پمپ آب سانتریفیوژ یا گریز از مرکز چیست؟

سانتریفیوژ یا پمپ گریز از مرکز، پمپی است که بر اساس تبدیل انرژی جنبشی سیالی که جاری است به فشار ایستا فعالیت میکند.

نحوه عملکرد پمپ گریز از مرکز

نحوه کار پمپ سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز میباشد، یعنی فشار مایع، به مرکز پمپ و پای پره های پروانه وارد شده و به خاطر کاهش فشار در این قسمت، پروانه به وسیله الکتروموتور با سرعت زیادی دوران کرده و مایعی که در بین پره های پروانه قرار گرفته، با آنها دوران میکند.

به این ترتیب انرژی جنبشی آنها زیاد شده و به خاطر نیروی گریز از مرکز به سمت خارج پرتاب میشود و پوسته پمپ از سیال پر میشود. به این ترتیب انرژی جنبشی مایع به خاطر طراحی خاصی که مجاری خروجی پمپ دارد، تبدیل به انرژی پتانسیل فشاری میشود.

به این ترتیب از سانتریفیوژ یا پمپ گریز از مرکز برای انتقال مایعات و افزایش فشار آنها، با تبدیل انرژی جنبشی چرخشی به هیدرودینامیکی جریان سیال، مورد استفاده قرار میگیرد و معمولا این انرژی چرخشی از موتور تامین میشود. پمپ های گریز از مرکز در واقع زیر مجموعه توربین های کارخانه جذب کننده ی کار، بدون محور پویا میباشند.

کاربرد پمپ های گریز از مرکز

سانتریفیوژ یا پمپ گریز از مرکز بیشتر به خاطر قابلیت جریان زیاد، پتانسیل اختلاط، سازگار با محلول ساینده و مهندسی ساده ای که دارد، مورد توجه قرار گرفته است.

از مصارف رایج پمپ های گریز از مرکز میتوان به پمپاژ آب، کشاورزی، فاضلاب، پتروشیمی، نفت و همچنین برای انتقال آب های تمیز برای آبیاری، ایستگاه تقویت فشار، سیستم های آبیاری بارانی، زهکشی آب زیرزمینی، تامین کردن آب اضطراری، سیستم های آتش نشانی و مصارف شستشوی صنعتی، تاسیسات تصفیه آب، آبنماها و معادن اشاره کرد.

پمپ استخری یکی از انواع پمپ های گریز از مرکز است که هد کم و دبی زیاد دارد.

پمپ تصفیه استخر، از دریچه های کف استخر آب استخر را به همراه گریل ها یا اسکیمرها مکش کرده و بعد از ایجاد فشار، آن را از تجهزات تصفیه آب مثل تجهیزات گند زدایی، فیلتر تصفیه استخر و سیستم گرمایشی عبور داده و در آخر به وسیله نازل ها به استخر برمیگردانند.

برای اجرای جاروبرقی هم از فن های گریز از مرکز استفاده میشود.

عملکرد معکوس در پمپ های گریز از مرکز، یک توربین آبی میباشد که انرژی بالقوه فشار آب را تبدیل به انرژی چرخش مکانیکی تبدیل میکند.

این نوع پمپ ها برای نصب عمودی مناسب هستند و در مواردی با توجه به اندازه موتور و تعداد طبقات، ممکن است به شکل مایل یا افقی هم نصب شود.

پروانه ها به صورت جریان مختلط یا شعاعی هستند و قابل تراش میباشند.

محفظه طبقات پمپ های جریان شعاعی به وسیله محفظه طبقات پمپ های جریان مختلط و بست طبقات با پیچ های دو سر به هم وصل میشوند.

محفظه مکش بین پمپ و موتور به وسیله صافی مکش، حفاظت پمپ در برابر ذرات درون آب را بر عهده دارد. معمولا این نوع پمپ ها سوپاپ یک طرفه دارند.

مطالعه بیشتر خرید پمپ آب

نقطه عملکرد سانتریفیوژ

پمپ های گریز از مرکز توانایی کار در شرایط مختلف از نظر هد و دبی، یعنی همه نقاطی که روی منحنی دبی-هد پمپ قرار دارد را دارند.

نقطه عملکرد پمپ، نقطه خاصی از نظر دبی و هد است که پمپ در آن کار میکند و مقدار ارتفاع مکش مثبت خالص، بازده و توان الکتروموتور را تعیین میکند. از تقاطع منحنی سیستم با منحنی عملکرد پمپ، این نقطه به دست می آید.

اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ گریز از مرکز

شامل الکتروموتور که قسمت الکتریکی موتور است، هم محورساز یا کوپلینگ که متصل کننده الکتروموتور به شافت یا محور پمپ میباشد، محل قرار گیری برینگ ها که محفظه یاتاقان نام دارد، مکانیک سیل که جای آب بندی پمپ و جدا کننده قسمت مکانیکی پمپ از سیال پمپاژ شده است، پره پمپ از قسمت های اصلی پمپ های سانتریفیوژ میباشد که از حلزونی پمپ، مرکز پروانه و تیغه آن تشکیل شده است. قسمت دیگر پروانه است که وظیفه تامین انرژی سیال را بر عهده دارد. تیغه هم تبدیل کننده سرعت به فشار است.

پروانه

نقش پروانه در سانتریفیوژ تامین انرژی مورد نیاز برای سیال میباشد. دو نوع پروانه پایه ای در پمپ ها وجود دارند. توربینی و مارپیچی

پروانه های توربینی را تیغه های پخش کننده احاطه کرده و مسیرهای به تدریج پهن شونده ای را درست میکند تا سرعت آب به آرامی کم شده و هد سرعت تبدیل به هد فشار شود.

پروانه مارپیچی را با نداشتن تیغه های پخش کننده میشناسند. در عوض پروانه آن در محفظه ای به شکل حلزون قرار گرفته است. سرعت آب به خاطر نداشتن پروانه کاهش یافته که افزایش فشار را به دنبال دارد.

با توجه به شرایط استفاده باید یکی از این دو نوع پروانه را انتخاب کرد. نوع مارپیچی به خاطر هد مصرفی پایین و ظرافت زیاد در چاه های کم عمق به کار برده شده و نوع توربینی هم برای چاه های عمیق استفاده میشود.

تیغه

راندن مایع به سمت خروجی پمپ به عهده تیغه است و تبدیل سرعت به فشار را انجام میدهد. تیغه شکل های متفاوتی دارد و در داخل پمپ به پروانه متصل است. به صورت کلی شکل تیغه ها به دو دسته تقسیم میشود: صاف و مارپیچ که دسته بندی آنها یک دسته بندی کلی دیگر در پروانه ها به وجود می آورد.

دسته بندی پمپ های گریز از مرکز

سانتریفیوژ یا پمپ گریز از مرکز به روش های مختلفی دسته بندی میشود. یکی از این روش ها بر اساس جریانی که به وجود می آورد است و از این روش سه دسته داریم:

پمپ جریان شعاعی

فشار سیال در این پمپ ها فقط با اعمال نیروی گریز از مرکز زیاد میشود. سیال در این پمپ های معمولا از طریق توپی به پروانه وارد شده و به شکل شعاعی به محیط جریان میبابد.

پمپ جریان مختلط

فشار در این پمپ ها تا حدودی با اعمال نیروی بالا بری و تا حدودی با اعمال نیروی گریز از مرکز، که از جانب تیغه های اعمال میشود، افزایش میابد. این دسته از پمپ ها یک سری پروانه ورودی با جریان محوری خروجی داشته و در راستای محوری و شعاعی تخلیه صورت میگیرد.

پمپ جریان محوری

پمپ ملخی هم به این نوع پمپ ها گفته میشود. بیشترین افزایش فشار سیال در این نوع به وسیله اعمال پروانه ها یا عملیات بالابری تیغه ها انجام میشود. یک سری پروانه ورودی با جریان خروجی محوری و ورودی محوری در این گروه وجود دارد. به صورت کلی استفاده از این پمپ ها زمانی که تولید دبی لازم باشد صورت میگیرد.

نابالانسی در پمپ های گریز از مرکز

در صورتی که اجزای چرخان پمپ بالانس نباشند، ارتعاشی که قسمت چرخان نابالانس تولید میکند، میتواند ترسناک باشد. این ارتعاش باعث لرزیدن زمینی که دستگاه روی آن است میشود. همچنین شاهد تکان خوردن دستگاه های اطراف در جای خود و شکست قطعات و شل شدن پیچ های نگهدارنده هستیم. همچنین عضو چرخان نابالانس باعث اعمال نیرو روی یاتاقان های خود شده و آن را به وسیله سازه خود به بیرون منتقل میکند و در آخر این نیرو به فونداسیون میرسد.

علت نابالانسی پمپ گریز از مرکز

این مشکل میتوان به خاطر قوس برداشتن یا خمش بین یاتاقان های تکیه گاهی، غیریکنواخت بودن توزیع سیال یا مایع در روتور، خمیده شدن محرک به خاطر وزن معلق تحت نیروی ثقل محور، وجود قطعه هایی با مرکز های مختلف روی روتور که به خاطر ساخت بوده و قطعات روی روتور هم مرکز نیستند، لق و هرز شدن قطعات روی روتور، مسیر رانش با محور روتور هم تراز نباشد، از پشت هم پرش کردن کوپلینگ های راننده لق، تلرانس های بین قطعات مونتاژ شده بر روی روتور از بین برود، ساخته شدن شانه های روی روتور خارج از میدان محور دوران، حفره های روی روتور اشاره کرد. همچین اگر به خاطر عدم هم ترازی یاتاقان ها به محور نیرو وارد شود و آن را قوس بدهد، شاهد نابالانسی پمپ گریز از مرکز خواهیم بود.

بیشتر بخوانید خازن پمپ آب

مزایای پمپ های گریز از مرکز

از مزایای این پمپ ها میتوان به روش تولید و ساختار ساده، قیمت مناسب، تولید فشار یکنواخت، پایین بودن هزینه تعمیر و نگهداری، از نظر جنس محفظه و پروانه تنوع زیادی داشته و با تراشیدن پروانه ها تغییر عملکرد میدهند، به خاطر توانایی انجام کار در دورهای بالا امکان اتصال مستقیم به موتور الکتریکی را دارند، برخی از پمپ های گریز از مرکز توانایی پمپ کردن شن را داشته، پمپ های گریز از مرکز عمر کاری مناسب و مطمئنی دارند و یک جریان هموار و یکنواخت تولید میکنند.

در این نوع پمپ ها گذر حجمی سیال یکنواخت بوده و اگر لوله خروجی تنگ یا مسدود شود، فشار زیادی ایجاد نشده و به پمپ آسیبی نمیرسد و به همین علت زیر بار نمیماند.

معایب پمپ گریز از مرکز

این پمپ هم مثل همه پمپ ها معایب از جمله هد پایین، در دبی های بالا خیلی سریع افت راندمان پیدا کرده، این پمپ ها آب بند نبوده و نیاز به آبندی دارند، بازده بالا را در محدوده کمی از شرایط عملکرد پمپ میدهند، اگر سیالات گران روی بالایی داشته باشند از پمپاژ آن ناتوان هستند، بعد از راه اندازی سطح کیفی راه اندازی را از دست میدهند، راندمان این پمپ ها به سرعت طراحی و کار تحت حد وابستگی دارد.

در راه اندازی یک پمپ سانتریفیوژ یا گریز از مرکز، با توجه به این که از مکش استفاده میکنند، امکان پمپ کردن هوا وجود ندارد. پس لوله و پمپ باید پر از آب باشند تا در پمپ آب مشکلی به وجود نیاید.

منابع لازم برای به حرکت در آوردن پمپ سانتریفیوژ

گاهی لازم است برای به حرکت درآوردن پمپ صنعتی از محرک های قدرت و منابع که در شکل های مختلفی وجود دارند با یک دستگاه انتقال نیرو استفاده کرد. امروزه برای به حرکت درآوردن پمپ هایی مثل پمپ گریز از مرکز، پمپ رفت یا پمپ دورانی و پمپ برگشت باید از موتورهای الکتریکی استفاده کنیم. در این بین ممکن است برای این کار از توربین های گازی، توربین های بخاری، موتورهای بنزینی، توربین های هیدرولیکی، موتور های دیزلی و موتورهای گازی هم استفاده شود.

برای به حرکت درآوردن این نوع پمپ ها منابع دیگری استفاده میشود که استفاده از آنها محدود است و فقط در موارد خاصی استفاده میشوند. از این منابع میتوان به آسیاب های بادی، توربین های انبساطی-هوایی و .. اشاره کرد.