می شود.

برای بهبود و تصحیح شرایط در حالت ایمپلر باز باید ایمپلر را به گونه ای تنظیم کرد که تلرانس بین تیغه ها و محفظه دقیقا تصحیح شود.در پمپ های پره بسته امکان تصحیح شرایط نیست اما لازم است جریان محصور شده در قسمت تخلیه پمپ آزاد شود.

فضای آزاد بین نوک پره و زبانه باید معادل 4% قطر پره باشد. صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون بیشتر در نوک تیغه های خارجی پره و پشت زبانه، روی دیواره محفظه داخلی دیده می شود.



- کاویتاسیون از نوع مکش

مکش هوا می تواند به اشکال مختلف در لوله ها و نقاط دیگر پمپ اتفاق بی افتد. مثلا در صورت ایجاد خلا در پمپف هوا می تواند به درون لوله ها وارد شود. یکی از این نمونه ها پمپ بالاکش (Lift pump) می باشد. هوا از راههای زیر می تواند وارد پمپ شود.
1- آببند شفت پمپ
2- آببند ساق متصل به صفحه شیر در لوله مکش
3- رینگ های اتصالی لوله مکش
4- واشر های آب بند صفحه فلنج در اتصالات لوله
5- ارینگ ها و اتصالات پیچی در قسمت مکش
6- ارینگ ها و آب بندهای ثانویه در آب بندهای تک
7- سطوح آب بندهای مکانیکی تک
8- از طریق حباب ها و حفره های هوا در لوله مکش
9- از طریق مایعات کف کننده

راه های جلوگیری از کاویتاسیون نوع مکش هوا:
1- آب بندی و بستن تمام سطوح، صفحات فلنج ها و واشر ها
2- درزبندی و بستن رینگ های آب بند و آببندهای ساقه متصل به صفحه شیر در لوله مکش
3- نگه داشتن سرعت سیال به میزان 8 فوت بر ثانیه (با افزایش قطر لوله)
4- استفاده از آب بند های مکانیکی دوبل

در پایان این قسمت باید نکته ای را که در وبلاگ یکی از دوستان خواندم توضیح دهم. ایشان نوشته اند که

" چند روز پیش با یکی از مهندسین با سابقه یکی از شرکت های مشاور که در زمینه نفت فعالیت می کردند بر سر موضوعی بحث می کردیم. موضوع از این قرار بود که آن شرکت پمپی می خواست که اختلاف فشار ۲۰ بار ایجاد کند و سیال پمپ شونده پروپان - یکی از مشتقات هیدروکربنی - بود. محل مناقشه بنده بر سر منحنی عملکرد هد و دبی پمپ برای سیال پروپان - با وزن مخصوص ۰.۵۵ - بود.

این آقا استدلال می کرد که چون منحنی های عملکرد هد و دبی پمپ که پمپ سازان در کاتالوگ های خود گزارش می دهند برای سیال آب می باشد لذا برای سیال پروپان با وزن مخصوص ۰.۵۵ می بایست اصلاح شود. در جواب این آقای مهندس می بایست عرض کرد که منحنی های عملکرد هد و دبی پمپ وابسته به نوع سیال نمی باشد. بدین معنی که برای یک پمپ سانتریفوژ فرقی نمی کند که چه سیالی را پمپاژ می کند. به عنوان مثال اگر در منحنی عملکرد هد و دبی، هد پمپ در دبی خاصی مثلاً ۱۰۰ متر گزارش شده باشد، چه سیال آب باشد، گازوئیل باشد، پروپان باشد و یا هر سیال دیگری باشد - البته نه سیالات خیلی لزج و یا سیالات غیر نیوتنی- پمپ سانتریفوژ آن سیال را ۱۰۰ متر به بالا پرتاب می کند. اما فشار خروجی پمپ متفاوت می باشد. بدین معنی فشار پمپ برابر است با حاصلضرب هد پمپ در وزن مخصوص سیال. یعنی اگر سیال سنگین باشد فشار پمپ بالا می رود و اگر سیال سبکتر باشد فشار خروجی پمپ - در همان هد ۱۰۰ متر - کمتر می باشد. در واقع هد یک خاصیت هندسی و فشار یک خاصیت فیزیکی می باشد که به مشخصه های فیزیکی سیال از جمله وزن مخصوص ارتباط دارد. بنابراین منحنی های عملکرد هد و دبی پمپ ارتباطی با نوع سیال ندارند - باز هم تکرار می کنم نه در حالتی که سیال خیلی لزج و یا غیر نیوتنی باشد- اما منحنی توان جذبی پمپ بر حسب دبی بسته به نوع سیال متفاوت می باشد. همانطور که قبلاً گفتیم توان جذبی پمپ وابسته به حاصلضرب فشار در دبی پمپ می باشد و از آنجا که فشار یک خاصیت فیزیکی - و نه هندسی - می باشد و به وزن مخصوص سیال ارتباط دارد لذا منحنی های عملکرد توان جذبی و دبی برای سیالات مختلف متفاوت می باشد."

