آشنایی با سیستمهای #اسپرینکلر
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
از سال ۱۸۷۴میلادی که اسپرینکلر(آبفشان) توسط “هنری پارملی” اختراع شد، این وسیله نسبتاً ساده که گروهی از صاحبنظران آن را بعنوان بهترین و کارآمد ترین وسیله ایمنی ساخته شده تا به امروز می دانند، با استفاده از تجهیزات رایج در شبکه های لوله کشی نظیر شیرآلات ، لوله و اتصالات مربوطه با هدف حفظ جان و مال افراد در برابر حریق بکارگرفته شده است.
جالب است بدانیم هیچ ساختمان مجهز به سیستم اسپرینکلر دچار خسارت سنگین نشده و تاکنون مرگ ناشی از حریق در خانه های دارای اسپرینکلر در انگلستان گزارش نشده است.
در سال ۱۸۹۶ میلادی پس از کسب مقبولیت و محبوبیت سیستمهای اسپرینکلر در ایالات متحده آمریکا، جهت هماهنگ نمودن و یکپارچه سازی طراحی ، کارخانجات تولید کننده اسپرینکلر، شرکت های بیمه و سازمانهای آتش نشانی، ائتلاف ملی حفاظت از حریق(National Fire Protection Association) یا NFPA را تشکیل دادند. اولین مجموعه تهیه شده با کد ۱۳ به سیستمهای اسپرینکلر اختصاص یافت. امروزه NFPA نزدیک به ۳۰۰ کد در زمینه های مختلف ایمنی منتشر نموده است.
مطابق با NFPA در طراحی مراحل زیر طراحی ، عبارتند از:
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
تشخیص نوع خطر بررسی ساختمانجبررسی منابع آب مورد نیاز سیستمدتشخیص و انتخاب سیستمهتعیین اسپرینکلر مورد نیاز انتخاب لوله مناسب انتخاب بست و گیره های مناسب برای نصب لوله ها تعیین تجهیزات جانبی مورد نیاز محاسبات هیدرولیکیتهیه نقشه و ذکر جزئیات و نکات مهم
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
الف-تشخیص نوع خطر:
با بررسی شرایط و ویژگیهای محل از نظر نوع و مقدار مواد سوختنی و بکارگیری استانداردهای موجود ، نوع خطر تشخیص داده می شود.
ب- بررسی ساختمان:
نوع مصالح بکاررفته، مقاومت دیوارها در برابر حریق، ارتفاع سقف، فاصله دیوارها،… که عمدتاً با مطالعه نقشه های ساختمانی مشخص می گرددد، طراح را در این مرحله کمک خواهد کرد.
ج- بررسی منابع آب مورد نیاز سیستم:
فشارو دبی مورد نیاز سیستم توسط منابع آب تأمین می شود، درصورت استفاده از شبکه آب شهری، مقدار دبی و فشار شبکه باید بدقت تعیین شوند. که این مقادیر با سوال از مسئولین مربوطه یا انجام آزمایش مشخص می شوند.در صورت عدم تأمین آب مورد نیاز از شبکه آب شهری، باید از مخازن تحت فشار یا مخازن نصب شده در ارتفاع و یا مخزن و پمپ استفاده نمود.
توجه داشته باشید بدون منابع آب مناسب ، بهترین سیستمهای اسپرینکلر و خبره ترین آتش نشانها نیز نمی توانند حریق را اطفاء کنند.
