Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

نيروی گريز از مرکز پمپ ها

نيروی گريز از مرکز پمپ ها

نيروی گريز از مرکز پمپ ها

سنگی را به نخی بسته و آن را شروع به چرخاندن می کنيم . سنگ در يک مسير دايره ای شروع به حرکت می کند سرعت سنگ ثابت است اما جهت آن تغيير می کند . اگر سرعت تغيير کند يا جهت سرعت تغيير کند،حرکت شتابدار خواهد بود از آنها که جهت سرعت سنگ در حال تغيير است ، بنابراين سنگ حرکت شتابداری خواهد داشت.شتاب يک بردار است و جهت دارد.می خواهيم جهت شتاب سنگ را تعيين کنيم . از بالا به سنگ نگاه می کنيم.سنگ در يک مسير دايره ای با سرعت ثابت درحال حرکت است شتاب عبارت هست ازتغييرات سرعت به زمان پس جهت Dv جهت شتاب سنگ خواهد بود همانطور که درشکل مشخص است جهت Dv به طرف مرکز است،بنابراين سنگ دارای يک شتاب مرکزگراست هرشتابی به علت نيرويی ايجاد می شود به نيروی ايجادکننده شتاب جانب مرکز،نيروی جانب مرکز می گويند نيروی جانب مرکز باعث می شودکه سنگ دريک مسير دايره ای حرکت کندبرآيند نيروهای جانب مرکز ناميده می شود نيروی جانب مرکز بعث حرکت سنگ درمسير دايرهای می شود .

در يک لحظه طناب پاره می شود؟ به نظر شما چه اتفاقی می افتد ؟ سنگ به حرکت خود ادامه می دهد. يعنی با همان سرعتی که درلحظه پاره شدن داشته ، مماس بر مسير دوران پرتاب می شود برای اين که بفهميم چرا سنگ در هنگام پاره شدن، اين رفتار را از خود نشان داده يعنی تمايل داشته که به مسير خودش در همان لحظه ای طناب پاره شده ، ادامه بدهيد بايد مفهوم اينرسی را بدانيم .

کليات در نيروی گريز از مرکز پمپ ها

سوار بر ماشين درحال حرکت هستيد ناگهان مانعی در مقابل ماشين قرار می گيرد و شما ترمز می کنيد می بينيد که به سمت جلوپرتاب می شويد چرا؟درحقيقت بدون شما باسرعتی برابرباسرعت ماشين درحال حرکت بوده،بنابراين تمايل داردکه همچنان به حرکت خود ادامه بدهد.وقتی ماشين ترمز می کند و متوقف می شود تمايل به ادامه حرکت به سمت جلو باعث پرتاب شدن شما به سمت جلو می شود .

نيرويی که باعث می شود جسمی که در يک مسير دايره ای در حال حرکت است ، همانطور حول يک نقطه ثابت به حرکت دايره ای خود ادامه دهد ، نيروی مرکز گراست و جهت نيروی مرکز گرا به سمت مرکز منحنی است نيروی گريز از مرکز همانطور که از اسمش مشخص است ، بايستی عکس نيروی مرکز گرا باشد به يک نکته توجه کنيد که نيروی گريز از مرکز وجود خارجی ندارد در سنگی که در مسير دايره ای درحال چرخش بود تمايلی وجود دارد که در مقابل تغييرجهت سرعت مقاومت می کند .اين تمايل اينرسی است و درحقيقت نيروی گريز از مرکز اينرسی جسم خواهد بود شما بارها و بارها نيروی گريز از مرکز را تجريه کرده ايد .

وقتی که سوارچرخ و فلکی هستيد ،تحت تاثير نيروی جانب مرکز در حال يک حرکت دورانی می باشيد اما در عين حال اين احساس را داريد که نيرويی شمارابه صندلی می فشارد و تمايل به اين دارد که شما را از مرکز دوران دور کند،اين نيرو همان نيروی گريز از مرکز است .

حال که تااندازه ای با مفهوم نيروی گريز از مرکز آشنا شديم،ببينيم که چرا پمپهای سانتريفوز به پمپهای گريز مشهور هستند .

کليات در نيروی گريز از مرکز پمپ ها

 درداخل يک سطح مقداری آب ريخته و شروع به چرخان سطل می کنيم.سطل در يک مسير دايره ای به علت نيروی جانب مرکزحرکت خواهد کرد،بدون اين که آب داخل آن بريزد. درحقيقت آب موجود در ظرف به علت اينرسی يا نيروی گريز از مرکز به ته ظرف فشرده می شود و به بيرون نمی ريزد .حال سوراخی در ته ظرف ايجاد می شود چه اتفاقی می افتد !آب از سوراخ به بيرون ريخته می شود .چرا؟نيروی گريز ار مرکز باعث بيرون ريختن آب از داخل سطل می شود در پمپهای گريز از مرکز،کافی است دو پره مجاور را مانند ظرفی فرضی کنيم که سيال پمپ شونده به داخل آن می ريزد ظرفی که کف ندارد ودر حقيقت فقط از دو ديواره تشکيل شده،به علت نيروی گريز از مرکز،سيال در طول پره ها حرکت کرده و به داخل پوسته تخليه می شود .

نشان دادن مسير جريان در پمپ و توضيح وضعيت انرژی :

سيال از چشمه پمپ وارد پروانه می شود . با چرخش پروانه سيال در فضای بين پرده ها به چرخش در آمده و به بيرون از پروانه حرکت داده می شود زمانی که سيال چشمه پروانه را ترک می کند در چشمه پمپ يک ناحيه کم فشار ايجاد می شود زمانی که سيال چشمه پروانه را ترک می کند در چشمه پمپ يک ناحيه کم فشار ايجاد می شود اين ناحيه کم فشار باعث مکش سيال از دهانه suction به چشمه پمپ می شود تيغه های پروانه منحنی شکل هستند و سيال به علت نيروی گريز از مرکز به خارج از پروانه فرستاده می شود. سيال پس ازترک پروانه به داخل پوسته تخليه می شود . پوسته حلزونی شکل بوده و سطح مقطع آن از زبانه تا دهانه discharge در حال افزايش است سيال توسط پوسته جمع آوری شده و به دهانه discharge فرستاده می شود مخروط AA¢ را در نظر بگيرد . سطح مقطع A از سطح مقطع A¢ کوچکتر است سيال از اين مخروط در حال عبور است مشاهده می شود که سرعت سيال به تدريج در حال شدن است نتيجه ای که می گيريد اين است که سرعت

   کليات در نيروی گريز از مرکز پمپ ها

با افزايش سطح مقطع کاهش می يابد حال دو فشار سنج را در محل های 1و 2 قرار می دهيم .مشاهده می شود که فشار 2 از فشار 1 بيشتری است بنابراين می توان نتيجه گرفت که سرعت و فشار با هم رابطه عکس دارند .

در پمپهای سانتريفوژ معمولا از الکتروموتور برای به حرکت درآوردن شافت و پروانه استفاده می شود انرژی الکتريکی توسط موتور به انرژی مکانيکی تبديل می شود و انرژی مکانيکی تبديل می شود و انرژی مکانيکی باعث چرخش پروانه و شاف می گردد سيال در بين پره هاشروع به حرکت خواهد کرد و سرعت و فشار آن مرتبا زياد می شود تا زمانی که سيال به نوک پره برسد. در حين حرکت سيال در طول پره ها،انرژی مکانيکی به انرژی جنبشی و انرژی فشاری تبديل می شود و به سيال منتقل می گردد. سيال فوق پس از ترک پروانه با حداکثر انرژی جنبشی به داخل پوسته تخليه می شود در پوسته پمپ حلزونی ،سطح مقطع مرتبا در حال افزايش است و از طرفی ميزان دبی پمپ نيز در مقطع های مختلف يکسان نخواهد بود 40 مقطع A,B,C,D را درنظر بگيريد . داريم : QA<QB<QC<QD                                                                                                                        

چون سطح مقطع متناسب با مقدار سيال جاری در آن مقطع بوده و اندازه مقطع نيز مرتبا در حال تغيير است ،در نتيجه متوسط سرعت ثابت می ماند حال سئوال اينجاست که چرا بايد سرعت در پوسته ثابت نگه داشته شود؟

هدف از ثابت نگه داشتن سرعت در پوسته،جلوگيری از افزايش فشار استاتيکی در پوسته به خاطر افزايش سطح مقطع است همانطور که قبلا گفته شد،با افزايش سطح مقطع ، سرعت کاهش و فشار استاتيکی افزايش می يابد و تغيير فشار استاتيکی  سيال در پوسته منجر به ايجاد نيروی radial force بر پروانه می شود ثابت نگه داشتن فشار در پوسته از

کليات در نيروی گريز از مرکز پمپ ها

ايجاد اين نيروی جلوگيری می شود اما در عمل تغيير فشار استاتيکی در داخل پوسته به علت افزايش سطح مقطع درآن حتی زمانی که پمپ در شرايط راندمان بهينه خود يا همان BEP کار می کند نيز وجود دارد . بنابراين در حالت واقعی در صدی از افزايش فشار در پمپ به علت افزايش سطح مقطع پوسته ايجاد می شود طی برآوردهای انجاام شده مقدار افزايش فشار استاتيلی در پوسته حدودا 3/1 مقدار افزايش فشار استاتيکی در پروانه می باشد . به طور خلاصه تغييرات انرژی عبارت هست از :

در موتور انرژی الکتريکی به مکانيکی،در پروانه پمپهای سانتريفوژ انرژی مکانيکی به انرژی جنبشی و فشاری و در پوسته انرژی جنبشی به فشاری و در پوسته انرژی جنبشی به فشاری تبديل می شود .

در هنگام بررسی کاتالوگ و document پمپهای سانتريفوژ،به چهار منحنی :

منحنی H-Q،منحنی  n-Q،منحنی NPSH-Q برخورد می کنيم .

اين منحنی ها توسط کارخانه سازنده پمپ و در شرايط آزمايشگاهی برای پمپ ترسيم می شوند . روش بدست آوردن اين 4 منحنی توسط کارخانه به اختصار توضيح داده شده است سيال مورد استفاده جهت تست پمپ،آب در دمای محيط می باشد دليل استفاده از آب راحتی و در دسترس بودن آن است .

در صورتی که سيال پمپ شونده سيالی ديگر غير از آب باشد،بايستی با استفاده از ضرايب تصحيح ،اصلاحات لازم بر روی منحفی عملکرد انجام شود که روش تصحيح نمودارها در قسمت تعاريف و اصطلاحات،ويسکوزيته توضيح داده شده است .

مساله ديگر که ذکر آن حايز اهميت می باشد،کاربردی بودن اين نمودارها بعد از خريد و درهنگام بهره برداری از آنها می باشد .

به طور کلی عوامل موثر در اطجاد خرابی در پمپ را می توان به سه دسته تقسيم می شوند .

1-مشکلات ناشی از طراحی

2-مشکلات ناشی از تعميرات

3-مشکلات ناشی از بهره برداری

در صورتی که يک پمپ به تعميرات متوالی در فاصله های زمانی کم نياز پيدا می کند،بايستی با تشکيل يک تيم فنی و متخصص به ريشه يابی علت خرابی پرداخت و تاثير هر سه عامل ذکر شده را بررسی نمود . مثال ذيل به روشن تر شدن موضوع کمک می کند .

کليات در نيروی گريز از مرکز پمپ ها

اگر درحين بهره برداری از پمپ صدايی برخورد سنگريزه با پروانه در داخل پمپ شنيده می شود. در اين صورت آرام آرام شير discharge را ببنديد . در صورت قطع صدا به طور حتم مشکل کاويتاسيون وجود خواهد داشت . برای محاسبه NPSH ava  يک فشار سنج در لوله مکش نزديک پمپ نصب کنيد ويک flow meter در لوله discharge و سپس اعداد را قرائت کرده و از فرمول نشان داده شده مقدار NPSH ava را محاسبه کنيد:

Ps فشار استاتيکی درلوله مکش بوده که از روی فشار سنج قرائت می شود .Vs سرعت در لوله مکش می باشد که از تقسيم عدد قرائت شده توسط flow meter بر مساحت سطح مقطع لوله مکش بدست می آيد . Pv فشار بخار سيال در دمايی که سيال پمپ می شود می باشد و از جداول ترمود يناميک قرائت می شود .

 نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها “

سپس مقدار آن با مقدار NPSH req نشان داده شده در نمودارموجوددرdocument مقايسه شود برای جلوگيری از وقوع کاويتاسيون بايستی NPSH ava از NPSH req بيشتر باشدو برای اطمينان بيشتر بايد داشته باشيم :

NPSH vav>NPSHreq+2ft

در صورتی که NPSH ava ازNPSH req کمتر باشد بايد ديد چه عاملی باعث بروز اين شکل شده به طور مثال کدام يک از عوامل دخيل در تغييرات يا بهره برداری تغيير کرده که اين مشکل ايجاد شده است .آيااين پمپ هميشه با آين  مشکل مواجه بوده است و ……

در منحنی H-Q ،چهار نقطه وجو دارد که حايزاهميت است اين 4 نقطعه عبارت هستند از

  • Shut ofhead بيشترين هد پمپ در اين نقطه است .
  • Run our،بيشترين دبی پمپ در اين نقطه است .
  • Best efficiency point،پمپ در اين نقطه بيشترين بازده را دارد .
  • User point،محل تقاطع منحنی عملکرد سيستم و منحنی عملکرد پمپ است .

مخزن شماره 1و 2 را در نظر بگيريد سيال از مخزن شماره 1 به مخزن شماره 2 پمپاژ می شود معادله انرزی مابين نقاط 1و 2 نوشته می شود .

P1&P2 فشار در سطح سيال در دو مخزن می باشد که در اينجا با هم برابر هستند .

V1&V2 سرعت سيال در سطح مخزن بوده که قابل صرف نظر کردن می باشد .

بنابراين :

اگر هد کلی سيستم را بر حسب دبی بکشيم،تمامی پارامترهای موثر تاثير مثبت داشته و افت فشار متناسب با

خواهد بود بنابراين هد سيستم با افزايش دبی افزايش خو.اهد يافت .

کليات نيروی گريز از مرکز پمپ ها

همانطور که از معادله مشخص است، کلی سيستم و هد پمپ دريک نقطه همديگر را قطع می کنند که اين نقطه ،نقطه کاری پمپ می باشد توصيه می شود که نقطه کاری نزديک به best efficiency point باشد اما سئوال اينجاست که چرا؟

همانطور که قبلا گفته شدطراحی پمپ سانتريفوژ به گونه ای است که قسمت اصلی افزايش فشار توسط پروانه انجام می شود و نه پوسته که علت آن را می توان در تلاش برای ايجاد فشار يکنواخت در داخل پوسته دانست اگر توزيع فشار به دور پروانه يکنواخت نباشد نيروی شعاعی يا همان radial force به طرف ناحيه کم فشار به پروانه وارد می شود از آنجا که در صدی از افزايش فشار توسط پوسته صورت می گيرد بنابراين توزيع غير يکنواخت فشار هميشه وجود دارد اما اين توزيع غير يکنواخت در نقطه راندمان بهينه در کمترين اندازه خودش می باشد بنابراين توصيه می شود که نقطه کاری پمپ نزديک نقطه راندمان بهينه باشد .

نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها ” نيروی گريز از مرکز پمپ ها “

مطالب مرتبط