اين منحني ها توسط كارخانه سازنده پمپ و در شرايط آزمايشگاهي براي پمپ ترسيم مي شوند. سيال مورد استفاده جهت تست پمپ، آب در دماي محيط مي باشد. دليل استفاده از آب راحتي و در دسترس بودن آن است. در صورتي كه سيال پمپ شونده سيالي ديگر غير از آب باشد ، بايستي با استفاده از ضرايب تصحيح، اصلاحات لازم بر روي منحني عملكرد انجام شود. جهت محاسبه هد پمپها از فرمول زیر استفاده می شود که بطور وضوح نوع سیال استفاده شده در آن موثر است.

این کلیپ توی اکوادور درست شده و اکوادور هم همونطور که میدونید روی خط استوا ست. یه قانون فیزیکی هست که میگه آب که می خواد از سینک خارج بشه تو نیمکره شمالی به صورت پادساعتگرد می چرخه (یه چیزی مثل گرد آب) و تو نیمکره جنوبی به صورت ساعتگرد و روی خط استوا اصلا نمیچرخه و به صورت ثابت آب از سینک خارج میشه. حالا تو این کلیپ جالب میشه هر سه حالتشو دید.

پمپ هاي صنعتي

تاریخچه : اجداد اوليه انسان در كناره جنگلها و آبها زندگي مي كردند.مهد تمدن هاي انساني در سواحل گرم و ماسه اي بوده.در حقيقت بايد گفت كه اين كشاورزان بودند كه اجتماعات كوچكي راكه بعدها به اولين شهرها تبديل شدند ايجاد كردند.در تمدن رومي براي نيازهاي كشاورزي وشهري هر نفر،در حدود 20 ليتر آب در روز مصرف مي شده. ازآنجائي كه منابع محلي پاسخگوي آب مورد نياز نبود،بشر به فكر انتقال آن افتاد.اولين ابزارانتقال آب يك ظرف چتر مانند بود كه به انتهاي يك تير چوبي متصل مي شد. در حدود 2000سال قبل از ميلاد،اين ابزارهاي ابتدائي توسط اولين مكانيزم اهرمي با نام Shadoof جايگزين گشت. با وجود اينكه سيستم مذكور بطور قابل ملاحظه اي انتقال آب را ساده مي كرد،ولي فقط مي توانست در يك زمان مشخص يك سطل را جابجا كند.هدف مخترعان عهد باستان نه تنها سهولت فيزيكي انتقال آب،بلكه سرعت بخشيدن به آن و افزايش حجم آب جابجا شده نيزبود.نتيجاتاً Persian Wheelجانشين دستگاههاي قبلي شد.

يونانيان براي اختراع مكانيزمي جهت كنترل نيروي آب شهرت دارند.اين سيستم داراي يك چرخ تيغه دار بود كه قسمت پائيني آن در جريان آب قرار مي گرفت و نيروي جريان آب موجب دوران چرخ مي گشت. اگرچه دستگاه هاي متفاوت ديگري نيز بعد از آن ساخته شدند،ولي اصل بنيادين سيستمهاي اهرمي انتقال آب ثابت باقي ماند،تا وقتي كه يكي از اختراعات مكانيكي مهم در جهان باستان ظهور كرد: پيچ ارشميدس

