وضعیت مکش دسامبر 10, 2018 – ارسال شده در: مقالات تخصصی انتخاب و بهره برداری پمپ انتقال سیالات, همه مقالات – برچسب ها: , , , , , , ,

گروه صنعتی برقاب صنعت

کلیات وضعیت مکش

وضعیت مکش را می توان عامل اصلی نصب موفقیت آمیز و عملکرد مطلوب یک پمپ دانست؛ اگر سیالی  که در سیستم پمپ می شود، تحت شرایط مشخصی به چشمی پمپ نرسد، در واقع، پمپ از کارآیی لازم برخودار نیست. در نتیجه شناخت وضعیت مناسب برای مکش و بررسی ملاحظات طراحی برخی از پمپ ها ضروری است.

مهم ترین مشکل در خط مکش پمپ آب به ایجاد فرآیند کاویتاسیون مربوط می شود که در مقایسه با سایر مباحث مطالب بیشتری در این خصوص نگاشته شده است. هر چند که این مشکل فقط برای تعداد معدودی از پمپ های ایجاد می شود. به هر صورت، تعداد پمپ هایی که در معرض فرآیند کاویتاسیون قرار دارند، به اندازه است که در این قسمت به جزئیات مربوط به آن پرداخته شود.

جهت مشاهده پمپ های اتا سایر اینجا کلیک کنید

 

فشار بخار

کاویتاسیون به طور خاص با وضعیتی در ارتباط مستقیم است که به آن فشار بخار اطلاق می شود. فشار بخار، فشاری است که مایع در فشاری کمتر از آن تبخیر می شود. برای مثال، آب در دمای ℉۲۱۲ و هنگامی که فشار به ۱۴.۷ psi کاهش می یابد، تبخیر می شود. به این فرآیند، اصطلاحا پدیده ی <<جوشیدن>> نیز می گویند. به همین ترتیب، آب در دمای ℉۱۰۰ و در صورت قرار گرفتن در معرض فشار خلاء ۱۸ اینچ جیوه (۱۸hg) می جوشد یا تبخیر می شود.

 

کاویتاسیون

افرادی که اغلب با پمپ ها سرو کار دارند، با نشانه های کاویتاسیون نسبتا آشنا هستند. این نشانه ها عبارت اند از سرو صدای زیاد، تلق تلق غیر عادی و سطح ارتعاش زیاد، اما با بررسی دقیق تر، وجود حفره هایی در پروانه و کاهش اندک، هد کل پمپ آب هم رفته رفته آشکار می شود. برای جلوگیری از بروز این مشکل و چاره یابی برای آن، رسیدن به درک کاملی از ماهیت کاویتاسیون و عوامل ایجاد آن در پمپ آب گریز از مرکز از اهمیت بسیاری بر خوردار است.

کاویتاسیون یک فرآیند دو مرحله ای است که بر اثر تغییر در فشار مایع حین عبور از پروانه ایجاد می شود. همان طور که مایع به سمت مکش پمپ وارد می شود و در آن پیش می رود، تغییراتی نیز در سطح فشار رخ می دهد.

با ورود سیال به پمپ آب از سمت مکش، فشار اندکی کاهش می یابد. میزان کاهش به شکل هندسی پروانه پمپ آب بستگی دارد که در پمپ های مختلف متفاوت است. سیال با ورود به پمپ ، به سمت پروانه ی گردان حرکت می کند. در آن قسمت افت فشار بیشتری روی خواهد داد.

کاویتاسیون پروانه پمپ

کاویتاسیون پروانه پمپ

 

مرحله اول

مرحله ی نخست فرآیند کاویتاسیون هنگامی رخ می دهد که مقدار فشار از مقدار فشار بخار مایع در پروانه پایین تر رود؛ این امر باعث ایجاد حباب هایی از بخار در این مکان می شود. به عبارت دیگر سیال می جوشد. مرحله ی دوم نیز هنگامی روی می دهد که عملکرد گریز از مرکزی پروانه، حباب ها را به سوی پره ها می راند. حباب ها در این قسمت بلافاصله تحت فشار قرار می گیرند و فرو می پاشند.

