیالات با احتمال ورود قطعات جامد به پمپ. توجه شود که در این پمپها مجرای عبوری سیال بین دیوارهای پروانه هم برای جلوگیری از گیر کردن جامد، پهن تر است
پمپها با چند جنس پروانه مختلف هم در تصویر دیده می شود
انواع پره های پمپ از دید جنس:
۱. پلاستیکی
۲. استیل ضد زنگ
۳. برنجی
در تصویر پره های فوق از نوع بسته هستند
لیست نکات حائز اهمیت در طراحی و نظارت آبفا بنا به چک لیست کنترل نقشه نظام مهندسی نصب منبع اب در پشت بام ممنوع است چون منبع پلاستیکی نباید در گرما و نور باشد و گالوانیزه هم به کل ممنوع است و استیل هم در ایران نیست
انواع پمپ سانتریفیوژ بر اساس
۱. ساختار پره
open: برای مایعات با ذرات و ناخالصیهای بزرگتر مثلاً گل و فاضلاب
close: با بازده بیشتر
semi-close
۲. چینش یاتاقانها
OverHung Pump (end suction pump): پره پمپ بصورت یکسر گیردار یاتاقان شده، معمولا زاویه ۹۰ درجه بین ورود و خروج مایع وجود دارد، ارزان و با ساخت راحت ولی با نیروی محوری به یاتاقانها است
Between Bearing pump (split case pump): دو طرف پره پمپ یاتاقان دارد، بیشتراوقات پوسته دو تکه دارد و با قابلیت باز شدن پوسته و تعمیر پره است، معمولا با مکش دوبل و با تقارن و بدون نیروی محوری است، معمولا زاویه ۱۸۰ بین ورود و خروج جریان در آن وجود دارد، گران و با ساخت پیچیده است
۳. راستای پمپ
Vertically Suspended: جای کمتر می گیرد. امکان نصب موتور با فاصله در خارج از چاه وجود دارد. نیروی محوری ناشی از وزن بر یاتاقانها وجود خواهد داشت
Horizontal
۴. نحوه اتصال به چرخاننده
Flexibly Coupled (Frame Mounted or Long Coupled): شفت پمپ و موتور با کوپلینگ انعطاف پذیر بهم متصل می شوند و کوپلینگ با قرار گرفتن پمپ و موتور بر روی فریم از انحراف زیاد محافظت می شود. معمولا برای پمپهای بزرگ بکار می رود. در این حالت پمپ و موتور یاتاقان بندی مجزا می خواهند
Close-Coupled: شفت موتور و پمپ یکی است و پمپ و موتور از هم جدا نیستند و معمولا پره بصورت یکسر گیردار یاتاقان شده و برای پمپهای کوچک و پمپهای با مکش از انتها کاربرد دارد. نیاز به هم راستا کردن شفتها ندارد. یاتاقان بندی پمپ و موتور جدا نیست
Rigidly Coupled:شفت پمپ و موتور یکی نیست ولی با کوپل غیر انعطاف ناپذیر به هم وصل شده اند. در این حالت پمپ و موتور یاتاقان بندی مجزا می خواهند
۵. تعداد مرحله پمپ: یک یا چند پره سری در یک پمپ برای افزایش فشار در چند مرحله، پمپ چند مرحله ای نام دارد
API 610 provides a classification for various types of centrifugal pumps. The API 610 pumps are primarily divided in three groups: OH, BB and VS.
OH – Overhung pumps – The impellers of these pumps protrude from the bearings. The support has to take care of all forces, e.g. the overhung mass and the rotor dynamic and hydraulic forces. The impellers of these pumps can be mounted either horizontally or vertically.
BB – Between bearing pumps – The impellers of BB pumps are suspended in between the supports. For all pumps of this type, the impeller is placed horizontally, in plane with the bearings.
VS – Vertically suspended pumps – VS pumps are supported above the medium to be pumped. The vertically oriented impellers are suspended below the support and are submerged into the medium.
OH
(OH) Flexibly coupled – pumps feature a separate bearing assembly, in addition to the motor. Flexible couplings are usually used to transmit torque from one shaft to another when the two shafts can be slightly misaligned. They can accommodate angular misalignments up to 3° and parallel misalignment to a certain degree. In addition, they can also be used for vibration damping or noise reduction. In rotating shaft applications, a flexible coupling can protect the driving and driven shaft components (such as bearings) from the harmful effects of conditions such as misaligned shafts, vibration, shock loads, and thermal expansion of the shafts or other components.
(OH) Rigidly coupled – pumps also feature a separate bearing housing. Rigid couplings are designed for heavy loads or industrial equipment. They consist of short sleeves surrounded by a perpendicular flange. One coupling is placed on each shaft so the two flanges line up face to face. A series of screws or bolts then hold the flanges together. Because of their size and durability, flanged units can be used to bring shafts into alignment before they are joined together. Rigid couplings are used when precise shaft alignment is required; shaft misalignment will affect the coupling’s performance as well as its life.
(OH) Close coupled – pumps are directly mounted on an extended motor shaft. Therefore, no separate bearing assembly is needed and all forces are taken care of by the bearings in the motor. This type of construction is practical to do to dispense with the alignment problem. (OH5)
Horizontal – At right angles to the vertical; parallel to level ground.
Vertical – being in a position or direction perpendicular to the plane of the horizon.
(OH) In-line – a pump whose suction and discharge branches are arranged in line for direct installation into the pipework; special foundations are unnecessary, and the absence of shaft couplings eliminates alignment problems
(OH) Foot-mounted – A pump casing that is provided with feet designed for fastening the pump onto a fundamental or base plate
(OH) Centerline supported – The pump is supported on the centerline of its casing which provides for even thermal expansion on each side of the pump casing support (OH2)
(OH) Bearing bracket – These pumps have a bearing housing integral with the pump to absorb all pump loads. The driver is usually mounted on a support integral to the pump. (OH3)
(OH) High-speed integral geared – These pumps have a speed-increasing gearbox integral with the pump. The impeller is mounted directly to the gearbox output shaft. There is no coupling between the gearbox and pump; however, the gearbox is flexibly coupled to its driver. The pumps may be oriented vertically or horizontally.
BB
(BB) 1 & 2 stage – One or two impellers and associated diffusers or volutes and return channels if required.
(BB) Multistage – A pump with three or more impellers and associated diffusers or volutes and return channels if required. (BB3) (BB4) (BB5)
(BB) Axial split – Split of the pump casing with the principal joint parallel to the shaft centerline. (BB1) (BB3)
(BB) Radially split – Split of the pump casing with the principal joint perpendicular to the shaft centerline. (BB2)
(BB) Single Casing – The portion of the pump that includes the impeller chamber and volute / diffuser. This part contains a single part and is not enclosed in a pressure case or barrel. (BB4)
(BB) Double Casing – type of pump construction in which the pressure casing is separate from the pumping elements contained in the casing.
The function of the second casing in a BB construction is to resist higher pressures. NOTE Examples of pumping elements include diffuser, diaphragms, bowls and volute inner casings. (BB5)
VS
(VS) Single Casing – The portion of the pump that includes the impeller chamber and volute / diffuser. This part contains a single part and is not enclosed in a pressure case or can. (VS1) (VS4) (VS5)
(VS) Double Casing – type of construction where the pump is enclosed in a second casing with a closed bottom, forming a liquid container. This effectively substitutes the wet pit, that is needed for single casing vertically suspended pumps, but still features the NPSH advantages of a submerged pump. (VS6)
(VS) Discharge through column – The discharge of the pump goes thru the same column pipe as the driven shaft for the impeller. (VS1)
(VS) Separate discharge – The discharge of the pump is a separate pipe than the column pipe where the driven shaft for the impeller goes thru. (VS4) (VS5)
(VS) Diffuser – A diffuser are stationary vanes, fitted in a diffuser casing . They convert velocity into pressure energy and guide the fluid to the impeller vanes of the subsequent stage (VS1) (VS6)
(VS) Volute – A volute is a spiral-like form such that as the liquid is discharged from the impeller into the volute casing, the volute areas increase at a rate proportional to the discharge of liquid from the impeller and a constant velocity exists around the periphery of the impeller
(VS) Axial flow– The fluid is pushed in a direction parallel to the shaft of the impeller, that is, fluid particles, in course of their flow through the pump, do not change their radial locations.
(VS) Line shaft – A line shaft is the rotating shaft part of a system of mechanical couplings between the power source the driver and the impeller. (VS4)
(VS) Cantilever – a cantilever design in which only the impeller and casing are submerged in the tank or sump. All joints, including seals, bearings, bushings, and suction check valves, are located out of the fluid. This design is ideal for moving slurries and abrasive solutions that could degrade or interfere with submerged joints. (VS5)
در ایران در گونه ای متداول از پمپهای
Flexibly Coupled
یا به عبارت دیگر با کوپل منعطف، به قسمت پمپ (پره) که به الکتروموتور وصل می شود قطعه واسط گویند و بصورت جدا از الکتروموتور و ولوت پمپ فروش می رود این قطعه را در تصویر می بینیم که چهار سایز آن بر جعبه قطعه در تصویر نگاشته شده است این قطعه بصورت ای ای سایزهای ۱.۵ و ۲ و ۲.۵ اینچ و ال دی با سایز ۳ اینچ تولید می شود. کوپلینگ بین پمپ (قطعه واسط) و الکتروموتور هم جدا از قطعه واسط فروخته می شود و برای کاهش ضربات گشتاوری بین الکتروموتور و پمپ، چند فنر و شکل هندسی تاب خورده ای دارد که در تصویر بصورت متصل به قطعه واسط می بینیم. همچنین در تصاویر ولوت پمپ قبل از نصب قطعه واسط و بعد از نصب آن و بعد از نصب الکتروموتور دیده می شود. دقت شود که پره پمپ یا همان قطعه واسط با وجود آب داغ موتورخانه پلاستیکی است.
شماتیک جزییات اجرایی مدار ابرسانی ساختمان پس از کنتور شامل بوستر پمپ و مخزن و شیر یکطرفه
منبع سوپرپایپ
گاهی برخی مجریان آبفا از عدم دقت ناظرین و پیچیدگی مدار منبع و پمپ سو استفاده می کنند و در این مدار به طرق مختلف تقلب می کنند یکی از این نمونه ها عکس بالاست که در واقع آب شهر را مستقیم به پمپ وصل کرده و منبع آن صوری است. توجه شود که بین منبع و پمپ نباید هیچ انشعابی وجود داشته باشد چون این انشعاب احتمالا آب شهر است و عملا منبع را از مدار خارج می کند. لزوم جلوگیری از نصب پمپ بصورت مستقیم بر آب شهر که باعث کاهش سهم آب ساختمانهای اطراف می شود از مهمترین دلایل راه اندازی نظارت آبفا توسط سازمان آب بوده و اهمیت آن قابل وصف نیست
عبارات هیدرولیکی
دبی حجمی، حجم سیال عبوری از یک سطح مقطع معین در واحد زمان است.
دبی جرمی، جرم عبوری سیال از سطح مقطع مشخصی از لوله در واحد زمان می باشد.
با ضرب دبی حجمی در چگالی سیال می توان دبی جرمی را بدست آورد.
همچنین با تقسیم دبی حجمی سیال بر سطح مقطع لوله سرعت متوسط سیال در آن سطح مقطع بدست می آید
منبع هندبوک پمپ گراندفوس 2016
فشار استاتیکی عبارت است از نیروی عمود بر سطح بر واحد سطحی که نیرو بر آن وارد می شود. فشار در عمق اچ یک سیال در حالت ایستا در حالتی که سطح مخزن مرتبط با فشار جو است برابر چگالی ضربدر شتاب گرانش ضربدر عمق اچ خواهد بود. به همین دلیل فشار را می توان بر وزن یک متر مکعب سیال (چگالی سیال ضربدر شتاب گرانش) تقسیم کرد و بر حسب متر سیال نوشت. فشار استاتیکی که معمولا مختصرا آن را فشار می نامیم عبارت است از آنچه با فشار سنج اندازه گیری می شود
سرعت در سیال قابل تبدیل به فشار استاتیکی است معادل فشار استاتیکی برای سرعت که نصف چگالی ضربدر مجذور سرعت است (همان انرژی جنبشی بر واحد حجم سیال) را فشار دینامیکی سیال گوییم
یک سیال در ارتفاع، مثل آب بالای سد پس از سرازیر شدن بدون افت و اصطکاک فشار پیدا می کند. فشار ایجاد شده از سرازیر شدن سیال بدون اصطکاک بر حسب متر سیال همان ارتفاع اولیه سیال خواهد بود به همین دلیل است که فشار سیال را در خیلی موارد بر حسب متر سیال بیان می کنند
انرژی مکانیکی کل سیال برابر انرژی جنبشی ناشی از سرعت و انرژی پتانسیل گرانشی ناشی از ارتفاع و انرژی جریان ناشی از فشار است.
هد، انرژی مکانیکی کل سیال بر واحد وزن آن (تقسیم بر وزن آن) تعریف می شود بنابراین هد مجموع ارتفاع سیال به متر و فشار استاتیکی آن بر حسب متر سیال و فشار دینامیکی آن بر حسب متر سیال است. دقت شود چود هد شامل ارتفاع سیال است باید برای آن مبدا در نظر گرفته شود (مثلا معمولا سطح زمین یا پایین ترین نقطه سیستم)
وقتی می گوییم هد در نقطه ای اچ است یعنی اگر از روبروی جریان به آن نقطه لوله عمودی متصل کنیم مایع تا ارتفاع اچ از آن لوله بالا می رود. همچنین در یک سد یا مخزن روباز با سیال ایستا هد تمام نقاط نسبت به پایین ترین نقطه مخزن یکسان و برابر عمق همین پایینترین نقطه است
فشار مطلق فشار نسبت به خلا کامل و فشار نسبی یا گیج فشار نسبت به فشار اتمسفریک است. معمولا فشارهای فشار سنج نسبت به محیط یعنی گیج است
منبع عکس با دخل و تصرف هندبوک پمپ گراندفوس 2016
توان خروجی پمپ: همانطور که گفته شد کل انرژی مکانیکی سیال در جریان، هد ضربدر وزن سیال است. بنابراین اگر بخواهیم توان خروجی (هیدرولیکی) یک پمپ را نشان دهیم هد آنرا در وزن سیال عبوری در واحد زمان ضرب می کنیم وزن سیال عبوری دبی حجمی عبوری ضربدر چگالی ضربدر شتاب گرانش است.
توان ورودی پمپ، برق مصرفی آن است
بازده پمپ: شامل ضرب بازده الکتروموتور در بازده خود پمپ است و از توان خروجی (هیدرولیکی) پمپ تقسیم بر برق مصرفی آن محاسبه می شود.
چند نکته در مورد توان:
1. دو پمپ می تواند یک توان داشته باشند ولی یکی با دبی کمتر و هد بیشتر و دیگری با دبی بیشترو هد کمتر چون توان ضرب این دو است. پس توان برای قضاوت در مورد مناسب بودن پمپ معیار نیست.
2. با یک برق ( توان ورودی ) یکسان یک پمپ می تواند با بازده بیشتر هد بالاتری در یک دبی داشته باشد مثلا پمپ چینی با اسب بخار یکسان از پمپ خوب هد و دبی کمتری خواهد داشت پس نمی توان پمپ چینی با اسب بخار مشخص را جایگزین پمپ اروپایی با همان اسب کرد
3.در دبی یا هد صفر توان خروجی یا هیدرولیکی پمپ صفر است و اگر ورودی یعنی برق مصرفی صفر نباشد بازده هم صفر خواهد بود
منبع هندبوک پمپ گراندفوس 2016
منحنیهای پمپ
منحنی عملکرد یا بطور مختصر منحنی پمپ، هد هر پمپ برحسب دبی حجمی تحویلی آن را نشان می دهد. حداکثر هد قابل تحویل در دبی صفر است که و هرچه دبی بالاتر رود هد کمتر می شود تا به نزدیک صفر برسد(تقریبا سهمی برعکس) البته در واقعیت دبی با هد صفر اتفاق نمی افتد. هرچه دور پمپ کمتر باشد منحنی پمپ تخت تر است یعنی برای دبی مختلف هد پمپ کمتر تغییر می کند که خوب است
منحنی توان ورودی پمپ که میزان برق مصرفی آن است و مرتب با افزایش دبی افزایش می یابد
منحنی بازده پمپ که در دبی صفر و دبی حداکثر به دلیل توان خروجی(هیدرولیکی) صفر برابر صفر است و جایی در میانه این دو ماکزیمم است که به آن نقطه بهترین بازده یا بی ای پی گویند.
آنچه بر روی پمپها نوشته می شود هدماکزیمم و دبی ماکزیمم و گاهی همراه آن هدمینیمم و دبی مینیمم است.برای انتخاب پمپ باید به منحنی پمپ درون جعبه یا کاتالوگ فنی مراجعه کرد و دو نقطه حداکثردبی-حداقل هد وحداقل دبی-حداکثرهد که بر روی پمپ نوشته شده اند دو نقطه با بازده بسیار نامناسب هستند. همچنین برخی فکر می کنند که وقتی حداکثر دبی و هد در یک پمپ نوشته شده یعنی پمپ در آن دبی حداکثر، ان هد را دارد
دبی پمپ نمی‌تواند از یک حداقل کمتر باشد چون پمپ زیاد داغ شده وبه پمپ آسیب میرسد. درصورت مشخص نبودن حداقل دبی مجاز ان را 10 درصد ماکزیمم دبی میگیریم
منبع سوپرپایپ
منحنی سیستم: اگر بخواهیم یک مدار گردش سیال بهمراه یک پمپ را به مدار برق تشبیه کنیم پمپ مانند باطری و ولتاژ مانند هد و جریان مانند دبی حجمی آب است و افتهای اصطکاکی لوله و افتهای موضعی در اتصالات ناشی از مقاومت الکتریکی هستند البته مدار آب از آن جهت برای تحلیل سخت تر است که افتها نسبت به دبی غیرخطی هستند برای مثال افت هد یک لوله جریان آرام متناسب با دبی حجمی است ولی در جریان اشفته که در دبیهای بالا (که مورد نظر ما در طراحی است) اتفاق می افتد رابطه افت هد در لوله با دبی یا سرعت آب عبوری می تواند از توان 1.85 در فرمول هیزن ویلیامز تا توان 2 در فرمول چزی یا توان 2 با یک ضریب غیر مستقل از دبی در فرمول دارسی ویسباخ باشد. معمولا بدلیل سادگی و دقت توامان، فرمول هیزن ویلیامز محبوبتر است گرچه فرمول دارسی ویسباخ دقیقتر ولی پیچیده تر خواهد بود. پس رابطه افت هد با دبی هر مدار لوله کشی که به آن منحنی سیستم گوییم تقریبا یک سهمی است البته موارد گفته شده با فرض آشفته بودن جریان است چون لوله در بالاترین ظرفیتهایش بکار گرفته می شود. در حالت آبرسانی که مدار باز آب محسوب می شود پمپ باید هد لازم برای رساندن اب به ارتفاع