انواع پمپ ها و کاربرد آنها

پمپ چیست :

یک پمپ از جمله تجهیزات مکانیکی بوده که باعث انتقال مایعات از یک قسمت به قسمت دیگر میگردد.این انتقال با افزایش فشارمایع صورت گرفته واین افزایش فشار باید به اندازه ای باشد که بر اثرات حاصله از اصطکاک ،نیروی جاذبه وفشار های عملکردی سیستم غلبه نماید.

علیرغم دامنه وسیع وتنوع پمپها درصنعت،لیکن بالغ بر ۸۰ درصد ازپمپهای مورد استفاده درصنعت ازجمله پمپهای سانتریفوژ تک مرحله ای می باشد.
پمپهای سانتریفوژ بوسیله چرخش یک یاچندین پروانه (Impeller)درداخل یک پوسته مارپیچ باعث انتقال مایعات میگردند.
مایع از طریق ورودی پوسته،به قسمت چشم پروانه(eye( impellerکه دروسط پروانه قرار گرفته وارد میگردد.
چرخش پروانه باسرعت بالا باعث بوجود آمدن نیروی گریزازمرکز گردیده واین نیرو باعث چرخش مایع در امتداد پره ها میگردد.
همین عامل سبب میگرددتامایع باسرعتی بالاتر، از دهانه خروجی عبور نماید.این انرژی سرعتی بوسیله پوسته مارپیچ به انرژی فشاری تبدیل میگردد(درست قبل از اینکه مایع از پمپ خارج گردد).

همواره دو نوع پمپ نسبت به سایر انواع پمپها دارای کاربرد بیشتر می باشند.این دو نوع عبارتند از:

۱-پمپهایی که مطابق با استاندارد ANSI طراحی وساخته می شوند.
۲-پمپهایی که مطابق با استاندارد API طراحی وساخته می شوند.
ازطرف دیگر برخی از کشورها دارای استاندارد منحصر به خود می باشندکه از جمله این استانداردها می توان به استاندارد DIN برای کشور آلمان واستاندارد BS برای کشور انگلستان اشاره کرد.

البته ساختار پمپهای موجود در این استانداردها شباهت های خیلی زیادی به پمپهای موجود دراستاندارد APIوANSI دارند.
درطول سالیان متمادی ،طراحی پمپ بر اساس استاندارد ANSI، نه تنها برای پمپهای موجود در فرایندهای شیمیایی بلکه درپمپهای مربوط به انتقال آب وسایر سرویسهای دارای سیال خورندهنیز استفاده میشد.

پمپهای API نیز ازجمله پمپهای منحصر بفردی هستند که برای کاربردهایی درمرحله پالایش نفت وصنایع وابسته به آن که سیال انها دارای دما وفشارهای بالاتری بوده وهمچنین این سیالات از خورندگی بالایی نیز برخوردارند مورد استفاده قرار میگیرند.
لازم به ذکر است که پمپهای API ازنوع محورافقی نسبت به پمپهای API بامدل محور عمودی از کاربرد بیشتری برخوردار می باشند.

اختلاف اصلی بین پمپهای API وANSI در نرخهای فشار تحملی توسط پوسته آنها می باشد که این نرخها بصورت زیر می باشد:

نرخ فشار تحملی پوسته در پمپهای ANSI: ۳۰۰ Psig @ 300ºF
نرخ فشار تحملی پوسته در پمپهای API:  ۷۵۰ Psig @ 500ºF
بابررسی اجمالی این نرخها به این نتیجه میرسیم که پمپهای API را باید برای سرویسهایی که دارای فشار ودمای بالاتری می باشند درنظر گرفت.
همچنین پمپهای ANSI باید درسرویسهای با دما وفشار کم مورد استفاده قرار بگیرند.

کاربردها

بادرنظر گرفتن سیالات گوناگونی که توسط این دو نوع پمپ جابجا می شوند می توان عمده کاربرد این پمپها را در گروههای ذیل در نظر گرفت:

• هیدروکربنها
• مواد شیمیایی
• دوغابها
• آب

هیدروکربنها:

هیدروکربنها محصولاتی هستند که دارای پایه نفتی بوده ومعمولا بصورت هیدروکربنهای سبک ،متوسط وسنگین طبقه بندی می شوند.
دردما وفشار اتمسفر معمولا هیدروکربنهای سبک تمایل به تبخیر شدن داشته ،درصورتیکه دراین شرایط هیدروکربنهای متوسط بصورت مایع وهیدروکربنهای سنگین دارای ویسکوزیته بالا وبعضا بصورت جامد می باشند.

مواد شیمیایی:

مواد شیمیایی شامل اسیدهای قوی الکالاینهاویا پاک کننده ها بوده که اغلب مخرب تجهیزات ومحیط زیست می باشند.
اگر مقداری از این مواد درداخل سایت بصورت نشتی پدیدار گردد می تواند سلامتی وایمنی پرسنل را به خطر بیندازد.

دوغابها:

دوغابها معمولا بصورت مخلوطی از ذرات جامد درداخل یک مایع که معمولا آب می باشد بوجود می ایند.
این مخلوطها در محدوده وسیعی وجود داشته وبرای پمپاژ آنها نیز از پمپهای ویژه ای که در فصول بعدی به آنها خواهیم پرداخت استفاده میگردد.

آب و سایر مایعات:

آب وسایر مایعات از نوع آب(شامل برخی از مواد شیمیایی ابکی)را می توان به راحتی از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل کرد.این سیالات هیچگونه آسیبی به تجهیزات ومحیط زیست وارد نکرده وزیانبار نمی باشند.

سیالاتی که در بالا به انها اشاره شدعمدتا دارای خورندگی شدیدی بوده ودرصورتی که مقداری از آنها از پمپ به بیرون نشت نماید می توانند یک سیال ویا بخار سمی را تشکیل دهند.

بعنوان مثال بخار متصاعد شده از هیدروکربنهایی که در شرایط اتمسفریک بخار می شوند ممکن است که در معرض دماهای خیلی بالاقراربگیرند.
حال اگر یک بخار متصاعد شده درمجاورت یک جرقه قراربگیردآنگاه این جرقه می تواند باعث انفجار وحریق گردد.
درنتیجه در انتقال این سیالات لازمست تا نسبت به زیانبار بودن آنها برای محیط وهمچنین میزان قابلیت بازدهی پمپاژانها نهایت دقت وایمنی صورت پذیرد.
بنابراین درانتخاب بین پمپهای API وANSIباید علاوه بر شرایط عملکردی انها، نسبت به خواص ویژه سیال نیز توجه لازم بعمل آید.همانگونه که قبلا نیز بیان شد تفاوت اساسی بین این دو نوع پمپ در نوع طراحی پوسته انها نهفته است.

پوسته های پمپ(Pump cases):

هر دونوع پمپ دارای یک پوسته دوتکه شعاعی(Radial split)می باشند.
البته در اکثر پمپهای کوچکتر از پوسته هایی که دارای یک مارپیچ تکی(single volute)درمسیرهای داخلی می باشند استفاده میگردد.
این موضوع مخصوصا درمواردیکه نرخ جریان پائین بوده وجریان دارای سرعتهای ویژه کمتری می باشد نیز مشهود می باشد.

همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است مرکزیت پروانه وپوسته یکسان نبوده وپروانه درخارج از مرکز پوسته قرار گرفته است.آن نقطه ای از پوسته که کمترین فاصله را با پروانه دارد بنام نقطه برش یا قطع سیال(cut-water)نامیده می شود.
در این نقطه درجهت خلاف عقربه های ساعت ، شکل مارپیچی دیواره بدنه بطور پیوسته ویکنواخت از محیط وپیرامون پروانه دور می شود.
این حالت باعث گسترش ظرفیت پمپ درطول زمان چرخش آن گردیده وتازمانیکه سیال به قسمت خروجی((Dischargeپمپ که درخط المرکزپمپ قرارگرفته وارد میگردد ادامه پیدا می کند.

وقتیکه دیواره پوسته از کنار پروانه برمیگردد،
آنگاه سطح مارپیچ پوسته درنرخی که متناسب با نرخ خروجی از پروانه می باشد افزایش می یابد.
بنابراین دراین مرحله درمحیط پروانه یک سرعت ثابت تولید میگردد.

این انرژی سرعتی سپس در هنگامیکه سیال به درون نازل خروجی وارد میگرددبه انرژی فشاری تبدیل میگردد.

شکل ویژه وخاص پوسته باعث ایجاد توزیع فشار غیرهمگن در اطراف پروانه گردیده وهمین عامل باعث ایجاد عدم تعادل درنیروهای محوری وارده به پروانه ومحور آن میگردد.این نیروها باید بوسیله یاتاقانها وخود محور اصلاح گردند.
برایند این نیروهای غیرتعادلی(unbalanced)هنگامیکه پمپ از وضعیت توقف کامل(shut down)به حالت سرویس دهی وچرخش در می آید بیشترین مقدار را خواهد داشت.
این نیروها هنگامیکه پمپ درسرویس دهی قرارگرفت ونرخ جریان ودبی پمپ به بهترین نقطه بازدهی(Best Efficiency Point :BEP)نزدیک گردیدبه تدریج از مقدار آن کاسته میگردد.
اگر پمپ در نقطه ای دورتر ازBEPکار کند آنگاه این نیروها درجهت خلاف حرکت ودرهمان صفحه مجددا افزایش می یابند.
دراغلب پمپهای بزرگ API، برای کاهش این نیروها درهنگامیکه جریان وهد(Head)بالا باشد از پوسته های دارای مارپیچ دوبل(double volute)استفاده می شود.