د- تشخیص و انتخاب سیستم
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سیستمهای اسپرینکلر به چهار نوع تقسیم می شوند:
سیستم لوله تر (Wet Pipe System):
در این سیستم آب تحت فشار، درون لوله تا پشت اسپرینکلرها ،موجود است، به محض افزایش حرارت محیط و باز شدن اسپرینکلر، آب تخلیه می شود. از امتیازات این سیستم می توان به سرعت بالا وهزینه های پایین نصب، تعمیرات و نگهداری اشاره کرد،در اکثر مناطقی که خطر یخ زدگی آب وجود ندارد، سیستم تر اولین انتخاب طراح است.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
۲-سیستم لوله خشک (Dry Pipe System):
در این سیستم ازهوای فشرده درون لوله ها استفاده میشود، به محض فعال شدن اسپرینکلر، هوای فشرده تخلیه شده و افت فشار درون لوله باعث باز شدن شیر سیستم ، سپس ورود آب به شبکه لوله کشی و در نهایت تخلیه شدن از اسپرینکلر باز شده می شود. سرعت عمل این سیستم به نسبت سیستم تر پایین تر بوده و به همین دلیل محدوده طراحی(Design Area) گسترده تری در محاسبات هیدرولیکی در نظر گرفته می شود.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
۳-سیستم پیش عملگر(Preaction System):
در این سیستم از تجهیزات اعلام حریق بعنوان وسایل وادوات کمکی وتکمیلی استفاده می شود، در مکانهایی که احتمال تأثیر منفی آب بر روی تجهیزات وجود دارد، از این سیستم استفاده می شود. سیستمهای Preaction به سه روش قابل اجرا هستند:
الف-Non Interlock: آب هنگامی به درون لوله ها وارد می شود که سیستم اعلام حریق یا یکی از اسپرینکلرها فعال شوند،در این سیستم از هوای فشرده با حداقل فشار ۷ psi استفاده می شود.
ب-Single Interlock: ورود آب به این سیستم ،فقط با تشخیص سیستم اعلام حریق صورت می گیرد و باز شدن اسپرینکلر تأثیری بر عملکرد سیستم ندارد.
ج-Double Interlock: در این سیستم ورود آب به شبکه لوله کشی نیازمند تشخیص سیستم اعلام حریق و باز شدن اسپرینکلر می باشد، در این سیستم نیز از هوای فشرده با حداقل فشار ۷ psi استفاده می شود.
۴-سیستم سیلابی (Deluge System):
در این سیستم تمامی اسپرینکلرها باز (Open sprinkler) بوده و فرمان ورود آب به شبکه توسط سیستم اعلام حریق به شیر کنترل ارسال می شود
انتخاب صحیح سیستم اسپرینکلر، نقش بسزایی در افزایش بازده و کارای
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
از سال ۱۸۷۴میلادی که اسپرینکلر(آبفشان) توسط “هنری پارملی” اختراع شد، این وسیله نسبتاً ساده که گروهی از صاحبنظران آن را بعنوان بهترین و کارآمد ترین وسیله ایمنی ساخته شده تا به امروز می دانند، با استفاده از تجهیزات رایج در شبکه های لوله کشی نظیر شیرآلات ، لوله و اتصالات مربوطه با هدف حفظ جان و مال افراد در برابر حریق بکارگرفته شده است.
جالب است بدانیم هیچ ساختمان مجهز به سیستم اسپرینکلر دچار خسارت سنگین نشده و تاکنون مرگ ناشی از حریق در خانه های دارای اسپرینکلر در انگلستان گزارش نشده است.
در سال ۱۸۹۶ میلادی پس از کسب مقبولیت و محبوبیت سیستمهای اسپرینکلر در ایالات متحده آمریکا، جهت هماهنگ نمودن و یکپارچه سازی طراحی ، کارخانجات تولید کننده اسپرینکلر، شرکت های بیمه و سازمانهای آتش نشانی، ائتلاف ملی حفاظت از حریق(National Fire Protection Association) یا NFPA را تشکیل دادند. اولین مجموعه تهیه شده با کد ۱۳ به سیستمهای اسپرینکلر اختصاص یافت. امروزه NFPA نزدیک به ۳۰۰ کد در زمینه های مختلف ایمنی منتشر نموده است.
مطابق با NFPA در طراحی مراحل زیر طراحی ، عبارتند از:
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
تشخیص نوع خطر بررسی ساختمانجبررسی منابع آب مورد نیاز سیستمدتشخیص و انتخاب سیستمهتعیین اسپرینکلر مورد نیاز انتخاب لوله مناسب انتخاب بست و گیره های مناسب برای نصب لوله ها تعیین تجهیزات جانبی مورد نیاز محاسبات هیدرولیکیتهیه نقشه و ذکر جزئیات و نکات مهم
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
الف-تشخیص نوع خطر:
با بررسی شرایط و ویژگیهای محل از نظر نوع و مقدار مواد سوختنی و بکارگیری استانداردهای موجود ، نوع خطر تشخیص داده می شود.
ب- بررسی ساختمان:
نوع مصالح بکاررفته، مقاومت دیوارها در برابر حریق، ارتفاع سقف، فاصله دیوارها،… که عمدتاً با مطالعه نقشه های ساختمانی مشخص می گرددد، طراح را در این مرحله کمک خواهد کرد.
ج- بررسی منابع آب مورد نیاز سیستم:
فشارو دبی مورد نیاز سیستم توسط منابع آب تأمین می شود، درصورت استفاده از شبکه آب شهری، مقدار دبی و فشار شبکه باید بدقت تعیین شوند. که این مقادیر با سوال از مسئولین مربوطه یا انجام آزمایش مشخص می شوند.در صورت عدم تأمین آب مورد نیاز از شبکه آب شهری، باید از مخازن تحت فشار یا مخازن نصب شده در ارتفاع و یا مخزن و پمپ استفاده نمود.
توجه داشته باشید بدون منابع آب مناسب ، بهترین سیستمهای اسپرینکلر و خبره ترین آتش نشانها نیز نمی توانند حریق را اطفاء کنند.
د- تشخیص و انتخاب سیستم
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
سیستمهای اسپرینکلر به چهار نوع تقسیم می شوند:
سیستم لوله تر (Wet Pipe System):
در این سیستم آب تحت فشار، درون لوله تا پشت اسپرینکلرها ،موجود است، به محض افزایش حرارت محیط و باز شدن اسپرینکلر، آب تخلیه می شود. از امتیازات این سیستم می توان به سرعت بالا وهزینه های پایین نصب، تعمیرات و نگهداری اشاره کرد،در اکثر مناطقی که خطر یخ زدگی آب وجود ندارد، سیستم تر اولین انتخاب طراح است.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
۲-سیستم لوله خشک (Dry Pipe System):
در این سیستم ازهوای فشرده درون لوله ها استفاده میشود، به محض فعال شدن اسپرینکلر، هوای فشرده تخلیه شده و افت فشار درون لوله باعث باز شدن شیر سیستم ، سپس ورود آب به شبکه لوله کشی و در نهایت تخلیه شدن از اسپرینکلر باز شده می شود. سرعت عمل این سیستم به نسبت سیستم تر پایین تر بوده و به همین دلیل محدوده طراحی(Design Area) گسترده تری در محاسبات هیدرولیکی در نظر گرفته می شود.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
۳-سیستم پیش عملگر(Preaction System):
در این سیستم از تجهیزات اعلام حریق بعنوان وسایل وادوات کمکی وتکمیلی استفاده می شود، در مکانهایی که احتمال تأثیر منفی آب بر روی تجهیزات وجود دارد، از این سیستم استفاده می شود. سیستمهای Preaction به سه روش قابل اجرا هستند:
الف-Non Interlock: آب هنگامی به درون لوله ها وارد می شود که سیستم اعلام حریق یا یکی از اسپرینکلرها فعال شوند،در این سیستم از هوای فشرده با حداقل فشار ۷ psi استفاده می شود.
ب-Single Interlock: ورود آب به این سیستم ،فقط با تشخیص سیستم اعلام حریق صورت می گیرد و باز شدن اسپرینکلر تأثیری بر عملکرد سیستم ندارد.
ج-Double Interlock: در این سیستم ورود آب به شبکه لوله کشی نیازمند تشخیص سیستم اعلام حریق و باز شدن اسپرینکلر می باشد، در این سیستم نیز از هوای فشرده با حداقل فشار ۷ psi استفاده می شود.
۴-سیستم سیلابی (Deluge System):
در این سیستم تمامی اسپرینکلرها باز (Open sprinkler) بوده و فرمان ورود آب به شبکه توسط سیستم اعلام حریق به شیر کنترل ارسال می شود
انتخاب صحیح سیستم اسپرینکلر، نقش بسزایی در افزایش بازده و کارای
ی، کاهش هزینه های نصب ، راه اندازی ، نگهداری و محاسبات هیدرولیکی سیستم خواهد داشت .