پيچ ارشميدس بر خلاف مكانيزهاي گذشته،دو مزيت سهولت انتقال آب و سازگاري درشرايط و نيازهاي مختلف را تواماً دارا بود و همچنين ثابت شد كه استفاده از اين دستگاهها به منظور آبياري بسيار مناسب و آسان است. هدف از تمامي مطالب عنوان شده بيان اين موضوع بود كه: پمپ يك تكنولوژي جديد نيست بلكه تنها نيروي محركه آن است كه جديد مي باشد.نيروي محركه پمپ در ابتدا،انسانها وحيوانات بودند.طبيعي بود كه اين پمپ ها در يك سرعت كاري پايين كار مي كردند.سپس بشر از آب و باد بهره گرفت و اين روند رشد ادامه يافت تا به امروزه كه بشر براي به حركت درآوردن پمپها از الكتروموتور و توربين بخار استفاده مي كند. استفاده از پمپهاي پيستوني و پيچي تا قرن 19 بسيار متداول بود.تا آن زمان به دو دليل ازپمپهاي سانتريفوژ زياد استفاده نمي شد.دليل اول اين بود كه براي به حركت در آوردن پمپهاي سانتريفوژ احتياج به نيروي محركه بالائي بود. علت ديگر عدم مقبوليت پمپهاي سانتريفوژ،مقبوليت پمپهاي رفت و برگشتي بود كه به نيازهاي تكنيكي آن دوره پاسخ مي گفت. بطور کلی پمپهای صنعتی را می توان براساس کاربرد ، مواد استفاده شده جهت ساخت ، مایعی که جابجا می کنند و حتی براساس جهت قرارگیری آنها طبقه بندی نمود. شاخص ترین نحوه طبقه بندی پمپ ها در ابتدایی ترین تقسیم بندی مربوط به اساس انتقال انرژی به مایع و در مرحله بعد توجه به هندسه پمپ می باشد. بر اساس این روش طبقه بندی پمپها به گروههای زیر طبقه بندی می شوند :

همانطور که در چارت بالا مشخص است پمپهای صنعتی کلا به چند دسته زیر طبقه بندی می شوند :

- پمپهای جابجایی مثبت (Reciprocating Pumps , Rotary Pumps)

- پمپهای سانتریفیوژال

- انواع دیگر پمپها

1-1 پمپهای جابجایی مثبت : مشخصه پمپهای جابجایی مثبت این است که در هر سیکل کاری مقداری از مایع مورد نظر را جابجا می کنند. این پمپ ها به دو گروه اصلی پمپهای رفت و برگشتی و پمپهای چرخشی تقسیم می شوند. پمپهای رفت و برگشتی شامل انواع Piston, Plunger& Diaphragm می باشند. پمپهای چرخنده شامل انواع gear, lobe, screw, vane, regenerative (peripheral), and progressive cavity بوده که هریک در قسمتهای بعدی توضیح داده می شوند.

1-2 پمپهای سانتریفیوژال : این پمپها ابتدا سرعت سیال را افزایش داده و سپس با تبدیل این سرعت ، فشار سیال را افزایش می دهند. این پمپها همچنین به پمپهای Roto – Dynamic نیز معروف می باشند.

1-3 انواع دیگر پمپها : انواع دیگر پمپ هاشامل electromagnetic pumps, jet pumps, gas lift pumps, and hydraulic ram می باشد.

پمپهای Centrifugal :

کلیات :

