اصول کار پمپ گریز از مرکز به صورت کامل

پمپ گریز از مرکز چیست؟

پمپ گریز از مرکز یک دستگاه مکانیکی است که سیال را با انتقال انرژی دورانی از یک یا چند روتور محرک به نام پروانه حرکت می دهد. سیال در امتداد محور خود وارد پروانه ای می شود که به سرعت در حال چرخش است و توسط نیروی گریز از مرکز در امتداد محیط خود از طریق نوک پره های پروانه تخلیه می شود. عمل پروانه باعث افزایش سرعت و فشار سیال شده و آن را به سمت خروجی پمپ هدایت می کند. محفظه پمپ به طور خاص برای فشرده سازی سیال از ورودی پمپ، هدایت آن به پروانه و سپس کند کردن و کنترل سیال قبل از تخلیه طراحی شده است.

پمپ گریز از مرکز چگونه کار می کند؟

پروانه جزء اصلی یک پمپ گریز از مرکز است. از یک سری پره های منحنی تشکیل شده است. اینها معمولاً بین دو دیسک (پرانه های بسته) قرار می گیرند. برای سیالات با مواد جامد حباب شده، پروانه های باز یا نیمه باز (که توسط یک دیسک پشتیبانی می شوند) ترجیح داده می شوند.

پروانه که در طرف دیگر چشم قرار دارد، از طریق محور محرک به موتور متصل می شود و با سرعت بالا (معمولا 500-5000 دور در دقیقه) می چرخد. حرکت چرخشی پروانه سیال را از طریق پره های پروانه و داخل محفظه پمپ تسریع می کند.

دو طرح اساسی برای پوشش پمپ وجود دارد: پوشش کرم و دیفیوزر. هدف از هر دو طرح تبدیل جریان سیال به یک تخلیه کنترل شده تحت فشار است.

در محفظه کرم، پروانه آفست است و به طور موثر یک قیف منحنی با سطح مقطع ایجاد می کند که به سمت خروجی پمپ افزایش می یابد. این طراحی منجر به افزایش فشار سیال به سمت خروجی می شود (به شکل زیر مراجعه کنید).

همین اصل اساسی در مورد طراحی دیفیوزر نیز صدق می کند. در این حالت، فشار سیال با خروج سیال بین مجموعه ثابتی از تیغه های اطراف پروانه افزایش می یابد (به شکل زیر مراجعه کنید). طرح های دیفیوزر را می توان برای کاربردهای خاص سفارشی کرد و بنابراین کارآمدتر هستند. هنگامی که جلوگیری از انقباض اضافی تیغه های پخش کننده سودمند است، چرخ دنده کرم برای کاربردهایی که شامل جامدات حباب شده یا سیالات با ویسکوزیته بالا هستند مناسب تر است. عدم تقارن طراحی محفظه کرم می تواند منجر به سایش بیشتر پروانه و محور محرک شود.

ویژگی های اصلی پمپ گریز از مرکز چیست؟

دو خانواده اصلی پمپ وجود دارد: پمپ های گریز از مرکز و پمپ های جابجایی. در مقایسه با دومی، پمپ های گریز از مرکز معمولاً برای دبی بالاتر و پمپاژ مایعات با ویسکوزیته پایین تا 0.1 cP مشخص می شوند. در برخی کارخانه های شیمیایی 90 درصد پمپ ها را پمپ های گریز از مرکز تشکیل می دهند. با این حال، کاربردهای زیادی وجود دارد که در آن پمپ های جابجایی مثبت ترجیح داده می شوند.

محدودیت های پمپ های گریز از مرکز چیست؟

عملکرد کارآمد پمپ های گریز از مرکز به چرخش ثابت با سرعت بالا پروانه های آنها متکی است. برای تغذیه با ویسکوزیته بالا، پمپ های گریز از مرکز به طور فزاینده ای ناکارآمد می شوند: مقاومت بیشتر است و فشارهای بالاتری برای حفظ نرخ جریان خاص مورد نیاز است. بنابراین، به طور کلی، پمپ های گریز از مرکز برای کاربردهای مایع پمپ شده با فشار کم، حجم بالا با ویسکوزیته بین 0.1 تا 200 cP مناسب هستند.

دوغاب هایی مانند گل و لای یا روغن های با ویسکوزیته بالا می توانند باعث سایش و گرمای بیش از حد شوند که می تواند منجر به آسیب و خرابی زودرس شود. پمپ های حجمی معمولاً با سرعت نسبتاً پایین کار می کنند و کمتر در معرض این مشکلات هستند.

هر گونه محیط پمپاژ حساس به برش (امولسیون، دوغاب یا جداسازی سیالات بیولوژیکی) نیز می تواند در اثر سرعت بالای پروانه پمپ گریز از مرکز آسیب ببیند. در این حالت سرعت کمتر پمپ جابجایی مثبت ترجیح داده می شود.