ه-تعیین اسپرینکلر مورد نیاز
همانگونه که در فصل اول کتاب توضیح داده شد ، انواع مختلف اسپرینکلرها با کاربردهای گوناگون موجود .
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
است و انتخاب اسپرینکلر یکی از مهمترین بخشهای طراحی می باشد.
اسپرینکلرها از نظر جهت نصب، درجه حرارت باز شدن و سرعت عملکرد، مساحت پوشش و سایز قطرات تولید شده به زیر شاخه های مختلفی تقسیم می شوند.
از نظر جهت نصب اسپرینکلرها به “رو به بالا (Upright)”،” آویزان (Pendent)” و ” دیواری (Sidewall)” تقسیم می شوند، اسپرینکلرهای Pendent نیز به زیر شاخه های استاندارد، عقب رفته (Recessed) و مخفی شده (Concealed) و اسپرینکلر های Sidewall نیز به زیر شاخه های افقی(Horizontal) ، تو رفته (Recessed) و روی سطحی (Surface Mounted) تقسیم بندی می شوند.
دمای محیط در شرایط نرمال و فاصله محل نصب اسپرینکلرها از منابع حرارت ، برروی انتخاب حساسیت دمایی اسپرینکلرها موثر است. پس از انتخاب اسپرینکلر با دمای مناسب، مساحت قابل پوشش هر اسپرینکلر وسایز قطرات تولید شده توسط آن ، جنس و پوشش بدنه اسپرینکلر( برنج، کروم ، رنگ شده و یا پوشش های ضد خوردگی خاص) را تعیین می کنیم.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
برخی دیگر از اسپرینکلرها مانند اسپرینکلرهای مناسب محلهای مسکونی (Residential Sprinkler) دارای کاربردهای ویژه اند که باید هنگام انتخاب در نظر گرفته شوند.
سه گروه اصلی لوله های مورد نیاز سیستمهای اسپرینکلر که در بخش داخلی ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند ازلوله های فولادی ، پلاستیکی و مسی.
لوله های فولادی پر استفاده ترین نوع لوله در سیستمهای اسپرینکلر هستند. در ابتدا تقریباً به جزء لوله SCH 40 فولادی سیاه یا پوشش گالوانیزه، انتخاب دیگری نبود اما امروزه لوله های فولادی با رده های ( SCH ) مختلف مانند، ۴۰ ، ۳۰ ، ۱۰ ، ۷ و ۵ موجود است ،هر چه SCH بزرگتر باشد ضخامت دیواره لوله بزرگتر شده و قطر داخلی کاهش می یابد.
لوله های پلاستیکی ، یکی از بزرگترین ابداعات در لوله کشی این سیستمها بوده که از امتیازات قابل توجهی نظیر سبکی وزن و بالا بودن C-Factor برخوردارند . از لوله های CPVC می توان در محیط های کم خطر (Light Hazard) واز لوله های PEX در ساختمانهای مسکونی کوچک یا پیش ساخته استفاده نمود.
لوله های مسی در سه گروه K، L و M موجودند که ضخامت دیواره در گروه K بیشترو در گروه M نازکتر است. بدلیل اینکه لوله های مسی، از زبری کمتری نسبت به لوله های فولاد برخوردارند، افت فشار در این لوله ها نسبت به لوله های فولادی کمتر است.
ه-تعیین اسپرینکلر مورد نیاز
همانگونه که در فصل اول کتاب توضیح داده شد ، انواع مختلف اسپرینکلرها با کاربردهای گوناگون موجود .
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
است و انتخاب اسپرینکلر یکی از مهمترین بخشهای طراحی می باشد.
اسپرینکلرها از نظر جهت نصب، درجه حرارت باز شدن و سرعت عملکرد، مساحت پوشش و سایز قطرات تولید شده به زیر شاخه های مختلفی تقسیم می شوند.
از نظر جهت نصب اسپرینکلرها به “رو به بالا (Upright)”،” آویزان (Pendent)” و ” دیواری (Sidewall)” تقسیم می شوند، اسپرینکلرهای Pendent نیز به زیر شاخه های استاندارد، عقب رفته (Recessed) و مخفی شده (Concealed) و اسپرینکلر های Sidewall نیز به زیر شاخه های افقی(Horizontal) ، تو رفته (Recessed) و روی سطحی (Surface Mounted) تقسیم بندی می شوند.