این کاهش بوسیله بالانس نیروهای غیرتعادلی درجهت مخالف در هرمارپیچ صورت می پذیرد.
ازجمله سایر ویژگیهایی که دربیشتر پمپهای API یافت می شود می توان به قرارگیری مکش وخروجی در قسمت بالای پوسته آنها اشاره کرد.
بگونه ای که نازل مکش درقسمت بالای پوسته ونزدیک نازل خروجی قرارمیگیرد.
بعبارت دیگر مکش در انتها قرار نمی گیرد.

درپمپهایی که بصورت عمودی ومستقیم (Inline design)مورد استفاده قرار میگیرند(منظور از مستقیم انستکه ورودی وخروجی پمپ درراستای لاین باشد)نازل مکش مجددادرکنار پمپ و درجهت مقابل نازل خروجی قرار می گیرد.

این نوع قرارگیری نازلهای ورودی وخروجی باعث می شود که حالت مستقیم(Inline)بوجود بیاید.

اشکال عمده این نوع قرارگیری ها اینستکه دربیشتر این پمپها لازمست هد مکش خالص مورد نیازپمپ((NPSH(req)رابزرگتر ازحالتی که نازل مکش درپمپ درطرف دیگر آن قرارگرفته درنظر گرفته شود.
لذا NPSH بیشتری به منظور برطرف کردن اتلافات اصطکاکی در مسیر پیچاپیچ از فلنج ورودی به طرف چشم پروانه (eye of impeller)مورد نیاز می باشد.

پمپهای عمودی دارای مزیتهایی می باشند که از آنجمله می توان به حذف پایه پمپ وفونداسیون برای این پمپها اشاره کرد که این خود باعث کاهش هزینه های زیادی می گردد.
علاوه بر این می توان به مساحت وفضای کمی که برای نصب آنها مورد استفاده قرار میگیرد نیز اشاره نمود.
درمدلهای قدیمی پمپهای عمودی مستقیم، از هیچگونه یاتاقانی در محور پمپ استفاده نگردیده وفقط درالکتروموتورهای آنها از یاتاقان استفاده می شود.
درطرحهای جدیدتربا استفاده از یاتاقانی که در پمپ وبین جعبه اب بندی (stuffing box)کوپلینگ قرارگرفته،تعادل وقابلیت اطمینان بیشتری برای پمپ مهیا میگردد.

پخش کننده پوسته(Diffuser casing)

ازجمله طرحهای دیگر پوسته می توان به پوسته ای که حاصل ترکیب یک پوسته دایروی با یک پخش کننده می باشد اشاره کرد.
درداخل این پوسته جهت تبدیل انرژی سرعتی به انرژی فشاری قبل از خروج سیال ازداخل پوسته ، گذرگاههای داخلی درنظر گرفته شده است.
دراین طرح ،پروانه بصورت هم مرکز درداخل پخش کننده وپوسته می چرخد.از این طرح درپمپهای چند مرحله ای عمودی وافقی استفاده می شود.
درپمپ با توربین عمودی،اندکی تفاوت درقرارگیری تیغه های پخش کننده(vane)وجود دارد.هنگامیکه پروانه پمپ دراثرحرکت خود ،سیال را به داخل مجموعه پوسته می بردآنگاه انرا از درون خود عبور داده وبه داخل پوسته تخلیه می کند.
سپس تیغه های پخش کننده(diffuser vane)باعث هدایت این سیال به درون مرحله بعدی ویا به قسمت چشم پروانه بعدی میگردند.

موقعیت قرارگیری(کاور)پشتی بر روی پوسته(Back cover arrangement)

از جمله تفاوتهای اصلی بین پمپهای API و ANSI در روش وطریقه قرارگیری کاور پشتی جهت محافظت پوسته می باشد.
درپمپهای ANSI مجموعه کاور وواشر(Gasket )بوسیله یک اداپتور (adaptor) در برابر پوسته پمپ نگه داشته می شود.
این نوع قرارگیری معمولا باعث ایجاد یک فاصله بین صفحات جفت شونده اداپتور وپوسته پمپ گردیده وهنگامیکه پیچها تحت فشار قرار می گیرندباعث ایجاد گشتاورهای نامساوی درانها میگردد.
بعبارت دیگر هنگامیکه پوسته پمپ بوسیله فرایند سیستم ،تحت فشارهای بالاترازحد نرمال قراربگیردانگاه همین عدم ایجاد گشتاورهای یکسان دراین پیچها باعث شکسته شدن اداپتور میگردد.شکل زیر را ببینید.
درپمپهای باطرحAPI (شکل زیر)کاور بصورت مستقیم به پوسته پمپ پیچ ومهره شده وبعبارت دیگر به اداپتور بسته نمی شود.
این روش، بسته شدن باعث کنترل میزان فشردگی واشر میگردد.دراین وضعیت ،آداپتور بصورت مستقل وجداگانه به کاور بسته شده وبعنوان قطعه ای که درسیستم فشار وارده بر پوسته تحت تاثیر قراربگیرد نمی باشد.

نصب پایه پمپ(Mounting feet)

ازجمله تفاوتهای اساسی دیگری که بین پمپهای API وANSI وجود دارد شکل ونوع نصب آنها می باشد.
نصب کلیه پمپهای ANSI ازطریق اتصال قسمت زیرین پوسته خودبوسیله پیچ ومهره به یک صفحه پایه(Baseplate)صورت می پذیرد.
حال اگر از این پمپها درکاربردهای با دمای بالا استفاده شود آنگاه پوسته این پمپها منبسط شده وتمایل به حرکت به سمت بالا در اثر انبساط در آنها بوجود می اید.این وضعیت باعث می شودکه تنشهای حرارتی شدیدی در پوسته بوجود آمده ونهایتا این تنشها بر روی قابلیت اطمینان وعملکرد پمپ تاثیرات نامطلوبی خواهد گذاشت.اگر از این پمپها دردماهای پائینی استفاده شودآنگاه این دماها تاثیرات نامطلوبی بر روی این پمپها نخواهند داشت.
ازطرف دیگرپمپهای API از هرطرف پوسته بر روی پایه ای که به فرم، بخشی از صفحه مبنا می باشد بوسیله پیچ ومهره نصب میگردند.
این طریقه نصب باعث میگرددتا این پمپها هنگامیکه درحال پمپاژ مایعات با دمای افزاینده می باشند هیچگونه مشکلی نداشته وتنشهای حرارتی مخرب نیز بر روی آنها موثر نگردد.
بعبارت دیگرهنگامیکه در معرض دمای بالایی قراربگیرندهرگونه انبساطی درآن به قسمت بالا وپائین خط المرکز پوسته وارد شده وباعث میگردد که کمترین میزان تنش به پوسته وارد گردد.این حالت باعث بهینه شدن قابلیت اطمینان پمپ میگردد.

پروانه(Impeller)

پروانه بر روی محوری که چرخانده می شود نصب ومحکم میگردد.
مایع از درون نازل مکش پمپ که در یک طرف پمپ قرارگرفته به قسمت چشم پروانه(eye (impeller وارد میگردد.
پس از اینکه مایع به این قسمت وارد گردیدانگاه چرخش پروانه باعث ایجاد یک نیروی گریز از مرکزگردیده واین نیروی گریز از مرکز نیزباعث می شود تا مایع به قسمت بیرونی پره ها حرکت داده شود.هنگامیکه مایع به قسمت قطر بیرونی حرکت کند آنگاه میزان سرعت آن به حداکثر خود رسیده ودراین هنگام سیال قطر بیرونی پروانه را ترک میکند.
به منظور ایجاد روابط مختلف بین نرخ جریان(flow rate)وفشار،لازمست تا پروانه درطرحهای مختلفی طراحی وساخته شود.تنوع در طراحی پروانه ها این اجازه را به آنها میدهد که هر پروانه با توجه به نوع سرویس ویژه ای که وجود دارد انتخاب گردد.

سرعت ویژه(specific speed)

شکل وفرم پروانه ها بهشاخصی تحت عنوان سرعت ویژه بستگی داشته که این شاخص درطراحی پروانه ها بکار برده می شود.
این شاخص بدون بعد(Non-(dimentional می باشد.
همانگونه که بیان شد برای طبقه بندی پروانه های پمپ براساس مدلها ومشخصاتشان از این شاخص استفاده می شود.
این شاخص در شرایطی که ابعاد پروانه به گونه ای باشدکه بتواند در ازای هد یک فوت به میزان یک گالن دردقیقه انتقال سیال داشته باشد تعریف میگرد
سرعت ویژه پروانه بصورت سرعت انتقال جریان بر دقیقه تعریف میگردد.
سرعت ویژه یک شاخص برای پیش بینی خصوصیات پمپ مانند شکل کلی پروانه می باشد.باافزایش سرعت ویژه ، نسبت قطر بیرونی پروانه به قطر آن یاقطر چشم پروانه کاهش می یابد.این نسبت برای یک پروانه جریان محوری کامل به ۱٫۰ میرسد.
پروانه های شعاعی باسرعت مخصوص پائین،هدجریان را عمدتا از طریق نیروی گریز از مرکز افزایش میدهند.
پمپهای باسرعت ویژه بالاتر تا حدی از طریق نیروی گریز از مرکز وتاحدی ازطریق نیروی محوری،هد را افزایش میدهند.
پمپهای دارای جریان محوری ویا پروانه محوری با سرعت ویژه۱۰۰۰۰ویا بیشتر،هد خود رامنحصرا از طریق نیروهای محوری افزایش میدهند
پروانه های شعاعی معمولا برای جریان کم با هد بالا وپروانه های محوری برای جریان بالا با هد پائین طراحی میشوند.
سرعت ویژه از جمله فاکتورهایی است که توسط طراحان پمپ هنگامیکه نسبتهای مورد نیاز باتوجه به پروانه های مختلف بررسی می شوند مورد استفاده قرار میگیرند.
با استفاده از فرمول زیر می توان مقدار سرعت ویژه را بدست اورد.