نيروي گريز از مركز: سنگي را به نخي بسته و آن را شروع به چرخاندن مي كنيم . سنگ در يك مسير دايره اي شروع به حركت مي كند. سرعت سنگ ثابت است اما جهت آن تغيير مي كند . اگر سرعت تغيير كند يا جهت سرعت تغيير كند ، حركت شتابدار خواهد بود. از آنجا كه جهت سرعت سنگ در حال تغيير است ، بنابراين سنگ حركت شتابداري خواهد داشت . شتاب يك بردار است و جهت دارد . مي خواهيم جهت شتاب سنگ راتعيين كنيم . از بالا به سنگ نگاه مي كنيم . سنگ در يك مسير دايره اي با سرعت ثابت در حال حركت است.شتاب عبارت است ازتغييرات سرعت به زمان پس جهت ΔV جهت شتاب سنگ خواهد بود. همانطور كه در شكل مشخص است جهت ΔV به طرف مركز است ، بنابراين سنگ داراي يك شتاب مركز گراست. هر شتابي به علت نيرويي ايجاد مي شود. به نيروي ايجاد كننده شتاب جانب مركز،نيروي جانب مركز مي گويند. نيروي جانب مركز باعث مي شود كه سنگ در يك مسير دايره اي حركت كند . برايند نيروهاي وارد بر جسم را مي كشيم . مولفه T sinθ پيوسته گرايش به طرف مركز دارد و نيروي جانب مركز ناميده مي شود. نيروي جانب مركز باعث حركت سنگ در مسير دايره اي مي شود. در يك لحظه طناب پاره مي شود؟ به نظر شما چه اتفاقي مي افتد؟ سنگ به حركت خود ادامه مي دهد. يعني با همان سرعتي كه در لحظه پاره شدن داشته ، مماس بر مسير دوران پرتاب مي شود. براي اين كه بفهميم چراسنگ در هنگام پاره شدن ، اين رفتار را از خود نشان داده يعني تمايل داشته كه به مسير خودش در همان لحظه اي كه طناب پاره شده ، ادامه بدهد بايد مفهوم اينرسي را بدانيم. سوار بر ماشين در حال حركت هستيد. ناگهان مانعي در مقابل ماشين قرار مي گيرد و شما ترمز مي كنيد. مي بينيد كه به سمت جلو پرتاب مي شويد. چرا؟در حقيقت بدن شما با سرعتي برابر با سرعت ماشين در حال حركت بوده ،بنابراين تمايل دارد كه همچنان به حركت خود ادامه بدهد . وقتي ماشين ترمز مي كند و متوقف مي شود تمايل به ادامه حركت به سمت جلوباعث پرتاب شدن شما به سمت جلو مي شود. نيرويي كه باعث مي شود جسمي كه در يك مسير دايره اي در حال حركت است ، همانطورحول يك نقطه ثابت به حركت دايره اي خود ادامه دهد ، نيروي مركز گراست و جهت نيروي مركز گرا به سمت مركز منحني است.نيروي گريز از مركز همانطور كه از اسمش مشخص است ، بايستي عكس نيروي مركز گرا باشد .به يك نكته توجه كنيد كه نيروي گريز از مركز وجود خارجي ندارد. در سنگي كه در مسير دايره اي در حال چرخش بود تمايلي وجود دارد كه در مقابل تغيير جهت سرعت مقاومت مي كند. اين تمايل اينرسي است و در حقيقت نيروي گريز از مر كز اينرسي جسم خواهد بود. شما بارها و بارها نيروي گريز از مركز را تجربه كرده ايد. وقتي كه سوار چرخ و فلكي هستيد ، تحت تاثير نيروي جانب مركز در حال يك حركت دوراني مي باشيد. اما در عين حال اين احساس را داريد كه نيرويي شما را به صندلي مي فشارد و تمايل به اين د ارد كه شما را از مركز دوران دور كند ، اين نيرو همان نيروي گريز ازمركزاست. حال كه تا اندازه اي با مفهوم نيروي گريز از مركز آشنا شديم، ببينيم كه چرا پمپهاي سانتريفوژ به پمپهاي گريز از مركزمشهور هستند. در داخل يك سطل مقداري آب ريخته و شروع به چرخاندن سطل مي كنيم . سطل در يك مسير دايره اي به علت نيروي جانب مركز حركت خواهد كرد ، بدون اين كه آب داخل آن بريزد در حقيقت آب موجود در ظرف به علت اينرسي يا نيروي گريز از مركز به ته ظرف فشرده مي شود و به بيرون نمي ريزد. حال سوراخي در ته ظرف ايجاد مي كنيم .چه اتفاقي مي افتد!آب از سوراخ به بيرون ريخته مي شود .چرا؟ نيروي گريز از مركز باعث بيرون ريختن آب از داخل سطل مي شود. درپمپهاي گريز از مركز ،كافي است دو پره مجاور را مانند ظرفي فرض كنيم كه سيال پمپ شونده به داخل آن مي ريزد. ظرفي كه كف ندارد و درحقيقت فقط از دو ديواره تشكيل شده ، به علت نيروي گريز از مركز، سيال در طول پره ها حركت كرده و به داخل پوسته تخليه مي شود.

پمپهای Centrifugal را می توان به روشهای گونگونی طبقه بندی نمود که برخی از آنها ذیلا توضیح داده می شود:

- جهت قرار گیری مرکزشفت پمپ (Orientation of the pump shaft axis) :

بر این اساس پمپها به دو گروه عمودی و افقی تقسیم می شوند. نمونه ای از این پمپها در تصاویر زیر قابل مشاهده می باشد.

- تعداد مراحل :(Number of stages) با توجه به اینکه یک ویا چند پروانه در مسیر عبور مایع در یک پمپ قرار می گیرد، پمپها به دسته بندی یک ، دو یا چند مرحله ای طبقه بندی می شوند.

- جهت فلنج مکش (Suction flange orientation) :

همانطور که مشخص است این طبقه بندی بر اساس جهت قرار گیری فلنج قسمت مکش پمپ می باشد. بر این اساس پمپ ها به دو دسته عمودی و افقی طبقه بندی می شوند.