را هم تامین کند که با عدد ثابت مساوی این ارتفاع، نمودار سیستم (شبه سهمی) را بالا می برد (عرض از مبدا مثبت). دقت شود در این حالت سیستم باید حداقل تحت اختلاف هدی به اندازه ارتفاع ساختمان قرار گیرد که جریان ایجاد شود. اگر آب پمپ از مخزن تحت فشار یا در ارتفاع تامین شود نمودار سیستم به اندازه این هد پایین می آید(عرض از مبدا منفی). در سیستم باز، پشت پمپ،فشاری ناشی از ارتفاع اب نیست و کل فشار بالا رفتن اب را هد پمپ تامین می کند ولی در سیستم بسته، اب بالا رفته، پشت پمپ بر می گردد و همان فشار را ایجاد می کند (مثلا درگرمایش) بنابراین در اینگونه مدار منحنی سیستم از مبدا می گذرد و عرض از مبدا ندارد و با هر اختلاف هدی قدری جریان هرچند اندک داریم. بهمین دلیل است که گاهی در سیستم گرمایشی، جریان همرفت اب بدون پمپ برای گردش اب مثلا به منبع انبساط و برگشت کافیست
عکسها از سوپرپایپ و هندبوک پمپ گراندفوس 2016 و هندبوک اشری 2017
دو پمپ هنگامیکه موازی هم شوند دبی انها در یک هد با هم جمع می شود و بنابراین منحنی انها بصورت شکل قابل بدست اوردن است. پمپ موازی برای حالتی که دبی بیشتری نیاز است و یا دبی متغیر است بکار می رود. البته باید دقت کرد که اولا محدوده عملکرد این سیستم موازی در هدی باشد که هر دو پمپ بتوانند ارائه دهند و ثانیا این محدوده هد برای هر دو پمپ در محدوده بازده خوب باشد ثالثا دو پمپ و بخصوص پمپ ضعیفتر (با محدوده حد کمتر) شیر یکطرفه داشته باشند که اب رفته از پمپ با هد بیشتر در محدوده ای که پمپ ضعیفتر نمی تواند هد داشته باشد از پمپ ضعیفتر بر نگردد. نمونه کاربردی پمپهای موازی در مصارف و دبیهای بسیار متغیر است که با افزایش دبی بترتیب پمپهای بعدی در مدار قرار می گیرد و روشن می شود
دو پمپ هنگامیکه پشت سر هم قرار گیرند با هم سری حساب می شوند. هد دو پمپ سری در هر دبی با هم جمع می شود (مطابق شکل). دو پمپ سری در مواقع نیاز به هد بیشتر یا متغیر بکار می رود. تئوری پمپهای چند مرحله ای همان تئوری پمپهای سری است. دو پمپ سری باید در دبی کاری سیستم در محدوده بازده مناسب باشند و هیچکدام در محدوده جریان پایین خود که پمپ گرم می کند یا جریان بالا که پمپ نقش توربین را بازی می کند و مانعی برای جریان می شود نباشد
منبع عکس هندبوک پمپ گراندفوس 2016 و سوپرپایپ
منحنی سیستم با مدار سیال سری و موازی
همانطور که گفته شد مدار سیال مانند مدار الکتریکی است. اگر یک المان مثلا شیر یا مقداری لوله یا یک رادیاتور بصورت سری به مدار سیال اضافه شود منحنی سیستم که یک شبه سهمی است تغییر می کند و در واقع ضریب این سهمی که افت در ازای دبی را نشان می دهد عوض می شود. با اضافه شدن یک المان این سهمی بسته تر و با کم شدن آن بازتر می شود.اگر منحنی دو سیستم مثل شیر و مبدل را داشته باشیم با سری شدن دو سیستم، افت کل برابر مجموع دو افت اولیه سیستمها برای همین دبی خواهد بود بنابراین دو منحنی سیستم بصورت شکل در راستای عمودی با هم جمع می شوند. نمونه کاربردی مدار سری باز و بسته شدن شیر بصورت سری برای تنظیم در مدار است
در سیستم موازی، یک هد مشخص بر دو مدار موازی دو دبی مشخص مستقل ایجاد می کند بنابراین اگر منحنی سیستم دو مدار مجزا را داشته باشیم منحنی سیستم موازی شده انها با جمع دبیها در هر هد مطابق شکل بدست می آید. نمونه کاربردی مدارهای موازی، مدارهای کلکتوری در گرمایش و سرمایش و اب مصرفیست
منبع عکسها هندبوک پمپ گراندفوس 2016 و سوپرپایپ
قوانین پمپ رابطه بین فشار (هد)، دبی، توان هیدرولیکی (خروجی) پمپ با سرعت چرخش و قطر تیغه آن را نشان می دهند. دبی حجمی یک پمپ کاملا با قطر تیغه یا سرعت آن متناسب است ولی فشار و هد آن با توان دوم سرعت دوران یا قطر تیغه متناسب است. توان هیدرولیکی متناسب با ضرب دبی حجمی در فشار است و بنابراین با توان سوم سرعت چرخش یا قطر تیغه پمپ متناسب است. با داده های بالا با داشتن منحنی عملکرد پمپ، یعنی هد بر حسب دبی حجمی، می توان این منحنی را برای سرعتهای دیگر هم رسم کرد که در شکل می بینید. دقت شود بدلیل مشابهت روابط پمپ بر حسب سرعت چرخش و قطر تیغه آن، نمودارهای عملکرد پمپ که هد بر حسب دبی است برای این دو مشابه است
عکسها از
Handbook Systems & Equipment ASHRAE 2016
در شکل زیر کانتورهای بازده پمپ بر روی نمودار عملکرد آن (هد بر حسب دبی) در سرعت دورانهای مختلف کشیده شده است. بر اساس آنچه مشاهده می شود
اولا بهترین بازده در هر سرعت دوران پمپ میانه های منحنی عملکرد یعنی حدود نصف دبی ماکزیمم است
ثانیا در سرعتهای دوران کمتر از آنچه پمپ برای آن طراحی شده، کانتورهای با بازده کمتر دیده می شوند پس کلا بازده پمپ با کاهش سرعت از مقدار طراحی کاهش می یابد
ثالثا اگر نقاط با بازده حداکثر در منحنیهای عملکرد مربوط به سرعتهای دوران مختلف را به هم وصل کنیم سهمی بدست می آید که از مرکز مختصات عبور می کند
عکسها از
Handbook Systems & Equipment ASHRAE 2016
در شکل زیر کانتورهای بازده پمپ بر روی نمودار عملکرد آن (هد بر حسب دبی) در قطر تیغه های مختلف کشیده شده است. بر اساس آنچه مشاهده می شود
اولا بهترین بازده در هر قطر تیغه مشخص پمپ، میانه های منحنی عملکرد یعنی حدود نصف دبی ماکزیمم است
ثانیا در قطر تیغه های کوچکتر از آنچه پمپ با آن طراحی شده، کانتورهای با بازده کمتر دیده می شوند پس کلا بازده پمپ با کاهش قطر تیغه از مقدار طراحی کاهش می یابد
عکسها از
Handbook Systems & Equipment ASHRAE 2016
روشهای تنظیم مدار سیال
محل بر خورد منحنی سیستم با منحنی عملکرد پمپ نقطه کار مدار سیال خواهد بود. همیشه باید سعی شود این نقطه نزدیک به نقطه بهترین بازده پمپ باشد ولی عوامل مختلفی ممکن است از این امر جلوگیری کند. مثلا اختلاف محاسبات با واقعیت. در این حالت به روشهای زیر منحنی سیستم یا منحنی عملکرد پمپ را جابجا می کندد تا به حالت مناسب آن در آید این روشها شامل موارد زیر هستند
تنظیم شیر سری شده سر راه پمپ1
تنظیم مدار بای پس (شیری موازی پمپ)2
تنظیم سرعت دوران پمپ در پمپ سرعت متغیر3
کوتاه کردن پره پمپ (تغییر قطر تیغه پمپ) 4
قطعا روش استفاده از شیر چه بصورت سری و چه موازی با پمپ اتلاف زیادی دارد کوچک و بزرگ کردن پره هم کار خیلی در دسترسی نیست ولی تنظیم سرعت پمپ بهترین روش برای تغییر نقطه کارکردی پمپ و سیستم است
منبع عکسها هندبوک پمپ گراندفوس 2016
همانطور که گفته شد بهترین روش نگه داشتن نقطه کارکرد سیستم (نقطه برخورد منحنی سیستم و منحنی پمپ) استفاده از پمپ سرعت متغیر است. در این پمپ ها معمولا سرعت به گونه ای تنظیم می شود که با تغییر منحنی سیستم، هد پمپ به سه صورت زیر تغییر کند و بنابراین نقطه عملکرد سیستم در محدوده بازده مناسب قرار گیرد
پمپ با هد ثابت1
پمپ با هد متغیر خطی بر حسب دبی2
پمپ با هد متغیر بصورت سهمی بر حسب دبی3
توجه شود
آنچه در مورد پمپها و منحنی عملکرد آنها گفته شد بر اساس استفاده بدون مخزن تحت فشار است و با مخزن تحت فشار منحنی پمپ و مخزن و سیستم پیچیده تر خواهد بود.
همچنین پمپ با هد خروجی ثابت را نمی توان با مخزن تحت فشار بکار برد چون مخزن باید برای کار کردن پمپ بین دو فشار بالا و پایین بکار رود ولی پمپ فشار ثابت فشار بالا و پایین ندارد.
همچنین در پمپهای دور متغیر با فشار ثابت، محدوده تغییر سرعت دوران پمپ کوچکتر است و نگه داشتن بازده پمپ در حد مناسب هم سخت تر است.
در حالت پمپ فشار متغیر بصورت سهمی از دید تئوریک می توان سهمی را دقیقا بر نقاط بازده بالا قرار داد چون همانطور که قبلا گفته شد این نقاط بر سهمی قرار دارند
در نمودارها همچنین بازده پمپ دور متغیر در سرعتهای دوران مختلف نشان داده شده است که همانطور که دیده می شود در پمپهای جدید بازده در همه سرعتهای دوران بسیار خوب است
عکسها از
Handbook Systems & Equipment ASHRAE 2016
همه ما دو نام پمپ های تک پروانه بشقابی سری سی ام و پمپهای دو پروانه بشقابی سری سی بی را در بحث بوستر پمپ یعنی پمپ تقویت فشار آب ساختمان شنیده ایم. با دقت در منحنی این دو پمپ با قدرت نامی یکسان (۴ اسب بخار تک فاز) می بینم که
۱. پمپ دو پروانه در دبی های مشخص پایین و متوسط هد بیشتری دارد.
۲. در پمپ دو پروانه هد پمپ با زیاد شدن دبی بسیار سریعتر کاهش می یابد و بر عکس هد پمپ تک پروانه نسبت به تغییر دبی ثابت تر است.
۳. پمپ دو پروانه ماکزیمم دبی کمتری دارد.
با این احتساب اگر ما به هد بیشتر به ازای دبی مصرفی یک ساختمان نیاز داشتیم از پمپ دو پروانه استفاده می کنیم. ولی در غیر اینصورت پمپ تک پروانه بدلیل فشار ثابت تر و رنج دبی بیشتر در اولویت است.
توجه شود که دبی مصرفی یک ساختمان به تعداد واحد آن و هد پمپ مورد نیاز آن به ارتفاع آن مربوط است
به عبارت دیگر پمپ دو پروانه برای ساختمان کم واحد در هر طبقه (تک واحدی) و پمپ تک و پروانه برای ساختمان با تعداد واحد بیشتر در هر طبقه (که دبی بیشتری به نسبت هد آن می طلبد) مناسب است.
برای توانایی پمپ در بالا کشیدن آب (در دمای محیط) می توان از رابطه زیر استفاده نمود
مکش ارتفاع = 8-NPSH
اگر مقدار ان پی اس اچ پمپ در کاتالوگ 3 متر باشد،می تواند تا 5 متر آب را بالا بکشد
فرمول فوق به این دلیل است که فشار هوا 10 متر اب و افت لوله مکش 2 متر اب فرض شده پس حداکثر مکش 8 متر آب است
سایز لوله متصل به ورودی پمپ از محاسبه بدست می آید ولی مدل پمپ از دبی و هد تعیین می شود. اگر سایز ورودی پمپ انتخابی و این لوله یکی نبود از تبدیل شکل زیر استفاده می شود (سایز لوله نباید از ورودی پمپ کوچکتر باشد). سایز خروجی پمپ معمولا کوچکتر از ورودیست منبع سوپرپایپ
منبع تحت فشار منبعی است که در خروجی پمپ (طرف فشار بالا) قرار می گیرد و به واسطه کیسه یا دیافراگم و گاز فشرده درون ان بر مایع ذخیره شده فشار اعمال می کند. در این حالت حتی در صورت مصرف بخشی از اب درون منبع، فشار اب ذخیره تا حدی حفظ می شود. زمانی که 20 تا 40 درصد حجم مخزن خالی شد فشار از حد روشن شدن پمپ پایینتر می افتد و پمپ روشن می شود و مخزن را دوباره پر می کند. زمانیکه فشار مخزن به ماکزیمم فشار روشن بودن پمپ برسد، پمپ دوباره خاموش می شود. مخزن تحت فشار کمک می کند که پمپ بدلیل روشن و خاموش شدن برای هر مصرف کوچک خراب نشود این روشن و خاموش شدن سر و صدا هم دارد و وسایل خانه را نیز به واسطه نوسان برق می سوزاند همچنین پمپ در صورت نبود مخزن تحت فشار در دبیهای بالا و پایین کار خواهد کرد که در آن دبیها بازده پمپ پایین است. همچنین در حالتی که پمپ با دبی کمتر از یک دهم دبی ماکس خود کار کند خنک کنندگی دبی کافی نخواهد بود و پمپ داغ می کند. مینیمم فشار روشن شدن بوسترپمپ باید 1 بار فشار به دورترین مصرف کننده بدهد (تقریبا برابر 40 پی اس ای یا 2.75 بار فشار روشن شدن پمپ قرار می دهیم) و فشار خاموش شدن ان باید برابر 60 پی اس ای یا 4 بار فشار به نزدیکترین مصرف کننده بدهد فشار گاز درون منبع تحت فشار باید 2 پی اس ای از فشار روشن شدن پمپ کمتر باشد از عکس از سوپرپایپ
نصب بوستر پمپ یا پمپ تقویت فشار ابرسانی.فشارسنج و منبع تحت فشار و سویچ فشار وشیری یکطرفه سمت خروجی پمپ که معمولا بالای ان است قرار میگیرد وسویچ فشار با سیم به کنترلر پمپ وصل میشود
با اجزاء یک بوستر پمپ بزرگ بیشتر آشنا شوید. همانطور که می‌دانید، از بوسترپمپ ها برای تامین فشار آب مصرفی یا آتش نشانی در مجتمع های مسکونی استفاده می شود. بخش های یک بوستر پمپ بزرگ عبارتند از:
1- الکتروپمپ ها
2- تابلوی کنترل
3- شاسی
4- کلکتور مکش
5- کلکتور خروجی
6- شیر قطع و وصل در ورودی و خروجی
7- شیر یک طرفه در خروجی هر پمپ
8- منبع تحت فشار روی خط خروجی
9- سنسور فشار
10- پایه تابلو
11- محافظ پمپ در هنگام قطع آب
منبع سوپرپایپ
اجزای باز شده یک بوستر پمپ شامل منبع دیافراگمی ـ الکتروموتور و پروانه ـ محفظه پروانه و فشارسنج و سویچ فشار که شامل دو فنر تنظیم فشار و پیچ و سیم است
تنظیم پرشر سویچ مهره ای:
همانطور که گفته شد پرشر سویچ در خروجی پمپ (قسمت پر فشار) قرار گرفته و در هنگام کمتر شدن فشار اب از حدی به دلیل مصرف، پمپ را روشن می کند و هنگام رسیدن به فشار مشخص پمپ را خاموش می کند برخی پرشر سویچها مانند مثال پست قبل عقربه یا دکمه تنظیم ندارند و با برداشتن قاب روی انها دو مهره با فنر یکی کوچک و یکی بزرگ دیده می شود. با یک دور چرخاندن مهره بزرگ بصورت ساعتگرد فشار روشن و خاموش شدن پمپ با هم 2 تا 3 پی اس ای زیاد می شود و بصورت پادساعتگرد کم می شود. با یک دور چرخاندن مهره کوچک بصورت ساعتگرد تنها فشار خاموش شدن یعنی بالای پمپ 2 تا 3 پی اس ای زیاد می شود و بصورت پادساعتگرد کم می شود. پس مهره کوچک فاصله فشار بالا و پایین را تغییر می دهد. معمولا فشار روشن شدن پمپ 2.75 بار یا 40 پی اس ای و خاموش شدن ان 4 بار یا 60 پی اس ای در کارخانه تنظیم شده است. بهتر است که در درجه اول این دو فشار دست نخورد و اگر لازم به تغییر است با مهره بزرگ هر دو فشار با هم تغییر کند.
پمپهای زمینی معمولا از نوع طبقاتی هستند که برای افزایش هد بالا بکار رفته و هد را در چند مرحله بالا میبرند.معمولا مصرف این پمپها ابرسانی (سیستم باز) است که هد بالا میخواهد
پمپ بر خط یا خطی پمپی است که بر روی لوله نصب می شود معمولا طبقاتی نیست و هد را خیلی بالا نمی برد و مناسب سیستم سیرکولیشن گرمایش و غیره است و تنها افت هد مدار را جبران می کند
شیرهای فشار شکن و پمپها باید مسیر بای پس داشته باشند که اگر خراب شدند سیستم بدون پمپ کار کند. این بای پس باید شیر فلکه ای یا شیر یکطرفه داشته باشد که اب در حالت کار کرد پمپ برنگردد