محدودیت دیگر این است که برخلاف پمپ های جابجایی مثبت، یک پمپ گریز از مرکز نمی تواند مکش را در حین خشک شدن ایجاد کند: ابتدا باید با سیال پمپ شده پر شود. بنابراین پمپ های سانتریفیوژ برای هیچ کاربردی با تامین متناوب مناسب نیستند. علاوه بر این، اگر فشار تغذیه متغیر باشد، یک پمپ گریز از مرکز نرخ جریان متغیری تولید می کند. پمپ جابجایی مثبت به تغییرات فشار حساس نیست و خروجی ثابتی را ارائه می دهد. بنابراین، پمپ جابجایی مثبت در کاربردهایی که نیاز به اندازه گیری دقیق است، ترجیح داده می شود.

جدول زیر تفاوت بین پمپ های گریز از مرکز و پمپ های جابجایی را خلاصه می کند.

ویژگی	گریز از مرکز	جابجایی مثبت
محدوده ویسکوزیته موثر	راندمان با افزایش ویسکوزیته کاهش می یابد (حداکثر 200 Cp)	راندمان با افزایش ویسکوزیته افزایش می یابد
تحمل فشار	جریان با تغییر فشار تغییر می کند	جریان غیر حساس به تغییر فشار
راندمان در فشارهای بالاتر و پایین تر کاهش می یابد	راندمان با افزایش فشار افزایش می یابد
پرایمینگ	ضروری	لازم نیست
جریان (در فشار ثابت)	ثابت	نبض
برش (جداسازی امولسیون ها، دوغاب ها، مایعات بیولوژیکی، مواد غذایی)	سرعت بالا به محیط های حساس به برش آسیب می رساند	سرعت داخلی پایین ایده آل برای پمپاژ سیالات حساس به برشی

کاربردهای اصلی پمپ های گریز از مرکز چیست؟

پمپ های گریز از مرکز معمولاً برای پمپاژ آب، حلال ها، مواد آلی، روغن ها، اسیدها، بازها و هر مایع “رقیق” در کاربردهای صنعتی، کشاورزی و خانگی استفاده می شوند. در واقع، پمپ‌های گریز از مرکز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تقریباً در هر برنامه‌ای که شامل سیالات با ویسکوزیته پایین است، استفاده می‌شود.

نوع پمپ گریز از مرکز	کاربرد	امکانات
موتور پمپ کنسرو شده	هیدروکربن ها، مواد شیمیایی که هر گونه نشتی در آنها مجاز نیست	بدون مهر و موم؛ پروانه مستقیماً به روتور موتور متصل است. قطعات خیس شده موجود در قوطی
پمپ محرک مغناطیسی	بدون مهر و موم؛ پروانه ای که توسط آهنرباهای جفت شده نزدیک هدایت می شود
پمپ خردکن / آسیاب	فاضلاب در صنایع، شیمیایی و مواد غذایی / فاضلاب	پروانه مجهز به دندانه های آسیاب برای خرد کردن مواد جامد
پمپ سیرکولاتور	گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع	طراحی فشرده درون خطی
پمپ چند مرحله ای	کاربردهای فشار بالا	پروانه های متعدد برای افزایش فشار تخلیه
پمپ برودتی	گاز طبیعی مایع، خنک کننده	مصالح ساختمانی ویژه برای تحمل دماهای پایین
پمپ زباله	تخلیه معادن، گودال ها، سایت های ساختمانی	طراحی شده برای پمپاژ آب حاوی زباله های جامد
پمپ دوغاب	معدن، فرآوری مواد معدنی، دوغاب صنعتی	طراحی شده برای رسیدگی و مقاومت در برابر دوغاب های بسیار ساینده

نتیجه

پمپ های گریز از مرکز با انتقال انرژی دورانی از یک یا چند روتور محرک که پروانه نامیده می شوند، کار می کنند. پروانه ها برای افزایش سرعت و فشار سیال عمل می کنند و آن را به سمت خروجی پمپ هدایت می کنند. پمپ گریز از مرکز از نظر طراحی ساده و کارکرد و نگهداری آسان است.

طراحی پمپ گریز از مرکز یک راه حل ساده و مقرون به صرفه برای اکثر کاربردهای پمپاژ فشار کم و حجم بالا که شامل سیالات با ویسکوزیته کم مانند آب، حلال ها، مواد شیمیایی و روغن های سبک است، ارائه می دهد. کاربردهای معمولی شامل تامین و گردش آب در کارخانه های پتروشیمی، آبیاری و انتقال مواد شیمیایی است. پمپ های حجمی برای کاربردهایی که شامل سیالات با ویسکوزیته بالا مانند روغن های غلیظ و دوغاب هستند، به ویژه در فشارهای بالا، برای خوراک های پیچیده مانند امولسیون ها، مواد غذایی یا سیالات بیولوژیکی و زمانی که اندازه گیری دقیق مورد نیاز است، مناسب هستند.