دمای محیط در شرایط نرمال و فاصله محل نصب اسپرینکلرها از منابع حرارت ، برروی انتخاب حساسیت دمایی اسپرینکلرها موثر است. پس از انتخاب اسپرینکلر با دمای مناسب، مساحت قابل پوشش هر اسپرینکلر وسایز قطرات تولید شده توسط آن ، جنس و پوشش بدنه اسپرینکلر( برنج، کروم ، رنگ شده و یا پوشش های ضد خوردگی خاص) را تعیین می کنیم.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
برخی دیگر از اسپرینکلرها مانند اسپرینکلرهای مناسب محلهای مسکونی (Residential Sprinkler) دارای کاربردهای ویژه اند که باید هنگام انتخاب در نظر گرفته شوند.
سه گروه اصلی لوله های مورد نیاز سیستمهای اسپرینکلر که در بخش داخلی ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند ازلوله های فولادی ، پلاستیکی و مسی.
لوله های فولادی پر استفاده ترین نوع لوله در سیستمهای اسپرینکلر هستند. در ابتدا تقریباً به جزء لوله SCH 40 فولادی سیاه یا پوشش گالوانیزه، انتخاب دیگری نبود اما امروزه لوله های فولادی با رده های ( SCH ) مختلف مانند، ۴۰ ، ۳۰ ، ۱۰ ، ۷ و ۵ موجود است ،هر چه SCH بزرگتر باشد ضخامت دیواره لوله بزرگتر شده و قطر داخلی کاهش می یابد.
لوله های پلاستیکی ، یکی از بزرگترین ابداعات در لوله کشی این سیستمها بوده که از امتیازات قابل توجهی نظیر سبکی وزن و بالا بودن C-Factor برخوردارند . از لوله های CPVC می توان در محیط های کم خطر (Light Hazard) واز لوله های PEX در ساختمانهای مسکونی کوچک یا پیش ساخته استفاده نمود.
لوله های مسی در سه گروه K، L و M موجودند که ضخامت دیواره در گروه K بیشترو در گروه M نازکتر است. بدلیل اینکه لوله های مسی، از زبری کمتری نسبت به لوله های فولاد برخوردارند، افت فشار در این لوله ها نسبت به لوله های فولادی کمتر است.
در مورد دتکتور ها هم قبلا توضیح دادم میتونین سرچ کنین
پک کامل حریق و اتش نشانی 👆👆👆👆
به در خواست زیادی از دوستان
پک کامل حریق و اتش نشانی 👆👆👆👆
به در خواست زیادی از دوستان
مهندس گودرزی عزیز سوالی در مورد فلزات استفاده شده در پره ها که تحمل کاویتاسیون رو داشته باشه پرسیدن
جواب در مطلب زیر
همینطور مطلبی در مورد نمودار خواتی پمپ ها
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
🍂🍂🍂🍂🍂🍂
همانطور که قبلا اشاره شد فلزات نمی توانند در مقابل کاویتاسیون مقاومت کنند . بهترین آلیاژ برای این منظور عبارتند از فولاد زنگ نزن ، فولاد با ١٣ % کرم ، فولاد معمولی ، برنز معمولی و بالاخره چدن که به ترتیب داده شده بر اساس بهترین مقاومت به پایین می باشد.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
چنانچه کاویتاسیون در پمپی رخ دهد برای قطع آن یا دبی عبوری از پمپ یا دور پمپ کاهش داده می شود . البته در بسیاری از نقاط منحنی مشخصه پمپ ، کاویتاسیون جزئی وجود دارد وطبق استاندارد بین المللی تا ٣% اطراف نقطه بیشترین راندمان ، کاویتاسیون نداریم ولی خارج از این ناحیه کاویتاسیون با شدت کم وجود دارد .میتوان وقوع کاویتاسیون و نحوه تاثیر آن را بر منحنی مشخصه وعملکرد پمپ را از طریق آزمایش ملاحظه کرد . اگر چنانچه شیر ورودی پمپ را به آرامی ببندیم ، در جائی مشاهده می شود که ضمن پیدایش صدا منحنی مشخصه پمپ ناگهان افت می کند . در این وضعیت پمپ در حالت کاویتاسیون بوده و نقطه عملکرد پایدار نمی باشد. باید توجه داشت که خوردگی مکانیکی بر اثر کاویتاسیون با خوردگی بر اثر واکنشهای شیمیایی یا الکترو شیمیایی متفاوت میباشد.