در این فرمول داریم:

:سرعت مخصوص
:Nسرعت دورانی پمپ
:Qدبی جریان(گالن بر دقیقه)
:Hهد مجموع(برحسب فوت)

نکته: اگر تعداد طبقات یا مراحل پمپ بیش از یک مرحله باشد در رابطه بالا H بر تعداد طبقات تقسیم می گردد.

لازمست تادر هنگام محاسبه این سرعت دقت شود که کلیه مقادیر باید درمحدوده بهترین نقطه عملکرد پمپ(BEP)وهمچنین دربیشترین قطر پروانه ودرسرعت نامی پمپ صورت پذیرد.

اگر مقدارسرعت ویژه یک پروانه کم باشد(بین ۵۰۰تا۱۰۰۰)آنگاه نوع پره های آن باید بصورت شعاعی طراحی گرددکه درآن حالت سیال بایک چرخش ۹۰ درجه از قسمت ورودی خود از محور مواجه میگردد.این پروانه ها معمولا قادر به تحویل یک نرخ جریان نسبی کم درمقابل یک هد بزرگ می باشند.البته دراینحالت بازدهی نیز کم میباشد.از این پروانه ها درپمپهای تزریق اب به داخل بویلر درقسمتی که هدف اصلی ایجاد فشار بر روی آب قبل از ورود ان به بویلر باشد بطور وسیعی استفاده میگردد.
درمواردیکه سرعت ویژه زیاد باشد(۵۰۰۰وبالاتر)پروانه های باجریان محوری((Axial flowوجریان میکس شده(Mixed flow)بایکدیگر یکی شده ودراینحالت مسیر جریان اندکی از حالت توازی بامحور شفت اختلاف خواهد داشت.این پروانه ها قادر هستند تانرخ جریان بالایی را درمقابل یک هد کم تحویل دهند.دراینحالت بازدهی نیز بیشترین مقدار را دارا می باشد.این پروانه ها غالبا درپمپهای با پره های عمودی بزرگ مورد استفاده قرارگرفته که وظیفه اصلی این پمپها انتقال حجم زیادی از آب درفشارهای نسبی پائین می باشد.درسرویسهای مربوط به آبیاری(Irrigation services)ودرپمپهای بخشهای تولید برق از این پروانه ها به وفور استفاده میگردد.
عمومی ترین طرح پروانه هامربوط به حالتی استکه سرعت ویژه درمحدوده بین۱۵۰۰تا۳۰۰۰ قرارگرفته باشد.به این پروانه هااصطلاحا پروانه با پره های فرانسیس(francis vane impellers) گفته می شود.تیغه پره های فرانسیس بطور کلی بصورت سه بعدی بوده وجریان از ورودی تا خروجی پره،ترکیبی ازشعاعی ومحوری می باشد.این پره ها درمحدوده وسیعی از جریانها درهدهای متوسط بکاررفته ولذا درپمپهایی که درسرویسهای آب ویاپمپهای فرایندی می باشند به وفور مورد استفاده قرارمیگیرند.

پروانه های باز وپروانه های بسته(open and closed impellers)

ازجمله اختلافات اساسی بین پروانه ها درپمپهای فرایندی آنست که این پروانه ها بصورت باز هستند ویا بسته.البته هردونوع پروانه دارای کاربرد وسیعی می باشند.درپروانه های باز هیچگونه پوششی(shrouds)،حداقل دریک طرف پروانه وجود ندارد.بنابراین می توان گفت که در پروانه های باز به راحتی می توان یکطرف ویا هردوطرف پروانه را مشاهده نمود.نمونه ای از این پروانه ها درشکل زیر نشان داده شده است.

پدیده چرخش مجدد(Recirculation)

قبل از ادامه بحث لازمست تا ابتدا به پدیده چرخش مجدد در پمپ اشاره ای داشته باشیم.برگشت سیال ازدهانه خروجی به دهانه مکش را پدیده چرخش مجدد می گویند.چون فشار خروجی از فشار قسمت مکش بیشتر است لذا سیال تمایل دارد که از فاصله مابین پروانه وپوسته عبور کرده وبه دهانه مکش وارد شود.
ازاین پدیدهتحت عنوان کاویتاسیون بازگردشی نیز نام برده می شود.بطورکلی می توان گفت هنگامیکه جریان به دلایلی که به برخی از آنها درذیل اشاره گردیده،نتواند از قسمت تخلیه خارج گرددآنگاه این پدیده مخرب بوجود می اید.این دلایل عبارتند از:
۱-بسته بودن شیر تخلیه
۲-نصب وارونه شیر یکطرفه
۳-مسدود بودن فیلتر پائین دست
۴-فشار بیش از حد لوله اصلی یاکلکتور

این دلایل باعث میگردند که سیال از ناحیه پرفشاربه ناحیه کم فشاروارد شده ودرعرض پره گردش مجدد کند.این بازگردش باعث افزایش دمای مایع درداخل محفظه میگردد.

مهمترین روش از بین بردن این پدیده آنستکه تلرانس بین تیغه ها وپوسته دقیقا تعیین ویا تصحیح گردد.
درپروانه های باز می توان این پدیده راباتنظیم فاصله قسمت جلوی پروانه که درنزدیکی پوسته می باشد محدود نمود.درپمپهای مدلANSI این مقدار فاصله(خلاصی)درهنگامیکه سیال مورد استفاده سرد باشد به مقدار ۰٫۰۱۵اینچ می باشد.اگر میزان سایش بیش از اندازه باشد آنگاه مقدار این خلاصی نیز بیشتر شده ودرنتیجه باعث افزایش پدیده چرخش مجدد شده که این نیز کاهش بازدهی پمپ را بهمراه خواهد داشت.

درپروانه های بسته(Closed impellers)

،مسیرهای مایع بواسطه پوششهای موجود برروی تیغه های پروانه،مملو از سیال میگردند.این مسئله باعث گردیده که میزان بازدهی این پروانه ها نسبت به پروانه های باز بیشتر گرددچوندراین پروانه ها کلیه مسیرها از قسمت چشم پروانه تامسیرهای درونی آن از سیال پرمیگردد.

البته باید توجه داشت که میزان بازدهی یک پمپ دریک سرویس فرایندی متاثر از مقدار چرخش مجددی استکه از ناحیه پرفشار پروانه به طرف ناحیه بافشار پائین (درقسمت چشم پروانه) می باشد.هنگامیکه میزان سایش درپمپ درمناطق حساس افزایش یابد آنگاه این سایش باعث میگرددتا مقدار خلاصی دراین قسمتها بیشتر شده ویا بعبارت دیگر میزان خلاصی بازتر شود.افزایش میزان خلاصی باعث افزایش چرخش مجدد گردیده ونهایتا باعث کاهش میزان بازدهی پمپ خواهد شد.

کاهش میزان بازدهی نیز سبب مصرف توان بیشتر میگردد.

درپروانه های بسته از رینگهای سایشی (wear rings )جهت کاهش میزان خلاصی وهمچنین کاهش مقدارچرخش مجدد استفاده می شود.هنگامیکه یک یا چندین رینگ دچار سایش گردند،آنگاه این سائیدگی باعث بازشدن میزان خلاصی گردیده که نهایتا افزایش چرخش مجدد وکاهش بازدهی رابدنبال خواهدداشت.هنگامیکه بازدهی پمپ به سطح غیرقابل پذیرش برسد لازمست تا نسبت به جایگزین نمودن رینگهای جدید به جای رینگهای مستهلک قبلی اقدام گردد.
همچنین رینگهای سایشی را می توان درپشت پروانه ها نیز مورد استفاده قرارداد.اینکار به بالانس هیدرولیکی محوری اجزای دوار کمک میکند.
سوراخهای بالانس موجود بر روی پروانه می توانند درتعدیل فشارهای موجود درپشت پروانه ودرنقطه چشم پروانه موثر باشند.این موارد باعث کاهش فشار بر روی محفظه آب بندی(stuffing box )خواهد شد.

پمپهای بادومکش (Double suction pumps)

در مواردیکه جریان با حجم بالایی مورد نیاز باشد معمولا از پمپهای تک مرحله ای افقی با دو مکش استفاده میگردد.
همچنین هنگامیکه قابلیت اطمینان بالایی مد نظر باشد(مانند مواردی که لاینها درفاصله دوری قرارگرفته باشند)معمولا از این طرح استفاده میشود.
دراین قبیل پمپها،سیال از هردو طرف بطور همزمان به داخل پروانه وارد گردیده وبنابراین در قطعات گردنده ،تعادل محوری بالایی ایجادمیگردد.
پوسته این پمپها بصورت دوتکه افقی بوده که در راستای محور شفت قرارمیگیرند.
این پوسته ها دارای این مزیت می باشند که هنگامیکه بخواهیم مجموعه دوار را ازدرون پمپ خارج کنیم هیچگونه مزاحمتی برای لاینهای قسمت مکش وتخلیه بوجود نخواهد آمد.
نیمه پائینی پوسته مشتمل برقسمت اصلی نصب پمپ می باشد.

جنس پمپها(materials of construction)

اغلب سازندگان می توانند پمپهای خود را از جنسهای متنوعی تهیه نمایند که انتخاب این جنسها به تنشهای کارکردی واثرات آن وهمچنین نوع سایشی که سیال پمپ شده بر روی پمپ خواهد داشت بستگی دارد.
مهمترین جنسهایی که در پمپهای گریز از مرکز مورد استفاده قرارمیگیرند به شرح ذیل می باشد:
چدن داکتیل وچدن ریختگی
برنز
کربن وفولادها با آلیاژ پائین نظیر۴۱۴۰
فولادهای کرم دارنظیر ۱۱%و۱۲%و۱۳%
فولادهای ضدزنگ مارتنزیتی درسریهای۴۰۰
فولادهای ضدزنگ سخت کاری شده مانند۱۷-۴ PH
فولادهای ضدزنگ اوستنیتی مانند سریهای ۳۰۰ویا آلیاژ ۲۰((alloy 20

فولادهای ضدزنگ دوپلکس(Duplex stainless steelsمانند CD4MCU)(این فولادها دارای مقاومت به خوردگی بالایی میباشند).
سایر آلیاژها نظیرHastelloy ،تیتانیوم وغیره.
ازپمپهایی که جنس آنها از اهن وبرنز است عموما در سرویسهای معمولی نظیر تصفیه آب،آسیابهای فولادی وکاربردهای مربوط به امور دریایی استفاده می شود.ازپمپهایی که جنس آنها عموما از فولادهای ضدزنگ است درمواردیکه سیال دارای ترکیبات خورنده باشد استفاده میگردد.همچنین این پمپها دربسیاری از اسیدهای معدنی دردما و ویسکوزیته متوسط نیز مناسب می باشند.