مرحله دوم

فروپاشی حباب ها برای یک بار اهمیت چندانی ندارد؛ اما تکرار و شدت فزاینده ی این فرآیند سطح انرژی را به فراتر از نقطه ی مقاومت بیشتر مواد کاربردی در ساخت پروانه ها می رساند. در این مرحله، پره های پروانه شروع به شکافتن می کنند و حفره های کوچکی در آن ها ایجاد می شود. این وضعیت، سر و صدا و لرزش های زیادی به وجود می آورد که پیش از این به آن اشاره شد.

توجه

با توجه به تصویر زیر بدیهی است که این مشکل در نتیجه ی افت فشار سیال به کمتر از سطح فشار بخار در پروانه پیش می آید و سبب شکل گیری حباب هایی در این مکان می شود؛بنابراین معمولا با افزایش فشار سیال پیش از ورود به سمت مکش، به سادگی می توان از وقوع کاویتاسیون جلوگیری کرد یا آن را متوقف کرد. در واقع، با اطمینان از کاهش نیافتن فشار در مجاورت پروانه نسبت به فشار بخار، حبابی شکل نخواهد گرفت و در نتیجه، پدیده ی کاویتاسیون نیز روی نخواهد داد.

بخش بسیاری از افت فشار بحرانی که با حرکت مایع در مجاورت پروانه ایجاد می شود را می توان به سادگی به افت انرژی سیال در حرکت از یک محیط استاتیک (مکش پمپ آب) به یک محیط دینامیک در پروانه ی دوار نسبت داد؛ اما به ندرت می توان گفت که عوامل دیگری از جمله زوایای ورودی پره ها به دلیل ارتباط با سرعت سیال نیز در این امر نقش دارند.

 

هد مکشی مثبت خالص

انرژی فشاری لازم برای جلوگیری حباب در مجاورت پروانه هنگام کاویتاسیون را هد مکشی مثبت خالص ( NPSH) می گویند. تامین کمترین اندازه NPSH برای دست یابی به کارکرد بهینه، یکی از معیارهای طراحی پروانه هر پمپ آب محسوب می شود که به آن هد مکشی مثبت خالص لازم (NPSHR) اطلاق می شود که میزان کارکرد پمپ آب و سرعت گردشی آن است.

انرژی فشاری لازم پمپ آب به واسطه ی سیستمی که پمپ آب در آن کار می کند، تامین می شود. در این حالت به آن NPSH موجود می گویند که تابعی از مشخصات طراحی سیستم است؛ در نتیجه برای جلوگیری از آسیب کاویتاسیون، NPSH موجود باید بیشتر از NPSH لازم باشد.

بنابراین،هنگامی که کاویتاسیون در پمپی روی می دهد، تنها دو راه حل وجود دارد:

  • کاهش NPSH لازم؛
  • افزایش NPSH موجود.
پمپ طبقاتی عمودی لئو

پمپ طبقاتی عمودی لئو

 

در جست و جوی روش های موجود برای رفع کاویتاسیون جالب است، بدانید که جز در مواقعی که خطای زیادی در انتخاب یا طراحی روی داده باشد، علت پدید آمدن کاویتاسیون در بیشتر پمپ ها، وجود تنها چند فوت اختلاف فشار میان NPSH و NPSHR است؛ در نتیجه برای حذف این مشکل ایجاد یک سلسله تغییرات اساسی به ندرت لازم می شود.

 

سوپاپ پمپ

سوپاپ پمپ

NPSH لازم پمپ در سیستم

بیش از بیست سال است که تمامی تولید کنندگان معتبر برای تشخیص NPSH لازم پمپ از یک استاندارد آزمایشی واحد پیروی می کنند. این استاندارد میزان هد مکشی مثبت خالص لازم پمپ بر اساس افت هد ۳ درصد تعیین می کند. به بیان دیگر، مقدار انرژی تامین شده برای پمپ آب احازه نمی دهد. هد کل بیش از ۳ درصد افت کند. این آزمایش های در کارخانه ای با یک دبی ثابت مطابق با استانداردهای موسسه ی هیدرولیک انجام می شود که حاصل آن ها نیز منحنی مشابه تصویر زیر است.

npsh

گاهی درباره ی برخی پمپ های خاص در کاربرد های بسیار مهم لازم است، NPSH لازم برای افت هد ۱ درصد تعیین شود. در موارد نادرتر هم NPSH لازم در نقطه ی آغازین <<کاویتاسیون>>  لازم می شود. این وضعیت اساسا در نقطه ای روی می دهد که صدای فروپاشی نخستین حباب از طریق تجهیزات صوتی خاص شنیده می شود. باید تاکید شود که این گونه پمپ های استانداردی که در بیشتر صنایع استفاده می شوند، نیستند و از یک نوع خاص هستند. تمامی تولیدگان، پمپ های استاندارد خود را برای کار با میزان NPSH که در افت هد ۳ درصد آزمایش می شود، طراحی می کنند.

پمپ خودمکش لئو

پمپ خودمکش لئو

استاندارد تولید

همه ی تولید کنندگان مهم پمپ آب می توانند NPSH لازم پمپ هایشان را هنگام کار در یک وضعیت خاص هد پمپ تعیین کنند. تشخیص این نکته نیز اهمیت بسیاری دارد؛ زیرا اگر مقدار NPSh لازم تامین نشود، کاویتاسیون روی خواهد داد؛ اما سطح انرژی به اندازه ای کم خواهد بود گه مشگل بتوان نشانه های حاصل، یعنی سرو صدا ، لرزش و آسیب دیدگی پروانه را شناسایی کرد و در دراز مدت کمترین آسیب بر عملکرد پمپ آب وارد می شود.

در بسیاری از مواقع تلاش می شود، با کاهش NPSH لازم پمپ آب با این پدیده مقاباه شود؛ اما باید دانست که برای انجام دادن این کار روش های محدودی وجود دارد.

افزایش سطح چشمی یا ورودی پروانه

از آن جایی که این روش با ایجاد مشکلات مربوط به بازگردش می تواند بر مشکلات موجود بیافزاید، استفاده از آن توثیه نمی شود. این روش باید به منزله ی آخرین چاره در نظر گرفته شود و طراحی آن باید با هماهنگی کامل با سازنده ی پمپ آب صورت گیرد.

نصب یک القاگر مکشی

از آن جایی که تعداد بسیار محدودی از سازندگان پمپ آب، القاگر مکشی تولید می کنند، عملا استفاده از این گزینه با محدودیت هایی رو به رو است؛ اما همین تعداد محدود هم باید با احتیاط استفاده شوند؛ زیرا احتمال دارد در دبی های پایین بر عملکرد پمپ آب تاثیر گذار باشند.

 

استفاده از پمپ آب با دو دهانه ی مکش

از آن جایی که سیال از دو چشمی در دو جناح مخالف به سمت پروانه جریان می یابد، پمپ آب با دو دهانه ی مکش حدود ۶۷ درصد از NPSH که برای یک پمپ آب با دهانه ی مکش منفرد در ابعاد مشابه لازم است را مصرف می کند. این امر، تغییر پمپ آب را الزامی می کند.

استفاده از پمپ آب با دور کمتر

پمپ آب با دور کمتر به NPSH کمتری نیاز دارد و ایجاد تغییر در یک پمپ آب بزرگ تر با پروانه ی بزرگ تر را ضروری می کند. به این ترتیب وضعیت عملکردی مشابهی نیز فراهم می شود.

استفاده از پمپ آب با ظرفیت کمتر

پمپ آب کوچکتر با ظرفیت کمتر هم NPSH کمتری نیاز دارد؛ اما استفاده از چند پمپ آب (بوستر پمپ)برای تامین وضعیت بازدهی یکسان الزامی است.

استفاده از بوستر پمپ

بوستر پمپ یا پمپ تامین فشار که در بالا دست پمپ اصلی نصب می شود، باید بتواند با همان دبی، اما معمولا با هد پایین تر عمل کند؛ بنابراین NPSH کمتری نیز لازم دارد.

با توجه به این فهرست، باید توجه کرد که درباره ی دو مورد نخست، نگرانی هایی وجود دارد؛ اما در سایر موارد باید دست کم یک پمپ جدید نصب شود؛ بنابراین تنها راه عملی برای جلوگیری از پدیده ی کاویتاسیون،افزایش NPSH موجود سیستم است.

NPSH موجود

درک NPSH موجود سیستم نسبتا ساده است؛ زیرا تنها از چهار میزان زیر تشکیل شده است.

Hf – NPSH = Hs + Ha – Hv

که در آن:

Hs: هد استاتیک روی خط مرکزی پروانه

Ha: هد سطح مایع در مخزن مکش

Hvp: فشار بخار مایع

Hf: افت اصطکاکی در خط مکش

در سیستم ساده ای که در این قسمت نشان داده شده است، دو عامل را می توان مشاهده کرد NPSH موجود تاثیر مثبت و دو عامل دیگر تاثیر منفی دارند. از این رو، اگر در پمپی فرآیند کاویتاسیون روی دهد، باید دو عامل اول معادله افزایش و دو عامل دوم کاهش یابد.

بار دیگر تاکید می شود که معمولا برای حذف کاویتاسیون، تغییر زیادی لازم نیست. معمولا چند فوت NPSH کافی است. با توجه به این موضوع، می توان چهار عامل یاد شده را با سیستم ورودی پمپ مرتبط دانست.

هد استاتیک Hs

افزایش هد استاتیک پمپ برای پایین آوردن پمپ، بالا بردن مخزن مکش یا سطح مخزن مسئله ای ساده است. جا به جایی فیزیکی مخزن یا پمپ معمولا عمل پر هزینه ای است؛ اما بالا بردن سطح مخزن ممکن است کار نسبتا ارزان و ساده ای باشد که اغلب نیز مشکل را بر طرف می کند.

البته اگر منبع مکش به یک رودخانه یا دریاچه تبدیل شود، کنترلی بر ارتفاع سطحی و متعاقبا بر هد استاتیک وجود نخواهد داشت. در صورتی که پمپ از یک منبع با سطح متغیر سیال تغذیه شود، مشکل نوسان بیش از حد سطح مایع به وجود نخواهد آمد.

در مواقعی که پمپ آب بالاتر از سطح منبع مکش قرار می گیرد، هد استاتیک مقداری منفی خواهد بود؛ اما سایر نکات یاد شده همچنان به قوت خود باقی خواهند ماند.

فشار سطحی Ha

به همین ترتیب، اگر منبع مکش منبع آبی باشد، در مقابل عوامل کنترلی انسانی مقاومت می کند و تغییر فشار آن اندکی دشوار است؛ اما محصور کردن یک مخزن دست ساز و تحت فشار گذاشتن آن یا حتی، استفاده از گاز نیتروژن امکان پذیر است. هر دوی این قابلیت ها در معرض محدودیت هایی نیز قرار دارند.

برای مثال، افزایش فشار درون یک هوازا ( کمپرسور یا بلوئر ) به طور کلی عملکرد مخزن را خنثی می کند و آن را غیر موثر می گند؛ اما از آن جایی که این فشار یکی از چهار عامل عملکرد موجود در فرمول NPSHA است، می توان به آن در تاسیساتی خاص توجه کرد.

فشار بخار Hvp

تنها راه کاهش فشار بخار یک سیال، کاهش دمای آن است؛ اما این امر در بسیاری از مواقع عملیاتی غیر ممکن است و می توان آن را نادیده گرفت. همچنین میزان تغییر دمای لازم برای ایجاد یک تغییر در خور ملاحظه در NPSHA معمولا این روش را ناکارامد می کند.

افت اصطکاکیHf

از آن جایی که لوله کشی ورودی پمپ آب در اغلب تاسیسات در سرتاسر جهان به شکل نامطلوبی صورت میگیرد، اصلاحات وهمی در این زمینه صورت  گرفته است؛ اما در برابر گرایش به کوتاه کردن طول لوله مکش برای کاهش افت اصطکاکی باید مقاومت کرد؛ زیرا امکان یکنواختی مسیر جریان سیال در چشمی پروانه را از میان می برد. این امر به نوبه ی خود می تواند، اغتشاش ایجاد کند و باعث بروز مشکلات ناشی از شکل گیری حباب های هوا شود که نشانه هایی شبیه به کاویتاسیون را دارد. برای جلوگیری از این امر، خط مکش پمپ آب باید لوله ی مستقیمی به طول پنج تا ده برابر قطر آن را داشته باشد. در لوله های قطور باید از ضریب کوچکتری استفاده شود و بر عکس.

موثرترین روش کاهش افت اصطکاکی در سمت مکش، افزایش قطر لوله است.

برای مثال، با جایگزینی لوله ی ۱۲ in با لوله ی ۱۴ in می توان افت اصطکاکی را تا بیش از ۵۰ درصد کاهش داد. تعویض لوله ی ۶ in  با لوله ی ۸ in افت اصطکاکی را تا ۷۵ درصد کاهش می دهد؛ حتی بدون تغییر قطر لوله هم با استفاده از انویی های دایره ی طویل، تغییر نوع شیرها و کاهش تعداد آن ها می توان از افت اصطکاکی کاست.

صافی های مکشی که از مرحله ی توسعه ی تاسیسات جدید باقی مانده اند هم می توانند، مشکل ساز شوند. انسداد سبد کافی، افت اصطکاکی را پیوسته تا سطح نا مقبولی افزایش می دهد؛ حتی در صورتی که استفاده از صافی در این فرآیند لازم به نظر می رسد، اغلب می توان آن را پایین پمپ آب قرارداد و پمپ آب را برای برآوردن نیاز سرعت مکش لازم در سطح بالاتری قرار داد.

توجه

با توجه به این موضوع که دانش و تجربه مهم ترین عامل در بهره برداری می باشد  با استفاده از مقاله های منتشر شده تخصصی گروه صنعتی برقاب صنعت می توانید دانش و اطلاعات خود را در مورد بهره برداری و نگهداری انواع الکتروموتور، الکتروگیربکس، پمپ آب، موتور برق و دیزل ژنراتور، … افزایش دهید.

برقاب صنعت


گروه صنعتی برقاب صنعت با ربع قرن تجربه در زمینه فروش و خدمات رسانی انواع موتورآلات و تجهیزات صنعتی کشاورزی مفتخر است. در جهت آسان سازی کسب اطلاعات فنی مهندسی و خرید محصولات برای شما هموطن گرامی فروشگاه آنلاین برقاب صنعت وابسته به گروه صنعتی برقاب صنعت را در اختیار شما هموطن گرامی قرار دهد. تا در هر جای ایران پهناور که در حال کار و زندگی می باشید. به راحتی از خدمات تخصصی فنی و مهندسی و خرید مطمئن بهره مند شوید.

مهندسین ما در واحد فنی منتظر شما هستند. تا در طراحی ، خرید، و انجام انواع پروژه های کشاروزی، صنعتی و ساختمانی ( گلخانه صنعتی، پرورش ماهی، انواع صنایع سبک و سنگین، صنایع شیمیایی، راهسازی، دامداری و دامپروری) دانش کافی و کاربردی را در اختیار شما قرار دهند.

لازم به ذکر است که قیمت ها در فروشگاه آنلاین برقاب صنعت، نازلترین قیمت در بازار است. و مشاورین فنی و تخصصی گروه برقاب صنعت در زمینه های مختلف فعالیت این گروه، اعم از آبرسانی ساختمانی و خانگی توسط پمپ آب های خانگی. ساخت دستگاه های تخصصی توسط الکتروموتور ها و گیربکس ها در صنایع کوچک و بزرگ. کشاورزی و تجهیزات آن در مزارع، باغها، و یا گلخانه ها یا پرورش دام، طیور و آبزیان. راهسازی و ساختمان سازی توسط ابزار و تجهیزات تخصصی، از مجرب ترین و خبره ترین مشاوران تخصصی در آن زمینه هستند. لذا به شما صنعتگر، کشاورز و یا هموطن گرامی این اطمینان اگر می دهیم که با یک بار خرید یا مشاوره مشتری دائم برقاب صنعت خواهید شد.

از اینکه گروه صنعتی برقاب صنعت را برای خرید و کسب اطلاعات فنی و مهندسی انتخاب و اعتماد کرده اید متشکریم.

تهران، خیابان سعدی جنوبی، پاساژ سعدی قدیم واحد ۴٫۶

تلفن تماس: ۳۶۶۱۳۷۷۴

Slider