مقاومت فلزات در مقابل کاویتاسیون بستگی به پارامترهای مختلفی از لحاظ نحوه ساخت و تولید فلز ، سطح فلز، آلیاژهای به کار رفته ، یک نواخت بودن فلز در موقع ریخته گری یا عملیات حرارتی و سرانجام درجه مقاومت فلز در مقابل خستگی دابرای تعیین میزان حساسیت یک سیستم به کاویتاسیون از یک کمیت بی بعد به نام پارمتر کاویتاسیون استفاده می شود که به صورت زیر تعریف شده است :
(P-PV)/(ρ.V̂2/2)
P فشار مطلق در نقطه مورد نظر ، PV فشار بخار مایع ، ρ دانسیته مایع و V سرعت غیر مغشوش مایع یا سرعت مرجع است . پارامتر کاویتاسیون صورتی از ضریب فشار است . در دو سیستم که تشابه هندسی دارند ، اگر مقدار σ یکسان باشد ، احتمال وقوع کاویتاسیون یکسان خواهد بود . اصطلاحاً گفته می شود که درجه کاویتاسیون دو سیستم یکسان است. وقتی0= σ باشد ، فشار مایع به فشار بخار رسیده است و کاویتاسیون رخ می دهد .
هد خالص مثبت مکش (NPSH)
جهت کنترل پدیده کاویتاسیون و برقراری شرایط عدم وجود کاویتاسیون از پارامتری به نام NPSH استفاده می شود . منظور از این پارامتر ، هد خالص مثبت مکش می باشد . به جای این که نقطه حداقل فشار در داخل پروانه بررسی شود ، مقدار هد خالص در قبل از پمپ بررسی می گردد و کارخانه سازنده پیش بینی لازم برای افت از ورود پمپ تا نقطه حداقل فشار در داخل پروانه را انجام می دهد .
انواع کاویتاسیون که ممکن است در پمپ ها اتفاق بیافتد:
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
- کاویتاسیون تبخیری (نارسایی NPSHa) :
شایعترین نوع کاویتاسیون می باشد و حدود 70% از کاویتاسیون ها را در بر می گیرد. برای جلوگیری از این نوع کاویتاسیون، مقدار NPSHa در سیستم باید از مقدار NPSHr (حداقل انرژی مورد نیاز پمپ که توسط کارخانه سازنده توسط منحنی هایی به همراه کاتالوگ پمپ ارائه می گردد) بیشتر باشد.برای جلوگیری از صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون، راهکار های زیر پیشنهاد می گردد:
1- کاهش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را کاهش دهد، هرچه دما کمتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن کمتر خواهد شد و در نتیجه احتمال کمتر شدن این فشار نسبت به فشار داخل پمپ افزایش می یابد . بنابراین وقتی خواستید که سیال با دمای بالا را پمپ کنید بسیار باید به این نوع کاویتاسیون دقت کنید.
2- افزایش تراز مایع در مخزن مکش که مقدار هد استاتیکی را افزایش می دهد.
3- بهبود و اصلاح پمپ شامل موارد زیر :
- کاهش سرعت که مقدار Hf(هد ناشی از افت) را کاهش می دهد.
- افزایش قطر چشمه پره
- بکار بردن دو پمپ کوچکتر بصورت موازی که موجب کاهش افد هد می شود.
در این شرایط مایع مجبور می شود از ناحیه پر فشار پمپ به طرف ناحیه کم فشار آن در عرض پره بازگردش کند. وقتی در قسمت مکش یا تخلیه جریان گردابی ایجاد می شود که ناشی از سرعت بالای سیال می باشد جریان سیال برعکس شده و در خلاف جریان حرکت جریان عادی سیال باز گردش می کند.