پمپهای غیرفلزی((Nonmetallic pumps

پمپهای غیر فلزی نیز نقش اساسی در انتقال مواد شیمیایی دارند وتعداد زیادی از انواع پلاستیکها دربدنه داخلی این پمپها مورد استفاده قرارمیگیرد.
هدف از بکار بردن این پلاستیکها آنستکه مقاومت در مقابل خوردگی این قطعات درمجاورت با سیالات خورنده بسیار زیاد بوده واگر بجای آنهااز فلزات مقاوم درمقابل خوردگی استفاده شود ،
هزینه بسیار زیادی را باید تقبل نمود.البته استفاده از پلاستیکها نیز دارای محدودیتهایی می باشد که از جمله این محدودیتها میتوان به مقاومت آنها اشاره نمود که این عامل ممکن است استفاده از آنها را در نواحی حساس محدود نماید.
رزینهای فلوئورکربن نظیر PTFE از جمله موادی هستند که دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر مواد شیمیایی می باشند.
درمواردیکه استحکام ومقاومت شیمیایی بیشتری مورد نیاز باشد می توان از پلاستیکهایی که با فیبر تقویت گردیده اند (FRP:Fibre Reinforced Plastics) استفاده نمود.

فیبر مورد استفاده در انها معمولا از جنس شیشه، کربن ویا ارامید می باشد.

البته در بعضی موارد از برخی فیبرهای دیگر نظیر کاغذ،چوب ویا آزبست نیز استفاده میگردد.

در این شکل نمونه ای از یک پمپ که ممکن است درسایت شما نیز مورد استفاده قراربگیرد نشان داده شده است.
دربسیاری از موارد،اهداف این کتاب به این موضوع که درهنگام انجام تعمیرات بر روی خودرو چه کارهایی باید صورت پذیرد شباهت دارد.
بعنوان مثال هرچقدر که شما درمورد قطعات خودرو خود اطلاعات بیشتری داشته باشید بهتر می توانید اطلاعات مفیدتری را دراختیار تعمیرکار خود قراردهید.
لذا می توان اهداف را بصورت زیر بیان نمود:* درک اصول اساسی مرتبط با نصب وراه اندازی پمپ وطراحی وتعمیر هر قطعه اصلی آن
* یادگیری درخصوص بکارگیری این اصول درعملکرد مطمئن پمپها درسایت

یک پمپ در عملیات پمپاژ چه کاری انجام میدهد؟

شکل زیر را ببینیدوبگوئید که چه چیزی پمپ می شود؟اگر پاسخ شما یک مایع است آنگاه جواب شما تا اندازه ای صحیح می باشد.
همانگونه که تا به اینجا بیان شد،پمپهاباید یک سیال را که درحالت مایع می باشد پمپ کنند.
علاوه بر این هر تجهیز دواری اعم از اینکه آن تجهیز یک پمپ یا یک کمپرسور باشدمی تواند باعث انتقال یک سیال گرددکه این انتقال باعث ایجاد بهره وری وکسب درامد خواهد شد.هرگونه اتلاف در عملیات پمپاژ می تواند به کاهش این درامدمنجر گردد.
لذا می توان بیان کرد که قابلیت اطمینان (Reliability) وقابلیت در دسترس بودن تجهیز(Availability) پمپها از درجه اهمیت بالایی بر خوردار می باشد.

قابلیت اطمینان یک پمپ عبارتست از مقدار زمانی که یک پمپ در طول یک سال در یک فرایند دارای عملکرد می باشد.مقدار آن نیز بر حسب درصد بیان می شود.

بیشتر کاربران ترجیح میدهند که از قابلیت در دسترس بودن پمپها به جای قابلیت اطمینان استفاده کنند.تعریف قابلیت دردسترس بودن پمپها را می توان بصورت زیر بیان نمود:

حاصل تقسیم مقدار کارکرد پمپ دریک سال بر میزان زمان در دسترس بودن ان درسال تحت عنوان دردسترس بودن پمپ بیان می شود.

میزان قابلیت دسترس پذیری در پمپها بطور معمول بیش از ۹۵درصد می باشد که البته این مقادیر با توجه به نوع پمپ وکاربرد آن تغییر خواهد کرد.

جهت تفهیم چگونگی تاثیر پذیری میزان قابلیت در دسترس بودن اجازه دهید با هم مثال زیر را مرور کنیم:

فرض کنید یک پمپ با سرعت ۳۵۸۰دور بر دقیقه درحال چرخش باشد.
بررسی کنید که این پمپ درمدت یکسال چه مقدار چرخش خواهد داشت.(فرض کنید هرسال حدود ۸۷۰۰ ساعت باشد)عددی را که شما بدست اورده اید کاملا گیج کننده است.اینطور نیست؟میلیونها چرخش در طول یکسال.جهت درک بهتر این موضوع فرض کنید که قطر محور ۴ اینچ بوده ودرنتیجه محیطی که در اثر یک چرخش بوجود می اید تقریبا یک فوت میگردد.با این مفرضات بررسی کنید که چند مایل توسط محور پمپ در طول یکسال طی می شود؟(فرض کنید هرمایل به اندازه ۵۲۸۰فوت می باشد)
بعنوان اخرین ازمایش بیان کنید که این محور درطول سال چند بار حول زمین خواهد گشت؟کاملا شگفت انگیز است.اینطور نیست؟اگر شما یک پرسنل تعمیرات باشید می توانید درحال حاضر از سرویس وتعمیری که بر روی پمپ انجام میدهید احساس غرور وافتخار کنید –اگر شما یک پرسنل در واحد فنی مهندسی وفرایند هستید باید الزامات مکانیکی تجهیزات را درنظر بگیرید.همچنین باید موارد مهمی را که باعث عدم افزایش قابلیت دسترس پذیری میگردد نیز در نظر گرفته باشید.

اجزاءتشکیل دهنده یک یونیت چه اجزایی می باشند؟

شکل زیر را در نظر بگیرید.ازخود بپرسید منظور از G2301 چه می باشد؟

اگر پاسخ شما هرچیزی به جز یک واحد پمپ باشد قطعا اشتباه کرده اید.منظور از واحد پمپ((Pump unit)چیست؟جهت پاسخ به این سوال اجازه بدهید ازمایش زیر را انجام دهیم.
یک برگه سفید را برداشته وبر روی آن تمامی تجهیزات دواری را که به فکر شما خطور میکند را یادداشت کنید.
پس از اینکه این لیست را تکمیل کردید سپس این لیست را بر اساس نوع وظیفه تجهیزات طبقه بندی کنید.
پس از آن مشخص کنید که کدامیک از این تجهیزات نیازمند توان (power)بوده وکدامیک تولید کننده توان می باشند.
کدامیک از این تجهیزات انتقال دهنده توان هستند ودرنهایت کدامیک از این تجهیزات بعنوان سیستمهای کمکی(Auxiliary)نظیر (روان کنندگی،سیستمهای آب بندی،سیستمهای خنک کاری و…)می باشند.

پس از اینکه این لیست را تکمیل کردید آنگاه شما ۴ گروه که هر گروه دارای وظیفه خاص خود می باشند را پیش رو خواهید داشت:

در شکل فوق طبقه بندی وشرح کار تجهیزات دوار نشان داده شده است.همانگونه که مشاهده می کنید ۴ گروه پایه ای ارائه شده است.حال به شکل صفحه قبل بر گشته وبگوئید که عنصر اصلی در یک سیستم پمپاژ چیست؟جواب این سوال پمپ می باشد.تجهیزات انتقال توان ،کوپلینگها بوده ومحرک نیز الکتروموتور می باشد.همچنین سیستمهای کمکی نیز شامل سیستمهای خنک کاری وروانکاری می باشند.منظور از طرح این پرسش آن بود که اهمیت ودرک اینکه پمپ تنها قسمت اصلی یک واحد پمپاژ بوده وهرگونه عیب یابی در این مقوله باید موارد دیگر مندرج درجدول فوق را که شامل تجهیزات گردنده ،تجهیزات انتقال توان،محرکها وسیستمهای کمکی را میگردد نیز دربربگیرد.

تعریف انواع پمپ :

یک پمپ اصطلاحا وسیله ای است که باعث انتقال یک مایع از طریق افزایش سطح انرژی آن می باشد.
این کار از چندین طریق امکان پذیر می باشد.درپایان این فصل قادر خواهید بود تا کلیه پمپهای موجود در سایت خود را شناسایی کرده ووظیفه آنها را بیان نمائید.شکل زیر را ببینید.در این شکل کلیه پمپهایی را که در این فصل بحث خواهد شد مشاهده می کنید.توجه داشته باشید که پمپها به دو گروه کاملا مجزا تقسیم بندی می شوند.یک گروه از پمپها مایع را بوسیله جابجایی مثبت منتقل کرده وگروه دیگر اینکار را بوسیله حرکت دینامیکی انجام میدهند.

درشکل زیر تعریف پمپهای جابجایی مثبت وپمپهای دینامیکی ومشخصات هرکدام نشان داده شده است:

هرپمپ (صرفنظر از اینکه جابجایی مثبت ویا دینامیکی باشد)به دو قسمت تقسیم می شود.

