چه وقت از  پمپ جابجایی مثبت استفاده کنیم؟

استفاده از پمپ جابجایی مثبت یا پمپ سانتریفیوژی همیشه بهترین انتخاب نیست. برای انتخاب درست بین انواع پمپ، دانستن این نکته بسیار مهم است که این دو نوع پمپ بسیار متفاوت از هم کار می کنند.

سرعت جریان در مقابل فشار

با نگاه به نمودار عملکرد پایین می توانید ببینید که این دو پمپ چقدر متفاوت کار می کنند. پمپ سانتریفیوژی بسته به فشار یا ارتفاع، جریان متغیری دارد. در حالیکه پمپ جابجایی مثبت  که جریان ثابت کمتر یا بیشتری دارد کاری با فشار ندارد.

سرعت جریان در مقابل فشار

سرعت جریان در مقابل ویسکوزیته

تفاوت بزرگ دیکر میان انواع پمپ، در میزان تاثیر ویسکوزیته بر ظرفیت پمپ است. در نمودار زیر، سرعت جریان، مشاهده می کنید که چطور با بالارفتن ویسکوزیته، جریان پمپ سانتریفیوژی کاهش می یابد اما در پمپ جابجایی مثبت سرعت جریان افزایش می یابد. این به این خاطر است که هر چه مایعات با ویسکوزیته ی بالاتری پمپ را پر کنند، تاثیر حجمی بیشتری به جا می گذارند. به خاطر داشته باشد که این نمودار فقط تاثیر ویسکوزیته بر جریان پمپ را نشان می دهد. وقتی میزان ویسکوزیته تغییر کند، سیستم کاهش سطح بیشتری خواهد داشت. این به این معنی است که برای تغییر فشار، شما باید از نمودار اول، تغییر جریان را نیز محاسبه کنید.

2

بهره وری در مقابل فشار

اگر بهره وری مکانیکی را در نظر بگیریم، پمپ ها عملکرد بسیار متفاوتی خواهند داشت. با نگاهی به نمودار بهره وری ذیل، تاثیر تغییرات در فشار را بر بهره وری پمپ خواهید دید. تغییرات فشار، تاثیر ناچیزی بر پمپ جابجایی مثیت دارند اما تاثیر تغییرات فشار بر پمپ سانتریفیوژی قابل توجه است.

3

بهره وری در مقابل ویسکوزیته

ویسکوزیته نیز نقش مهمی در بهره وری مکانیکی پمپ ایفا می کند. از آنجایی که پمپ سانتریفیوژی با سرعت موتور کار می کند، با توجه به کاهش اصطکاک فزاینده در پمپ، با افزایش ویسکوزیته، بهره وری کاهش می یابد. دقت کنید که در پمپ سانتریفوژی با افزایش ویسکوزیته، بهره وری چقدر سریع پایین می آید.

4

ضروریات بالارفتن مکش مثبت خالص NPSHR

مورد دیگری که باید در نظر داشت، NPSHR است. در پمپ سانتریفیوژی NPSHR به عنوان یک عامل جریان، متغیر است که با فشار و ویسکوزیته که در بالا گفته شد تخمین زده می شود. در پمپ جابجایی مثبت، NPSHR به عنوان یک عامل جریان، متغیر است که با سرعت مشخص می شود. هرچه سرعت پمپ جابجایی مثبت کمتر باشد، NPSHR کمتر خواهد بود.

5

عملکرد در نقاط مختلف منحنی

مورد دیگری که هنگام مقایسه ی پمپ باید در نظر گرفت، این است که پمپ سانتریفیوژی در قسمت مرکزی منحنی عملکرد بهتری دارد. هر چه بیشتر به سمت چپ یا راست منحنی برویم، موارد قابل توجه دیگری اضافه می شوند. هرچه از مرکز دورتر شوید به سمت چپ یا راست، چه به دلیل انحراف شفت، چه به دلیل افزایش کاویتاسیون، عمر پمپ کوتاه می شود.شما می توانید از پمپ جابجایی مثبت در هر نقطه از منحنی استفاده کنید. در حقیقت بهره وری حجمی، به عنوان درصدی از بخش سرعت بالای منحنی، افزایش می یابد. و این به این خاطر است که بهره وری حجم تحت تاثیر شیب، که ضرورتا ثابت است، می باشد. در سرعت پایین تر، درصد شیب بیشتر از سرعت بالاتر است.

اطلاعات ارائه شده در این جدول، اطلاعات واقعی برای یک کاربرد مشخص است. پمپ سانتریفیوژی در بهترین نقطه ی بهره وری اش BEP انتخاب شده است و پمپ جابجایی مثبت، دنده ای داخلی، انتخاب شده است که با جریان، ویسکوزیته و فشار مطابقت داشته باشد. کاربردهای مختلف، منحنی ها و بهره وری های مختلفی هم دارند.این منحنی ها به عنوان نمونه ای از تفاوت عملکرد اصول اولیه ی دو پمپ ارائه شده است.

طرح های انتخابی پمپ

حال که درک بهتری از تفاوت عملکرد اصول اولیه ی این دو پمپ دارید، چه زمانی از پمپ جابجایی مثبت استفاده می کنید؟ جدول زیر لیستی از چند نمونه طرح را لیست کرده است:

  • ویسکوزیته بالا : همچنانکه در نمودار بالا نشان داده شده، حتی کمترین میزان ویسکوزیته، تاثیر شگرفی بر سرعت جریان و بهره وری پمپ سانتریفیوژی دارد. اگر بخواهیم مصرف بالای انرژِی را در نظر بگیریم که منجر به کم شدن بهره وری می شود، مشخصا پمپ جابجایی مثبت گزینه ی بهتری است.

 

  • عملکرد خارج از مکز منحنی : پمپ سانتریفیوژی هرچه از مرکز منحنی دورتر شود، عملکرد ضعیف تری خواهد داشت. در بهترین حالت، این مساله منجر به کاهش بهره وری می شود که به موتورهای بزرگتر و مصرف انرژی بیشتری نیاز دارد. و در بدترین حالت این مساله منجر به آسیب کاویتاسیون، انحراف شفت و از کار افتادن زودهنگام پمپ می شود. از طرف دیگر، پمپ جابجایی مثبت می تواند در هر نقطه ای از منحنی، بدون آسیب رساندن به پمپ یا تاثیر قابل توجهی در بهره وری، کار کند.

 

  • متغیرها در فشار : نمودار اول به روشنی تاثیراتی که تغییرات فشار (هرچند کم) بر سرعت جریان پمپ سانتریفیوژی دارد را تشان می دهد. محدودیت های دیگر از جمله باقی مانده های داخل فیلتر، سخت پمپاژ کردن، یا شیرفلکه ای که خیلی بسته یا خیلی باز مانده باشد، تاثیر زیادی بر بهره وری و سرعت جریان پمپ سانتریفیوژی دارد. اما پمپ جابجایی مثبت، سرعت جریان و بهره وری را حتی در فشارهای متغیر حفظ می کند.

 

  • متغیرها در ویسکوزیته : مایعات بسته به دما و یا واکنش های شیمیایی، در میزان ویسکوزیته متنوع هستند. یک افزایش ویسکوزیته به تنهایی می تواند بهره وری و سرعت جریان را تغییر دهد.علاوه بر این، افزایش فشار با توجه به افزایش سطح اصطکاک کاهش می یابد. پمپ جابجایی مثبت گزینه ی خوبی برای کاربردهای با ویسکوزیته ی متغیر است.

 

  • فشارهای بالا : در حالیکه بعضی از پمپ های سانتریفوژی می توانند به طور سری کار کنند تا فشار را افزایش دهند، هیچ چیزی نمی تواند در کاربردهای فشار بالا با پمپ جابجایی مثبت رقابت کند. محدودیت های فشار به طراحی هر پمپ بستگی دارد. اما فشار 250PSI برای یک پمپ جابجایی مثبت با وجود مدل هایی که فشار بالای 3000PSI را هم دارند چیز عجیبی نیست. توان پمپ جابجایی مثبت برای ایجاد فشار انقدر زیاد هست که به نوعی از محافظ های سیستم های فشار قوی نیاز باشد.

 

  • مایعات حساس : به طو کلی، پمپ باید با افزایش فشار، آب بیشتری را جابجا کند. سانتریفیوژها هم پمپ های با سرعت بالا هستند. بنابراین برای کار با مایعات حساس، پمپ جابجایی مثبت گزینه ی بهتری است.

 

  • کاربردهای بالا بردن مکش : پمپ جابجایی مثبت به خودی خود در قسمت ورودی خلایی ایجاد می کند که آن را قادر می سازد مکش بالایی داشته باشد. سانتریفیوژهای ANSI استاندارد، خلا ایجاد نمی کنند و مکش را هم بالا نمی برند. نمونه هایی از سانتریفیوژهای خودکار هستند که وقتی تقریبا پر شود، تا میانگین 15 فوت، مایع را بالا می برند ( خلا 13HG). بیشتر پمپ های خشک جابجایی مثبت می توانند این میزان یا حتی بیشر آب را بکشند. پمپ های جابجایی مثبت مرطوب (پمپی که از آب پر نشده باشد و مقداری کمی آب در آن باشد) به خلا 25 تا 28HG هم می رسد. پمپ جابجایی مثبت، وقتی که به بالابردن مکش نیاز است، یک انتخاب منطقی است.