ظرفیت پمپ

   3-7-3 ظرفیت پمپ

کارخانجات سازنده پمپ ها معمولاً برای درک بهتر، مشخصه های عملکردی پمپ رابه شکل نمودارهایی، مشخص می کنند. تغییرات در ظرفیت واقعی پمپ عمداً به فاکتورهای ذیل وابسته است

  • فشار تخلیه: هر چه قدر فشار تخلیه بیشتر باشد نشت داخلی بیشتر شده و بنابراین ظرفیت واقعی کمتر می شود.
  • لقی ها: هر چه میزان لقی ها یبیشتر باشد نشت داخلی نیز بیشتر می شود.
  • ویسکوزیته روغن: استفاده از روغن با ویسکوزیته کم منجر به نشت های داخلی بیشتر می گردد.

برای حفظ ملاحظات طراحی رایج در جهان، تمام پمپهای چرخدندهای برای ظرفیت تعیین شده خود در یک فشار ثابت و مشخص طراحی می شوند. زمانی که فشار تخلیه پمپ افزایش می یابد میزان دبی پمپ کاهش خواهد یافت. از اینرو، در زمان طراحی یک سیستم پمپاژ، باید دقت شود تا این اطمینان به وجود آید که خط تخلیه حداقل مقاومت را در برابر جریان پمپ از خود نشان دهد.

تاثیر لقی بر روی ظرفیت

لقی بیش از حد، تاثیر معکوس بر روی عملکرد و ظرفیت پمپ دارد به گونه ای که افزایش لقی سبب افزایش میزان نشتی و کاهش ظرفیت پمپ می شود. اجازه دهید این مطلب را بخصوص در ارتباط با پمپ های دنده ای، به نظور آزمایش چگونگی تاثیر معکوس هر گونه کاهش میزان لقی در عملکرد پمپ، مورد تحلیل بیشترقرار دهیم. تمام پمپ های دنده ای به طور دقیق و یا حداقل لقی طراحی و ساخته می شوند. داشتن لقی صفر در عمل غیر ممکن است و پدپده هایی همچون سایش، خراش، اصطکاک و زنگ زدگی از جمله دلایل عمده افزایش این میزان لقی می باشند. ثابت شده است که لقی جانبی004میلیمتر در مقایسه با یک لقی  جانبی 002 میلیمتر هشت برابر نشت داخلی بیشتری ایجاد می کند.

 مطابق با یک آزمایش انجام شده هنگام راه اندازی یک پمپ با سرعت rpm1500 میزان لقی در آن تغییر داده می شد، تااثر آن را بر روی ظرفیت پمپ تعیین کنند. در طول این آزمایشات، یافته های ذیل بدست امد. یک تغییر در لقی جانبی از 0025 به 0045 میلیمتر منجر به کاهش 20 در صدی در ظرفیت پمپ شده است. با کاهش سرعت پمپ از 1500 بهrpm 400 وبا ثابت نگه داشتن شرایط دیگرمشاهده شد که ظرفیت پمپ کاهش بیشتری داشته است.

تاثیر ویسکوزیته روغن بر روی ظرفیت

اگر ویسکوزیته روغنی زیاد باشد ظرفیت پمپ افزایش پیدا می کند و بالعکس. با توجه به اینکه ویسکوزیته تابعی از درجه حرارت می باشد روغن سرد منجر به یک ظرفیت بالاتر می گردد. برای ک پمپ مشابه که قبلاً مورد استفاده قرارگرفت و برای شرایط کاری عنوان شده مشاهدات ذیل ثبت گردیدند

  • افزایش 20 درجه حرارت روغن منجر به کاهش 20 در صدی در ظرفیت پمپ می شود.
  • با پایین آمدن بیشتر سرعت پمپ، ظرفیت پمپ نیز کاهش بیشتری پیدا می کند.

 بنابراین کاملاً مشخص است که توان پمپ تا حد زیادی مرتبط با درجه حرارت روغن مورد استفاده می باشد. بهمین خاطر در هر مرحله آزمایش برای تعیین شرایط داخلی پمپ و یا توان آن ، محاسبه درجه حرارت روغن کاملاً ضروری است.

3-7-4 منحنی های عملکرد پمپ

خصوصیات عملکرد پمپ ها معمولاً توسط منحنی هایی مشخص می شوند. معمولاً برای تحلیل  بهتر اطلاعات به دست آمده از آززمایشات گوناگون که بر روی پمپ ها انجام می شود بصورت منحنی نمایش داده می شوند.

در مباحث فوق تاثیر تغییرات گوناگن بر روی توان پمپ دند ه ای مشاهده شد. در ادامه یا پمپ  پیستونی شعاعی را در نظر گرفته و خصوصیات عملکردی آن با توجه به منحنی های نشان داده شده در  روابط ذیل بررسی می شوند.

  • تغییر در جریان خروجی با توجه به تغییر در سرعت پمپ
  • تغییر در جریان خروجی با توجه به فشار تخلیه
  • تاثیر تغییرات سرعت بر روی راندمان پمپ

از منحنی های نشان داده شده یک رابطه خطی بین جریان خروجی و سرعت پمپ بدست می آید. با توجه به رابطه بین جریان خروجی وفشار، می توان دریافت که جریان خروجی در محدوده وسیعی از مقادیر فشار تقریبا ثابت است . منحی هایی که نشان دهنده راندمان های کلی و حجمی پمپ هستند، برای پمپی می باشند که میزان فشار آن psi2000 می باشد. هر دو راندمان با افزایش سرعت پمپ، قبل از شروع تا رسیدن به سرعت های فراتر از rpm2000 افزایش می یابند.

مقایسه پارامترهای عملکرد پمپ

جدول ذیل پارامترهای عملکردی مختلفی مثل فشار، سرعت، راندمان کلی و جریان را در گونه های مختلفی از پمپ های هیدرولیک نشان می دهد.

جدول 3-2: پارامترهای عملکردی در پمپ های هیدرولیک

  دبی بر

حسب

gpm

نسبت توان به وزن بر حسب اسب بخار به پوند  

  راندمان

    (%)

 

   محدوده

   سرعت

   (rpm)

 

   محدوده

    فشار

 (psi)   

 

   نوع

  پمپ

150-1 2 90-80 2500-1200 3000-2000 پمپ چرخ دنده خارجی
1-200 2 85-70 2500-1200 2000-500 پمپ چرخ دنده داخلی
1-80 2 95-80 1800-1200 2000-1000 پمپ پره ای
1-200 2 95-85 1800-1200 12000-3000 پمپ پیستون شعاعی
200-1 2 98-90 3000-1200 12000-2000 پمپ پیستون محوری

3-7- 5- صدا

سر و صدا پارامتر مهم دیگریست که در تعیین عملکرد پمپ مورد استفاده تعیین کننده می باشد. صدا را بر حسب دسی بل اندازه گیری می کنند (Db).هر افزایشی در میزان سر وصدا با گذشت زمان سبب افزایش استهلاک و فرسایش پمپ می شود پمپها تولید کننده خوبی برای صدا هستند ولی در خصوص دفع سر و صدا ضعیف عمل می کنند. سر و صدایی که از کار کردن پمپ شنیده می شود تنها صدای پمپ نیست بلکه این صدا شامل لرزش ها و نوسانات سیال نیز می باشد. به طور کلی،  پمپ های دبی ثابت دارای سر و صدای کمتری نسبت به پمپ های دبی متغیر می باشند و دارای ساختار  محکم تری هستند. سرعت پمپ تاثیر زیادی بر روی سر و صدای آن دارد، در حالیکه فشار و اندازه پمپ تاثیر چندانی بر روی سر و صدای پمپ ندارد.

یکی از دلایل دیگری که سبب ایجاد سر وصدا در سیستم های هیدرولیک می شود حضور حباب های  هوای حبس شده در سیال است. این حباب های هوا حتی اگر کمتر 1% از حجم سیال را داشته باشند،فشردگی سیال را به گونه ای تغییر می دهند که یک پمپ نسبتاً کم صدا، با صدای زیادی به کار  ادامه دهد. هوای بدام افتاده می تواند منجر به  بروز پدیده ای بنام کاویتاسیون در پمپ شود که به طور مفصل در مورد آن بحث خواهد شد.

3-7-6 پدیده کاویتاسیون (خوردگی) در پمپ ها

خوردگی پمپ پدیده دیگری است در رابطه با سر و صدا و علت آن وجود حباب های هوا درون سیالهیدرولیک و یا تبخیر سیال هیدرولیک می باشد.

همانطور که گفته شد اساس کار پمپهای جابجایی مثبت به گونه ای است که با ایجاد خل نسبی و افت فشار در دهانه ورودی پمپ در اثر  فشار هوایی که بر سطح سیال در مخزن اعمال می شود، سیال از مخزن به طرف پمپ جاری می شود. با کاهش فشار، سیال شروع به تبخیر می کند و حبابهای  هوای موجود در سیال خارج می شود و در دهانه خروجی پمپ تجمع می کند. تجمع حباب های هوا در دهانه خروجی سبب افزایش فشار مو ضعیمی شود. بنابراین کاهش فشار در دهانه ورودی و افزایش فشار در دهانه خروجی، افزایش سرعت سیال و نیروهای ضربه را به دنبال خواهد داشت که باعث خوردگی اجزاء پمپ و کاهش عمر قطعات آن می شود. از علائم این پدیده افزایش دمای پمپ، لرزش و صدای تق تق می باشد.

از جمله  عواملی که می تواند سبب کاهش تاثیر پدیده خوردگی بر روی پمپ شود شامل موارد ذیل می باشد:

  1. طول لوله های ورودی پمپ کوتاه در نظر گرفته شود.
  2. سرعت در لوله های مکش کمتر از m/s5/1     در نظر گرفته شود.
  3. موقعیت پمپ تا حد امکان نزدیک به مخزن باشد.
  4. به حداقل رساندن تعداد اتصالات در لوله های ورودی
  5. استفاده از فیلترها و صافی ها با افت فشار کم در ورودی
  6. استفاده از روغن مناسب مطابق با توصیه کارخانه سازنده پمپ.