یک بخش آن قسمت هیدرولیکی داخل پمپ بوده(Hydraulic end) وبخش دیگر شامل قطعات مکانیکی داخل پمپ (Mechanical end) می باشد.

واقعیت مهمی که باید درنظر داشت آنستکه نوع انتقال مایع برای ان اهمیتی ندارد وانچه حائز اهمیت است عبارت است از:

روابط عملکردی هد،توان وبازده که این روابط درکلیه پمپها اثرات یکسان خواهند داشت وبه نوع پمپ که جابجایی مثبت ویا دینامیکی باشد بستگی ندارد.
این روابط در ادامه همین فصل مورد بحث وبررسی قرارخواهد گرفت.
ازجمله قطعاتی که دربخش قطعات مکانیکی پمپ قرار میگیردمی توان به محورها،یاتاقانها،اب بندها،کوپلینگها وپوسته ها اشاره نمود که این قطعات دارای وظایف یکسانی درتمامی پمپها می باشند.شکل زیر شباهتهایی را که بین قسمتهای مکانیکی وهیدرولیکی پمپها (صرفنظر از نوع پمپ) وجود دارد را نشان داده است.

همانگونه که در جدول فوق مشاهده می شود روابط مربوط به عملکرد پمپها درتمامی پمپها (صرفنظر از نوع پمپ) یکسان می باشد.همچنین در تمامی پمپها در قسمت مکانیکال آنها که قطعاتی همچون یاتاقانها،اب بندهاوپوسته ها قرار گرفته است ،تمامی این قطعات در پمپها دارای وظایف مشترکی بوده وبه نوع پمپ بستگی ندارد.

پمپهای جابجای مثبت(positive displacement pumps):

همانگونه که قبلا عنوان گردید یک پمپ جابجایی مثبت پمپی است که در آن میزان جریان ثابت بوده ولی هد(head)متغیر می باشد.درشکل زیر یک نمونه پمپ پیستونی دوطرفه(Double acting)نشان داده شده است.

در این پمپها هنگامیکه پیستون از سمت چپ به راست حرکت می کند آنگاه این حرکت باعث افزایش فشار مایع خواهد شدواین حرکت پمپ(صرفنظر از گراویته ویژه وویسکوزیته مایع)بشرط تامین توان لازم، باعث انتقال وحرکت مایع خواهد شد.
انواع مختلفی از پمپهای جابجایی مثبت درصنایع نفت،گاز وپتروشیمی وجود دارند.
درجدول زیر محدوده های عملکرد این قبیل پمپها ارائه گردیده است.

پمپهای رفت وبرگشتی(Reciprocating Pumps):

پمپهای رفت وبرگشتی از جمله پمپهای جابجایی مثبت بوده که بوسیله حرکات ضربه ای (pulsating action)باعث افزایش انرژی مایع میگردند.ازجمله این پمپهامی توان به پمپهای قدرت(power pump)،پمپهای بخار یک طرفه(Direct (acting steam pumps ،پمپهای دیافراگمی(Diaphragm pumps)اشاره نمود.
کلیه پمپهای رفت وبرگشتی تولید حرکات ضربه ای می کنند واگر سیستمی که پمپها در آن کار می کنند به درستی طراحی وآنالیز نشده باشد،انگاه این ضربه ها می توانند باعث صدمات فراوانی به پمپ ویا سیستم فرایندی گردند.درچنین سیستمهایی معمولا از تجهیزات ضدضربان(Anti pulsation )نظیر ظروف حجمی(Volume (Botles،اریفیس ها ویا ظروف ضربان گیر(Pulsation Bottles) استفاده می شود.

پمپهای قدرت(Power pumps):

درشکل زیرنمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.از پمپهای قدرت معمولا در مواردی که فشار بالا بوده وجریان کمی مورد نیاز میباشد استفاده میگردد.از جمله این موارد می توان به سرویسهای مربوط به آمین(Amin) کربنات ویا سرویسهای آب یا روغن با فشاربالااشاره نمود.این پمپها را می توان هم بصورت افقی وهم عمودی نصب کرد.همانگونه که درشکل نشان داده شده اجزا این پمپها شامل استوانه مایع(liquid cylinder )با پیستونها ومحورها،شیرها(valves)وقسمت قدرت(power)آنها می باشد.قسمت قدرت دراین پمپهاشامل میل لنگ(crankshaft) به همراه یاتاقانها،شاطون یا دسته پیستون(connecting rod )ومجموعه لوله انتهای میل لنگ یا پیستون(crosshead) می باشد.علت اصلی نامیده شدن این پمپها به نام پمپهای قدرت آنستکه این پمپها بوسیله یک منبع قدرت خارجی نظیر الکتروموتور ویا یک موتور احتراق داخلی ،به جای استفاده از سیلندرهای بخار که درپمپهای با راه اندازی مستقیم مورد استفاده قرارمیگیرد به حرکت در می ایند.

پمپهای دیافراگمی:

درشکل زیر نمونه ای شماتیک از یک پمپ دیافراگمی نشان داده شده است.در این قبیل ازپمپها ناحیه مربوط به قدرت (توان)وقسمت مایع تقریبا یکی می باشد.از این پمپها بصورت محدود در صنایع پتروشیمی وپالایشگاهی استفاده گردیده وبیشتر درسرویسهای اندازه گیری استفاده می شوند.

پمپهای اندازه گیری(Metering Pump):

درشکل زیر یک نمونه پمپ اندازه گیری از نوع دیافراگمی که اصطلاحا به انها پمپهای تناسبی (Proportioning pumps) نیز گفته میشودنشان داده شده است.

از این نوع پمپها عمدتا در مواردیکه درصنایع شیمیایی نیاز به تزریق مقدار کنترل شده دقیقی از یک ماده شیمیایی در یک فرایند باشد مورد استفاده قرار میگیرند.کنترل حجم در این پمپها بوسیله تغییر طول کورس موثر بدست می آید.
این پمپها دارای دو نوع اصلی می باشند:

۱-پمپهای پلانجری(Plunger Pumps):

سیال فرایندی در این پمپها بصورت مستقیم با پلانجر تماس پیدا کرده ودرسرویسهایی که جریان بیشتری مد نظر باشد مورد استفاده قرار میگیرند.
۲-پمپهای دیافراگمی
در این پمپها،سیال موجود درفرایند بواسطه دیافراگمی که بصورت تخت بوده وبوسیله یک نیروی هیدرولیکی عمل میکند از پلانجر جدا گردیده است.از این پمپها معمولا درمواردیکه جریان کمتری مورد نیاز بوده ویا درمواردیکه نشت سیال به بیرون از پمپ خطرآفرین باشد استفاده میگردد.
هنگامیکه مایع مورد استفاده در پمپاژ از نوع مایعات سمی ویا قابل اشتعال باشدانگاه می توان در پمپهای دیافراگمی از دودیافراگم به همراه یک نشت یاب واژیر خطر استفاده کرد.در چنین مواردی در صورت بروز نشتی از یک دیافراگم اژیر به صدا درخواهد امد.انجمن نفت آمریکا(API)اقدام به انتشار استاندارد API 675 نموده که این استانداردحداقل ملزومات مورد نیازجهت پمپاژ با حجم معین درصنایع پالایشگاهی را ارائه میکند.

پمپهای دوار(Rotary Pumps):

مجموعه دیگری از پمپها که تعداد متنابهی از انها درصنعت وجود دارند را تحت عنوان پمپهای دوار طبقه بندی میکنند.این پمپها از جمله پمپهای جابجایی مثبتی هستند که درحین عملکرد خود هیچگونه ضربانی (Pulsation)در جریان بوجود نمی اورند.ازجمله مشخصه های بارز این قبیل پمپها می توان به تنوع آنها(نوع پیچی ،دنده ای،گوشواره ای و…) وهمچنین بالا بودن بازدهی انها اشاره نمودکه این خاصیتها باعث گردیده که این پمپها همواره گزینه مناسبی درصنایعی که سیال آنها روغن وسایر سیالات ویسکوز میباشدمدنظر قراربگیرد.این پمپها قادرند از یک گالن دردقیقه تاظرفیتی بیش از ۵۰۰۰گالن دردقیقه را با نرخ فشار تا۵۰۰۰psi را درمورد مایعی با ویسکوزیته حداقل یک سانتی استوک تا بیش از ۱۰۰۰۰۰۰SSUجابجا نمایند.

پمپهای پیچی(Screw Pumps):

در شکل زیر نمونه ای از یک پمپ پیچی نشان داده شده است.

در این قبیل پمپها جریان سیال بصورت محوری دربین دندانه های دویاچندین روتور که باخلاصی نسبتا کمی نسبت به یکدیگر قرارگرفته اند وارد می شود.در این حالت به ازای هردور چرخش روتور،حجم ثابتی از سیال منتقل می شود.این پمپها معمولا برای روغنها وسیالات ویسکوز مورد استفاده قرار می گیرند.

پمپهای دنده ای(Gear Pumps):

درشکل زیر نمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.دراین پمپها سیال به میان دندانه های دوچرخ دنده خارجی وارد شده واز درون شبکه موجود جابجا می شود.پمپهای دنده ای عمدتا درسرویسهای مربوط به روغن با حجم کم وهمچنین مایعات با ویسکوزیته بالا(مانند قیر ،پلی اتیلن و…)مورد استفاده قرار میگیرند.

پمپهای دینامیکی(Dynamic Pumps):

از پمپهای سانتریفوژ بعنوان پمپهای دینامیکی نامبرده می شود.این پمپها بااستفاده ازنیروی گریز از مرکز باعث پمپاژ مایع از یک فشار پائین به سطح فشار بالاتری میگردند.در این پمپها ابتدا مایع وارد مرکز پروانه دوارگردیده واین دقیقا همان نقطه ای است که مایع دارای انرژی میگردد.همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده پس از آنکه مایع دارای انرژی گردید انگاه وارد یک مارپیچ(Volute)گردیده واز انجا به سمت خروجی هدایت شده که این نیز خود بوسیله نیروی گریز از مرکز بوجود می اید.

این پمپها درصنایع نفت،گازوپتروشیمی به وفور مورد استفاده قرارمیگیرند.هرکارخانه ای معمولا دارای یکی از انواع این قبیل پمپها می باشد.درجدول زیر مروری مختصر بر انواع طرحهای مختلف این قبیل پمپها ارائه گردیده است.

پمپهای معلق تک مرحله ای(Single Stage Overhung Pumps):

درشکل زیر نمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.

این پمپها نیزازجمله پمپهای پرمصرف در صنایع مختلف می باشند.همچنانکه در شکل مشاهده می شوداین پمپها نیز دارای یک پروانه بوده که به یک محور متصل گردیده است.مرکز جرم این محور دربیرون از سیستم نگهدارنده یاتاقانها قرارگرفته است.

پمپهای تک مرحله ای خطی(Single Stage Inline):

درشکل زیر نمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.این نوع پمپها درمواردی که جریان وتوان پائین باشد دارای کاربرد فراوانی می باشند.

از جمله مزایای این قبیل پمپها انستکه این پمپها می توانند بدون نیاز به صفحه اصلی قرارگیری(Baseplate)دربین فلنجهای لوله ها بصورت عمودی نصب گردند.البته در این پمپها استفاده از یک صفحه نگهدارنده بتونی قویا پیشنهاد میگردد.ذکر این نکته حائز اهمیت استکه دراکثر این پمپها حفظ هم محوری بین پمپ والکتروموتور با استفاده از یک کوپلینگ صلب نگه داشته شده وبر عهده یاتاقانها نمی باشد.در این پمپها مقدار لنگی قابل پذیرش برای محور پمپ باید تا مقدار ۰٫۰۰۱ اینچ محدود گردد.

پمپهای گریز از مرکز با چرخ دنده یکپارچه(Integral gear centrifugal (pumps :

ازاین قبیل پمپها معمولا در مواردی که جریان پائین وهد بالایی مورد نیاز باشد استفاده میگردد.درشکل زیر نمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.طراحی پوسته این قبیل پمپها مشابه پمپهای تک مرحله ای خطی بوده با این تفاوت که در این پمپها یاتاقانهای پمپ ویک چرخ دنده یکپارچه باعث افزایش سرعت پروانه تا۳۰۰۰۰دور میگردند.

پمپهای تک مرحله ای گریز ازمرکزباجریان دوبل از بین یاتاقانها (Single Stage Double Flow Between Bearing) :

همانگونه که از نام این پمپها پیداست دراین پمپهاپروانه های با مکش دوبل در بین یاتاقان محورها قرارمیگیرد.درشکل زیر نمونه ای از این پمپها نشان داده شده است.

این پمپها در مواردی که هد وجریان الزاما برای مقادیر کمتری از NPSH مورد نیاز لازم گردد مورد استفاده قرارمیگیرند.درهنگام طراحی سیستم پایپینگ برای این قبیل پمپها لازمست تا همواره این سیستمها طوری طراحی گردندکه توزیع یکسان جریان را هر دوطرف پمپ به همراه داشته تااز بروز هرگونه کاویتاسیون وارتعاشات جلوگیری گردد.

پمپهای چند مرحله ای افقی با پوسته چند تکه (Multistage horizontal split):

هنگامیکه محدوده های هیدرولیکی دریک پمپ تک مرحله ای افزایش پیدا کند آنگاه استفاده از پمپهای چند مرحله ای بجای پمپهای تک مرحله ای پیشنهاد میگردد.نمونه ای از این پمپها درشکل زیر نشان داده شده است.

شکل فوق همچنین نمونه ای از پوسته چند تکه افقی از این پمپها را نیز نشان میدهدکه در این طرحها درصورتیکه پیچهای نیمه بالایی پوسته باز شوند می توان روتور را بصورت عمودی از داخل پوسته بیرون اورد.دراین پمپها فشار کارکردی تا۲۰۰۰psi ،دما تا ۶۰۰درجه فارنهایت وگراویته ویژه از ۰٫۷ یا بیشتر محدود میگردد.دراین پمپها قرارگیری پروانه می تواندبصورت خطی(Inline )ویا درمقابل یکدیگر(Opposed )در نظر گرفته شود.مزیت نحوه قرارگیری پروانه بصورت مقابل یکدیگر نسبت به حالت خطی انستکه دراین مدل نیازی به تجهیز یا وسیله ای برای بالانس نیروهای محوری(Thrust)نبوده درصورتیکه در مدل خطی به اینصورت نمی باشد.

پمپهای چند مرحله ای بشکه ای(Multistage Barrel):

به این نوع پمپها اصطلاحا پمپهای با پوسته بشکه ای(Barrel casing) نیز میگویند.نمونه ای از این پمپها درشکل زیر نشان داده شده است.

از این پمپها عموما در مواردیکه شرایط سرویس فراتر ازشرایط نرمال برای پمپهای با طرح پوسته دوتکه افقی می باشد مورد استفاده قرارمیگیرند.دراین پمپها لازمست تا از یک تجهیز یا یک قطعه جهت بالانس نیروهای محوری استفاده شود.زیرا در این پمپهاقرارگیری پروانه همیشه بصورت خطی(Inline )می باشد.

پمپهای عمودی کنسروی(Vertical Canned Pump):

طرحها وشکلهای متنوعی از این پمپها وجود دارد.معمولا زمانیکه NPSHدردسترس کم باشد از پمپ عمودی استفاده می شود.برای بهبودپارامترهای NPSH ،پروانه مرحله اول پمپ را پائین قرار می دهند.
درشکل زیرنمونه ای از پمپهای مدل عمودی با مدل کنسروی(Can-type) نشان داده شدهاست.از این سری پمپها درصنایع مختلف از جمله صنایع پتروشیمی وبویژه در مواردی که مایع پمپاژ شده دارای گراویته ویژه پائینی باشد استفاده میگردد.

پمپهای چند مرحله ای کنسروی از تعدادی ظروف ومحفظه هایی تشکیل یافته که همگی آنها در داخل یک قوطی(Can )قرارمی گیرند.اینکار باعث کاهش میزان نشتی هیدروکربنها به اتمسفر میگردد.روانکاری غلاف یاتاقانها که در سرتاسر طول پمپ قرارگرفته اندبوسیله سیال پمپاژ شده صورت می گیرد.لذا لازمست تا دراین پمپها جنس یاتاقانها با سیال پمپاژ شده همواره سازگاری داشته باشد.همچنین لازمست تا ازنشتی محلی که محور پمپ از درون قوطی بیرون امده وبه محرک متصل گردیده نیز جلوگیری شود.این نشتی را می توان با استفاده از یک اب بند مکانیکی(Mechanical Seal)مهارنمود.

پمپ لجن کش(Sump pump):

از پمپهای لجن کش عموما در انتقال ابهای زائدی نظیر اب باران ومایعات خورنده وغیر خورنده استفاده می شود.نمونه ای از این پمپها درشکل زیر نشان داده شده است.محدوده پمپاژاین پمپها در نوع Cantilever تقریبا ۱۰فوت می باشد.این طرح ویژه ای از این پمپها بوده که درآن یک محور با روانکاری بیرونی به یاتاقان پائینی آن ضمیمه شده است.محور پمپ وپروانه به یک موتور کوپل شده که این موتور نیز بوسیله یک براکت نگه دارنده که به یک صفحه پیچ ومهره شده است نگه داشته می شود.

پمپهای لجن کش(Submersible Pumps):

این پمپها مشتمل بر یک الکتروموتور بوده که بصورت مستقیم به پروانه یا مجموعه bowl کوپل می شود.شکل زیر را ببینید.

کلیه این متعلقات بگونه ای طراحی میشوندکه بتواننددرداخل سیال پمپ شده بصورت غوطه ور قراربگیرند.معمولا این پمپها دارای مکانیزمی می باشند که با پائین امدن سطح سیال عمل کرده وباعث خاموش شدن پمپ می شوند.درگذشته از این پمپها به ندرت درصنایع نفت،گاز وپتروشیمی استفاده می شد.البته امروزه با توجه به افزایش محدودیتهای زیست محیطی ،استفاده از این پمپها در این صنایع نیز رو به افزایش می باشد.

پمپهای با درایو مغناطیسی(Magnetic drive pumps):

در مواردیکه قوانین واضطرار زیست محیطی سخت گیرانه ای در محیط مد نظر باشد انگاه استفاده از تکنولوژی پمپهای فاقد اب بند(Sealless pumps)همواره بر سایر پمپها ارجحیت وبرتری خاصی را دارا می باشد.همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده یکی از طرحهای این قبیل پمپها ،پمپهای با درایو مغناطیسی (Magnetic Drive Pumps:MDP)می باشد.در این پمپها،محورالکتروموتوربوسیله یک کوپلینگ انعطاف پذیر(flexible)یا صلب(Rigid)به فریم قدرت(power frame) بر روی پمپ با درایو مغناطیسی متصل میگردد.آهن ربای بیرونی ومجموعه محور بوسیله یاتاقانهایشان نگهداشته می شوند.الزامات مربوط به همراستایی برای این پمپها نیز مشابه انچه که برای پمپهای گریز از مرکز افقی که دارای آب بند مکانیکی یا پکینگ هستند می باشد.از پمپهای بدون آب بند معمولا در مواردیکه سیال مورد استفاده از نوع خطرناک یا سمی(Toxic)باشد استفاده میگردد.

از پمپهای جابجایی مثبت وگریز از مرکز در چه مواردی استفاده می شود؟

از جمله مواردی که گاهی اوقات باعث سردرگمی مهندسین طراح میگرددانتخاب نوع پمپ برای یک کاربرد خاص می باشد.درهنگام انتخاب یک پمپ باید شرایط هیدرولیکی (مانند هد،ظرفیت وویسکوزیته)وهمچنین ویژگیهای سیالی که باید پمپ شود(مانند خورنده یا غیرخورنده بودن آن)لحاظ شده ودرنظر گرفته شوند.در نمودار زیر راهنمایی های لازم درخصوص محدوده کاربردپمپهای با کلاس های مختلف ارائه گردیده است.

همانگونه که در این نمودار نشان داده شده،چندین مناطق همپوشان(Overlapping)در این نمودار وجود دارد ولذا باید درهنگام انتخاب پمپ به مشخصات مکانیکی وهیدرولیکی هر پمپ که در این مناطق همپوشان قرارگرفته اند دقت کافی مبذول گردیده تابتوان از یک پمپ مناسب درسرویس خود بهره گرفت.همانگونه که در این نمودارمشخص گردیده ،پمپهای گریز از مرکز ودوار(Rotary)دارای یک ناحیه همپوشان درمحدوده ظرفیت ۵۰۰۰GPMومحدوده فشار ۵۰۰Psiمی باشند.پمپهای گریز از مرکز می توانند مایعات با ویسکوزیته تا ۳۰۰۰SSUرا انتقال دهنددرصورتیکه پمپهای دوار می توانند موادی با ویسکوزیته از ۶۰SSU تا میلیونها SSU را جابجا نمایند.

پمپهای جابجایی مثبت دربرابر پمپهای سانتریفوژ(مزایا ومعایب هرکدام) :

مزایا

پمپهای سانتریفوژ
۱-دارای قابلیت انتقال مایعات باذرات جامد،کاتالیستها
۲-می توانند مایعاتی را که چربی اندکی دارند پمپاژ کنند.
۳-درمقایسه با پمپهای جابجایی مثبت دارای وزن کم،سایز کوچکتر وهزینه نصب کمتری می باشند.(باهمان شرایط هیدرولیکی مشابه)
۴-دارای خلاصی های ازادتری می باشند،قطعات آنها به یکدیگر تماس ومالشی ندارند.سایش در قطعات انها حداقل بوده وقابلیت در دسترس بودن آنها بیشتر از پمپهای جابجایی مثبت می باشد.
۵-دریک سرعت ثابت وبطورهمزمان به یک محافظ درمقابل افزایش ناگهانی سرعت نیازی ندارند.
۶-دریک سرعت ثابت درفراتر از محدوده کارکرد می توانند ظرفیت متغیر راکنترل کنند.

معایب پمپهای سانتریفوژ

۱-نرخ جریان در این پمپها متاثر از گراویته ویژه می باشد.
۲-ویسکوزیته بر روی عملکرد پمپ تاثیر می گذارد.
۳-نیاز به هواگیری اولیه دارند.
۴-دریک سرعت ثابت،میزان افزایش هد درخارج از محدوده کارکرد محدود می شود.
۵-بازدهی آنها کمتر می باشد.

مزایای پمپهای جابجایی مثبت

۱-محدودیت تامین فشار برای یک دبی معین وجود ندارد.
۲-می توانند مایعات با ویسکوزیته بالا را انتقال دهند.
۳-بازدهی آنها نسبت به پمپهای گریز از مرکز بیشتر می باشد.
۴-نرخ جریان آنها متاثر از گراویته ویژه سیال نمی باشد.

معایب پمپهای جابجایی مثبت

۱-نیازمند محافظت درمقابل افزایش فشار ناگهانی می باشند.
۲-جریان بوسیله مسیر فرعی(by-pass)یا سرعت کنترل می شوند.
۳-درپمپهای جابجایی مثبت از نوع رفت وبرگشتی ،جریان همواره دارای ضربان(Pulsation )می باشد.

ویژگیها ومشخصات پمپهای جابجایی مثبت در برابر پمپهای سانتریفوژ(جنبشی)

دراین بخش قصد داریم درخصوص ویژگیها ومشخصات پمپهای جابجایی مثبت وگریزاز مرکز بحث کنیم.همچنین در این فصل اثرات ویسکوزیته ،گراویته ویژه ومقاومت سیستم بر روی عملکرد پمپها را نیز بیان خواهیم کرد.
پمپهای جابجایی مثبت
چون در پمپهای جابجایی مثبت جریان ثابت وهد متغیر می باشد لذا مشخصات عملکردی آن می تواند دراختلاف فشارهای متغیر بصورت یک خط راست بیان شود(بدون در نظر گرفتن اتلافات وخطاها).
جریان در یک پمپ جابجایی مثبت یا بوسیله چرخش(Rotary)قطعات ایجاد میگرددویا بوسیله حرکت رفت وبرگشتی در داخل پمپ (Reciprocating)بوجود می اید.درحرکت چرخشی همواره جریان بصورت ارام وبدون نوسان بوده درصورتیکه جریان حاصله از حرکت رفت وبرگشتی دارای ضربان(Pulsating)می باشد.
با اضافه کردن چندین سیلندر وهمچنین افزایش زمان درکورس پمپاژ می توان تااندازه قابل ملاحظه ای ازمیزان ضربانها(نوسانات)کاست.شکل زیر را ببینید.

بهبود عملکرد

با احتساب میزان اتلافات حاصله دریک پمپ جابجایی مثبت ،آنگاه جریان واقعی آن به مراتب کمتر از جریان تئوری خواهد شد.اتلافات بوجود آمده در یک پمپ جابجایی مثبت از نوع رفت وبرگشتی می تواند شامل نشتی درشیرهاواب بندها(درقسمت محور،پیستون یا پلانجر)باشد.مناطق بروز نشتی دریک پمپ جابجایی مثبت از نوع دوار به نوع طراحی پمپ بستگی دارد.دریک پمپ دوار از نوع چرخ دنده خارجی(External Gear Pump)محل بروز نشتی درسه ناحیه بوجود می آید.بین صفحات چرخ دنده ها وصفحات جانبی آنها(Side plates)،بین چرخ دنده ها وبدنه ودرناحیه بین خود چرخ دنده ها .شکل زیر را ببینید.

درپمپهای جابجایی مثبت از نوع پیچی(Rotary Screw Type)میزان نشتی به خلاصی داخلی بین روتورهاوقسمت داخلی پوسته(Housing)بستگی دارد.دراین پمپها هرچه ویسکوزیته کمتر وفشار بالاتر باشدآنگاه میزان اتلافات نیز افزایش پیدا کرده ودرنهایت از میزان دبی پمپ کاسته خواهد شد.شکل زیر را ببینید.

اثرات خواص مایع بر روی عملکرد پمپ

ویسکوزیته یک مایع تاثیر مهمی بر روی مشخصات عملکردی یک پمپ جابجایی مثبت دارد.این خاصیت تاثیر قابل توجهی برروی پمپهای سانتریفوژ ندارد.هنگامیکه ویسکوزیته یک سیال که بوسیله یک پمپ رفت وبرگشتی جابجا می شودافزایش یابد،آنگاه این افزایش ویسکوزیته بر روی حرکت شیر تاثیر خواهد گذاشت.نشتی بیشتردرشیرمکش درهنگامیکه سرعت پمپ ثابت می باشدبوجود آمده وهمین عامل باعث کاهش بازدهی حجمی پمپ خواهد شد.
برای اینکه بازده حجمی پمپ را دراین وضعیت حفظ کنیم باید از سرعت پمپ هنگامیکه ویسکوزیته سیال افزایش می یابد کاست.
از جمله اثرات دیگری که افزایش ویسکوزیته بر روی عملکردیک پمپ رفت وبرگشتی دارد آنستکه این افزایش باعث بالا رفتن میزان اتلاف هد در قسمت شیرهای مکش وپورت آنها میگردد که این نیز خودباعث افزایشNPSHمورد نیاز پمپ خواهد شد.
تغییر ویسکوزیته سیال بر روی پمپهای دوار نیز اثرات قابل توجهی دارد.اگر از میزان ویسکوزیته سیال کاسته شودآنگاه از مقدار دبی پمپ نیز کاسته خواهد شد.کاهش ویسکوزیته باعث افزایش میزان نشتی از بین خلاصی داخلی که بین روتورها وجود دارد گردیده ودرنهایت از میزان دبی وعملکرد پمپ کاسته خواهد شد.هنگامیکه ویسکوزیته یک سیال افزایش می یابدآنگاه منحنی مربوط به دبی پمپ به منحنی تئوری آن نزدیکتر می شود.(در این حالت اتلاف پمپ در حداقل مقدار خود می باشد)

تاثیر مقاومت سیستم بر روی عملکرد پمپ

تغییرات گراویته ویژه هیچگونه اثری بر روی عملکرد پمپ جابجایی مثبت (هم دوار وهم رفت وبرگشتی)ندارد.چون انرژی تولیدی توسط این پمپها نامحدود می باشدلذا همواره یک پمپ جابجایی مثبت به فشار مورد نیاز خواهد رسیدوربطی به گراویته ویژه سیال ندارد.البته این موارد هنگامی به وقوع می پیوندد که توان کافی جهت به حرکت دراوردن پمپ وجود داشته باشد.پمپهای جابجایی مثبت در یک سرعت ثابت همواره جریان ثابتی را به سیستم تحویل میدهند(باصرفنظر از اصطکاک درون سیستم).درهمین رابطه یک استثناءوجود دارد وان پمپ عملکردمستقیم بامحرک سیال است(مانند پمپ بخار دریک فشار ثابت)،دراین پمپ باافزایش مقاومت سیستم وتازمانیکه پمپ بهنقطه توقف برسد دبی کاهش می یابد.درشکل زیر تقابل سیستم با هر دو نوع پمپ نشان داده شده است.دومنحنی که حالت صعودی دارند مربوط به یک پمپ جابجایی مثبت می باشد.اختلاف بین دومنحنی به مقاومت سیستم بر میگردد.منحنی سوم که حالت نزولی دارد مربوط به یک پمپ مکانیکی بامحرک سیال می باشد.

درشکل زیر نیز خلاصه ای از ویژگیهای مربوط به پمپهای جابجایی مثبت ارائه گردیده است.

درشکل زیر پارامترهای عملکردی یک پمپ جابجایی مثبت ارائه گردیده است.

درشکل زیر روش محاسبه فشار توقف پمپ نشان داده شده است.

پمپهای گریز از مرکز
تعریف

مفهوم بعدی که در خصوص آن بحث خواهیم کرد پمپهای گریز از مرکز می باشد.در زیر تعریف این پمپها وهمچنین انواع آنها بیان گردیده است.

پمپهای دینامیکی

این پمپها از جمله پمپهایی هستند که در یک هد ثابت (اختلاف فشار ثابت)بوسیله چرخش پره ها ویا تیغه ها که افزایش سرعت مایع را به همراه خواهند داشت می توانند دبی متغیری از مایع را تحویل دهند.

انواع پمپهای دینامیکی

۱٫ پمپهای گریز از مرکز
 افقی معلق(Overhung)،دارای دو مکش،چندین مرحله ای
 عمودی خطی(Inline)،یکپارچه((Integral)،لجن کش،کنسروی،توربینی
 محوری(Axial)
۲-احیاءکننده(Regenerative)

۳-پوسته دوار(Rotating Casing)از نوع لوله پیتوت(Pitot Tube Type)

توسعه وبسط ویژگیهای پمپ

یک پمپ گریز از مرکز با استفاده از پره های دوار با سرعت بالاباعث افزایش انرژی مایع وانتقال آن میگردد.این پمپها دریک هد ثابت(اختلاف فشار)می توانند مقدار دبی متغیری را ایجاد نمایند.در واقع بوسیله پره ها ،دوجزءازحرکت به مایع وارد میشودیک حرکت بصورت شعاعی((Radialبوده که در راستای خارج از مرکز پروانه وارد میشود.همچنین هنگامیکه مایع پروانه را ترک میکند،تمایل دارد که در راستای مماس بر قطر خارجی پروانه حرکت کند که این بعنوان جزءدومحرکت اعمالی از طرف تیغه های پروانه به مایع می باشد.مسیر وراستای اصلی که مایع درآن راستا حرکت خواهد کرد برایند دومسیرجریانی استکه ذکر گردید.درشکل زیر این مفاهیم بیان گردیده است.

میتوان گفت که مقدار انرژی که بوسیله چرخش پروانه به مایع افزوده می شودمتناسب با حرکت مایع می باشد.این انرژی که تحت عنوان انرژی فشاری از آن نامبرده میشودبا مجذور سرعت برایند خروجی متناسب بودهوبصورت زیر بیان میشود:

ویژگیها

درهرپمپ گریز از مرکز به ازای هر سرعت وقطر مشخص پروانه وهمچنین نوع سیال و ویسکوزیته آن یک منحنی اسمی((Rating Curve تعریف میگرددکه این منحنی ارتباط بین هد(انرژی)تولید شده توسط پمپ وجریان عبوری از درون پمپ را بیان می کند.یک منحنی کامل مشخصات می تواند شامل منحنی های بازده،توان وNPSHr باشد.

منحنی عملکرد را می توان به دوگروه پایدار(Stable )وناپایدار(Unstable)طبقه بندی کرد.دریک منحنی پایدار ،هدتولیدی پمپ بطورپیوسته از نقطه عملکرد به سمت نقطه قطع کامل جریان (بسته شدن شیرخروجی پمپ) افزایش می یابد.
منحنی در صورتی ناپایدار است که هد پمپ درحالت بسته بودن شیرخروجی کمتر ازهد ماکزیموم تولیدی پمپ است.این از ویژگی های مهمی است که لازمست مهندسین به آن توجهی ویژه داشته وتا آنجاکه ممکن است از بروز آن جلوگیری نمایند.عملکردن در ناحیه ناپایدار ممکن است که منتج به بروز نوسانات درظرفیت –هد گردیده ویا اشکالات بالقوه ای در عملکرد پمپ بوجود بیاورد.

تاثیر خواص مایع بر روی عملکرد پمپ

تاثیر افزایش ویسکوزیته مایع بر روی پمپهای گریز از مرکز مهم وقابل تامل می باشد.ویسکوزیته های بالاتر میزان اتلافات را افزایش میدهد.علاوه بر این،افزایش میزان ویسکوزیته باعث افت درمنحنی هد-ظرفیت میگردد.
همچنین با افزایش ویسکوزیته بر میزان توان لازم جهت به حرکت درآوردن پمپ نیز افزوده شده وافت بازدهی پمپ خواهند داشت.درشکلهای زیر نمودار عملکرد تخمینی پمپ با مایعاتی که ویسکوزیته آنها بیشتر از آب می باشد ارائه گردیده است.

همواره دو روش برای استفاده از نمودار محاسباتی تصحیح ویسکوزیته وجود دارد که عبارتند از:

• انتخاب یک پمپ جدید(در این روش میخواهیم بدانیم که یک پمپ فرضی بایک هد ودبی مشخص ،درصورت تغییر ویسکوزیته سیال چه هد ودبی جدیدی تولید می کند؟)
• تعیین مشخصات عملکردی ویسکوز برای پمپ موجود(در این روش منحنی یک پمپ بر اساس سیال اب موجود است ومی خواهیم منحنی جدید را بر اساس سیال موجود وبا ویسکوزیته مشخص بدست اوریم).

فرایندی که در انتخاب یک پمپ جدید مورد استفاده قرار میگیردبصورت زیر می باشد:

۱-دبی پمپ را تعیین کنید(درخط افقی نمودار)
۲-بصورت عمودی به طرف هد پمپ حرکت کنید.(ادامه دهید)
۳-حرکت افقی از نقطه تلاقی بدست امده ورسیدن به ویسکوزیته مشخص
۴-اگر دراین وضعیت یک خط عمودی ترسیم کنید آنگاه مقادیر فاکتورهای تصحیح بازده(CE:correction efficiency)،فاکتور تصحیح دبی(Ca)وفاکتور تصحیح هد (Ch:correction head)بدست می اید.
۵-با استفاده از فاکتورهای تصحیح بدست آمده برای جریانها بین ۶۰%تا۱۲۰%از جریان،آنگاه می توان منحنی بازده وهد را درمقابل جریان برای آن ویسکوزیته مشخص ترسیم کرد.
بعنوان یک قاعده کلی ،درمایعاتی که ویسکوزیته آنها بیشتر از ۵۰۰SSUمی باشد نباید از پمپهای سانتریفوژ جهت انتقال آنها استفاده نمود.

شکل زیر اثرات ویسکوزیته بر روی منحنی های توان وهد پمپهای سانتریفوژ را نشان میدهد.

چون اکثر مشخصات عملکردی پمپها با استفاده از سیال آب که گراویته ویژه آن ۱٫۰ می باشدتعیین میگرددلذا دانستن گراویته ویژه سیالی که قرار است پمپاژشود بسیار مهم می باشد.درشکل زیر ارتباط بین گراویته ویژه وهد تولید شده بوسیله پمپ که برای غلبه بر هد مورد نیاز سیستم می باشد ارائه گردیده است.
هنگامیکه اثرات گراویته ویژه بر روی پمپ شناخته شد آنگاه فشارخروجی وتوان پمپ متاثر از تغییرات گراویته ویژه مایع پمپاژ خواهد شدوبا تغییر گراویته ویژه،مقدار آنها نیز تغییر خواهد کرد.

در زیر خلاصه ای از مشخصات و ویژگیهای پمپ سانتریفوژ بیان گردیده است.

مشخصات پمپهای سانتریفوژ(جنبشی)

 دبی(جریان)متغیر
 هد(اختلاف فشار )ثابت
 میتوان شیرخروجی را بدون خاموش کردن پمپ مسدود کرد.
 باتغییر گراویته ویژه ،مقادیر عملکردی آن نیز تغییر می کند.

تاثیر مقاومت سیستم بر روی عملکرد پمپ

اکنون که مشخصات و ویژگیهای عملکرد پمپ سانتریفوژ مشخص گردیده است قصد داریم الزامات سیستمی را که پمپ درآن نصب می شود بررسی نمائیم.
یک سیستم مجموعه ای از اجزاءیا قطعات متصل شده به یکدیگر بوده که با هم کار میکنند.این اجزاءمی توانند شیرها،ظروف((Vessles،پمپها،لاینها،مبدلهاو…بوده که وجوداین اجزاءباعث افزایش میزان اتلاف اصطکاکی بین مخزن مکش ونقطه خروجی نهایی جریان میگردد.شکل زیر نمونه ای از یک سیستم ساده رانشان میدهد.

همانگونه که میدانیم ،اتلاف اصطکاکی موجود در درون سیستم با مجذور ظرفیت(یا سرعت)متناسب می باشد.این اتلاف اصطکاکی را می توان بصورت یک منحنی بر روی منحنی عملکرد پمپ ترسیم نمود.تقاطع منحنی سیستم ومنحنی عملکرد ،نقطه ای است که به آن نقطه عملکرد((Operation Pointگفته می شود.چون پمپهای سانتریفوژ تجهیزاتی با دبی متغیر وهد ثابت می باشند لذا هرگونه تغییر درهدمورد نیاز باعث افزایش میزان اصطکاک درسیستم وبالارفتندلتا پی درظروف ((vesslesگردیده ولذا نقطه عملکرد جدیدی را بوجودخواهد آورد.درشکل زیر تاثیر افزایش مقاومت سیستم(هد مورد نیاز)ودرنهایت تغییر نقطه عملکرد نشان داده شده است.