باز گردش سیال باعث می شود که قطر مفید عبور سیال در قسمت مکش و تخلیه کاهش یابد و باعث کاهش فشار سیال گردد(مطابق اصل برنولی). با کاهش فشار و رسیدن فشار به فشار بخار سیال پدیده کاویتاسیون ایجاد می شود.
این نوع کاویتاسیون به دو حالت اتفاق می افتد
: 🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
اول اینکه مایع داخل محفظه پمپ با سرعت موتور باز گردش کرده و یکباره حرارتش افزایش پیدا کرده و فوق
جواب در مطلب زیر
همینطور مطلبی در مورد نمودار خواتی پمپ ها
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
🍂🍂🍂🍂🍂🍂
همانطور که قبلا اشاره شد فلزات نمی توانند در مقابل کاویتاسیون مقاومت کنند . بهترین آلیاژ برای این منظور عبارتند از فولاد زنگ نزن ، فولاد با ١٣ % کرم ، فولاد معمولی ، برنز معمولی و بالاخره چدن که به ترتیب داده شده بر اساس بهترین مقاومت به پایین می باشد.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
چنانچه کاویتاسیون در پمپی رخ دهد برای قطع آن یا دبی عبوری از پمپ یا دور پمپ کاهش داده می شود . البته در بسیاری از نقاط منحنی مشخصه پمپ ، کاویتاسیون جزئی وجود دارد وطبق استاندارد بین المللی تا ٣% اطراف نقطه بیشترین راندمان ، کاویتاسیون نداریم ولی خارج از این ناحیه کاویتاسیون با شدت کم وجود دارد .میتوان وقوع کاویتاسیون و نحوه تاثیر آن را بر منحنی مشخصه وعملکرد پمپ را از طریق آزمایش ملاحظه کرد . اگر چنانچه شیر ورودی پمپ را به آرامی ببندیم ، در جائی مشاهده می شود که ضمن پیدایش صدا منحنی مشخصه پمپ ناگهان افت می کند . در این وضعیت پمپ در حالت کاویتاسیون بوده و نقطه عملکرد پایدار نمی باشد. باید توجه داشت که خوردگی مکانیکی بر اثر کاویتاسیون با خوردگی بر اثر واکنشهای شیمیایی یا الکترو شیمیایی متفاوت میباشد.مقاومت فلزات در مقابل کاویتاسیون بستگی به پارامترهای مختلفی از لحاظ نحوه ساخت و تولید فلز ، سطح فلز، آلیاژهای به کار رفته ، یک نواخت بودن فلز در موقع ریخته گری یا عملیات حرارتی و سرانجام درجه مقاومت فلز در مقابل خستگی دابرای تعیین میزان حساسیت یک سیستم به کاویتاسیون از یک کمیت بی بعد به نام پارمتر کاویتاسیون استفاده می شود که به صورت زیر تعریف شده است :
(P-PV)/(ρ.V̂2/2)
P فشار مطلق در نقطه مورد نظر ، PV فشار بخار مایع ، ρ دانسیته مایع و V سرعت غیر مغشوش مایع یا سرعت مرجع است . پارامتر کاویتاسیون صورتی از ضریب فشار است . در دو سیستم که تشابه هندسی دارند ، اگر مقدار σ یکسان باشد ، احتمال وقوع کاویتاسیون یکسان خواهد بود . اصطلاحاً گفته می شود که درجه کاویتاسیون دو سیستم یکسان است. وقتی0= σ باشد ، فشار مایع به فشار بخار رسیده است و کاویتاسیون رخ می دهد .
هد خالص مثبت مکش (NPSH)
جهت کنترل پدیده کاویتاسیون و برقراری شرایط عدم وجود کاویتاسیون از پارامتری به نام NPSH استفاده می شود . منظور از این پارامتر ، هد خالص مثبت مکش می باشد . به جای این که نقطه حداقل فشار در داخل پروانه بررسی شود ، مقدار هد خالص در قبل از پمپ بررسی می گردد و کارخانه سازنده پیش بینی لازم برای افت از ورود پمپ تا نقطه حداقل فشار در داخل پروانه را انجام می دهد .
انواع کاویتاسیون که ممکن است در پمپ ها اتفاق بیافتد:
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
- کاویتاسیون تبخیری (نارسایی NPSHa) :
شایعترین نوع کاویتاسیون می باشد و حدود 70% از کاویتاسیون ها را در بر می گیرد. برای جلوگیری از این نوع کاویتاسیون، مقدار NPSHa در سیستم باید از مقدار NPSHr (حداقل انرژی مورد نیاز پمپ که توسط کارخانه سازنده توسط منحنی هایی به همراه کاتالوگ پمپ ارائه می گردد) بیشتر باشد.برای جلوگیری از صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون، راهکار های زیر پیشنهاد می گردد:
1- کاهش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را کاهش دهد، هرچه دما کمتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن کمتر خواهد شد و در نتیجه احتمال کمتر شدن این فشار نسبت به فشار داخل پمپ افزایش می یابد . بنابراین وقتی خواستید که سیال با دمای بالا را پمپ کنید بسیار باید به این نوع کاویتاسیون دقت کنید.
2- افزایش تراز مایع در مخزن مکش که مقدار هد استاتیکی را افزایش می دهد.
3- بهبود و اصلاح پمپ شامل موارد زیر :
- کاهش سرعت که مقدار Hf(هد ناشی از افت) را کاهش می دهد.
- افزایش قطر چشمه پره
- بکار بردن دو پمپ کوچکتر بصورت موازی که موجب کاهش افد هد می شود.
در این شرایط مایع مجبور می شود از ناحیه پر فشار پمپ به طرف ناحیه کم فشار آن در عرض پره بازگردش کند. وقتی در قسمت مکش یا تخلیه جریان گردابی ایجاد می شود که ناشی از سرعت بالای سیال می باشد جریان سیال برعکس شده و در خلاف جریان حرکت جریان عادی سیال باز گردش می کند.
باز گردش سیال باعث می شود که قطر مفید عبور سیال در قسمت مکش و تخلیه کاهش یابد و باعث کاهش فشار سیال گردد(مطابق اصل برنولی). با کاهش فشار و رسیدن فشار به فشار بخار سیال پدیده کاویتاسیون ایجاد می شود.
این نوع کاویتاسیون به دو حالت اتفاق می افتد
: 🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
اول اینکه مایع داخل محفظه پمپ با سرعت موتور باز گردش کرده و یکباره حرارتش افزایش پیدا کرده و فوق
گرم می شود.
دوم وقتی که سیال مجبور می شود که از میان آب بند ها و درزهای بین قطعات به سرعت عبور کند در این حالت حرارت بالا باعث تبخیر مایع خواهد شد.
صدمات ناشی از کاویتاسیون در پمپ های باز بیشتر در لبه تیغه های ایمپلر سمت چشم پره و در نوک تیغه ها تا قطر خارجی ایمپلر اتفاق می افتد. در پمپ های با ایمپلر بسته این صدمات روی نوار های سایشی بین پرهو بدنه محفظه ایجاد
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.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
- 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
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
" 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.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
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.
دوم وقتی که سیال مجبور می شود که از میان آب بند ها و درزهای بین قطعات به سرعت عبور کند در این حالت حرارت بالا باعث تبخیر مایع خواهد شد.
صدمات ناشی از کاویتاسیون در پمپ های باز بیشتر در لبه تیغه های ایمپلر سمت چشم پره و در نوک تیغه ها تا قطر خارجی ایمپلر اتفاق می افتد. در پمپ های با ایمپلر بسته این صدمات روی نوار های سایشی بین پرهو بدنه محفظه ایجاد
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.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
- 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
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
" 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.
🆔 @Mech_Engineering
Ⓜ️Ⓜ️Ⓜ️📧📧📧📧
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.
Forwarded from Mechanical Engineering ( ut_redc)
دوستان میتونن از طریق زیر به ارشیو این کانال که بالغ بر هزار مطلب اموزشی هست دست پیدا کنن 🔽🔽🔽🔽
Forwarded from Mechanical Engineering ( ut_redc)
در قسمت چپ بالا روی علامت ذره بین. کلیک کنید و مطلب رو سرچ کنید
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM