سيستم های پمپاژ
2-2 معرفی سيستم های پمپاژ (Introduction of pumping system )
نخست باید از فشار و توسعهی آن در درون سيستم های پمپاژ آغاز کنیم.اعمال فشار در درون جامدات کار سادهای است در حالی که برای اعمال فشار بر روی یک سیّال نیاز به ديوارههای مهارکننده داریم. سیال را تنها زمانیکه در درون یک ظرف باشد میتوان تحت فشار قرار داد. این ظرف گاهی از نظر مقیاس میتواند به بزرگی یک اقیانوس باشد البته این بدین معنی نیست که لزوما ظرف ما باید دربسته باشد حتی اگر این ظرف یک خروجی نیز داشته باشد باز هم سیال میتواند تحت فشار قرار بگیرد. برای اثبات این واقعیت میتوان از یک سرنگ معمولی استفاده کرد وقتی که سرنگ پر از آب باشد میتوان به راحتی فشار قابل توجهی بر آن وارد کرد تا آب از سوراخ آن به بیرون بپرد.( این واقعیت توسط مقدار فشار اعمال شونده بر یک پیستون پشتیبانی میشود)
|
شکل1-2: مقایسه فشار و فشارهیدرواستاتیک |
فشارهيدرواستاتيک فشاری است که با آبهای ساکن روی زمین مرتبط میباشد.فشارِ درون آب درجات متفاوتی دارد و به طور مستقیم با عمق آب ارتباط دارد. غواصان بهخوبی از این واقعیت اطلاعدارند و میدانند که هر چه در عمق آب بیشتر پایین بروند فشار بر روی پردة گوش آنها بیشتر می شود.
وزن سيال علت ایجاد فشار هیدرو استاتیک است. در شکل 1-2برش باریکی از مایع جدا شده است تا نیروهایی که آن را احاطه کرده است نشان داده شود. اگر ما این برش را نازکتر کنیم فشار در پایین و بالای این برش برابر خواهد بود. این برش به وسیلهیبُردارهای نیرو از دو جهت متضاد بالا و پایین در فشار قرار گرفته است. مایع در داخل این برش فشاری را نیز در جهت افقی در برابر دیوارهی لوله به کار میبرد و مجموعهی این نیروها توسط تنشی که در درون لوله ایجاد شده است به حالت تعادل میرسند فشار در پایین این برش برابر است با وزن مایع در بالای آن.
وزنِ ارتفاعِ ستونِ مايع (z)برابر است با :
] 1-2[
فشار (P) برابر است با وزن سيال(F) تقسيم بر سطح مقطع (A) در نقطهای که فشار محاسبه
میشود.
[ 2-2]
که در آن
=F نيروی ناشی از وزن مايعات
=Vحجم
=G شتاب ناشی از گرانش ft/s 2) 17. 32 )2m/s 8/9
= Pچگالی مايع در توده پوند به ازای هر واحد حجم
= چگالی مايع در نيروی پوند به ازای هر واحد حجم
|
شکل2-2: اشکال گوناگون ظروف مایع در برابر هد فشار |
توجه داشته باشيدکه رابطه بين فشار (P) وارتفاع ستون مايع (Z) مستقل ازحجم کل درظرف میباشد. فشار توليد شده توسط وزن آب در کف یک استخر 3 متری با فشار تولید شده در عمق 3 متری یک دریاچه برابر است.
2-3-1 سه شکل انرژی ( Three forms of energy )
سه صورت از انرژی وجود دارند که در ارتباط با هم بوده و هميشه باهم در يک سيستم سيال رخ میدهند:انرژیپتانسیل،انرژی جنبشی و انرژی فشار.
در اين بخش بطور خلاصه جهت آشنایی خوانندگان با این اصطلاحات به تعريف آنها میپردازيم.
اگر ما انرژی را تقسيم بروزن سيال کنيم به انرژی مخصوص یا هِد دسترسی پيدا میکنيم.
انرژی مختص پتانسیل (Specific energy potential)
انرژی مختص پتانسیل برابر است با:z
|
شکل 3-2: انرژی پتانسیل از اختلاف در ارتفاع ذرات مایع حاصل میشود. |
انرژی جنبشی ( Kinetic energy ) در سيستم های پمپاژ
انرژی جنبشی برابر است با:
| شکل 4-2: انرژی جنبشی بواسطهحرکت ذرات مایع حاصل میشود. |
انرژی مختص فشار(Specific energy push) در سيستم های پمپاژ
انرژی فشار برابر است با: