pomp parvaneh 2

امتیاز محصول

تاریخچه پروانه پمپ – پمپ های سانتریفیوژی

اولین پمپ سانتریفیوژ شناخته شده در تاریخ مهندسی، در ۳۱ ژولای ۱۷۷۲ در یک معدن مس در سان دومینگوئز در پرتغال کشف شد. این پمپ، در قرن پنجم میلادی به کار گرفته می شد. پروانه آن، از جنس چوب با پره های دوخمشه است، و شکل پره هایش، نشان از خلاقیت بی مانند صنعتگران باستان در ۱۶ قرن پیش دارد.

ایده استفاده از نیروی گریز از مرکز به منظور بالا بردن سیالات، اولین بار توسط لئوناردو داوینچی (۱۵۱۹ – ۱۴۵۲) پیشنهاد شد و در اواسط قرن شانزدهم، یک پروانه پره دار برای تهویه معادن، مورد استفاده قرار گرفت. این پروانه، بر مبنای اصل گریز از مرکز که توسط جورجیوس آگریکولا در کتاب (۱۵۳۰) De re metallica تشریح شده بود، عمل می کرد.

مخترع شایسته پمپ سانتریفوژ، فیزیکدان فرانسوی دنیس پاپین است. او درکتاب(۱۶۸۷) Des cription et l’usage de la nouvell machin a’ e’lever l’eau ماشینی را توصیف نمود که مدلی از پمپ های سانتریفوژ امروزی می باشد. او اختراعش را دو سال Acta Eruditor با نام rotatilis suctor et pressor به ثبت رساند.

روتور پمپ پاپین، از دو پره شعاعی تخت که در یک محفظه سیلندری بسته  می چرخید، تشکیل شده بود. سیال، به مرکز روتور هدایت می شد و پس از عبور از پره ها، به یک  لوله با قطر خیلی کوچکی که در محیط محفظه قرار داشت، رانش می شد. پمپی که توسط پاپین تشریح گردید، یک مدل علمی کوچک بود، و اولین پمپ در سال ۱۷۰۵ توسط وی، برای پمپاژ آب ساخته شد. پروانه این پمپ، چند پره با محفظه حلزونی بود.

بعد از پاپین، ریسل، کرنلین لا دمور و دانیل گابریل فارنهایت به یک سری پیشرفت های جزئی دست یافتند، اما آنها نتوانستند بر نقیصه اساسی پمپ های سانتریفوژ در آن روزها که عموما نفوذ هوا بود، غلبه نمایند.

یک مانع در راه گسترش پمپ های روتودینامیکی، محبوبیت پمپ های سیلندر – پیستونی در آن زمان بود . این محبوبیت، به خاطر همخوانی با تجهیزات تکنولوژی در آن روزها و همچنین عدم گسترش صنعت ماشین بود. پمپ های سانتریفوژ، تماما ماشین های با سرعت بالا هستند که به تطابق با محرک های تسمه و چرخ دنده نیاز دارند. فقط در قرن نوزدهم بود که با پیشرفت تکنولوژی چرخ دنده ها، این تطابق صورت گرفت.

در سال ۱۷۵۴ ریاضیدان مشهور لئونارد اولر (۱۷۰۷) با انتشار تئوری توربین های هیدرولیکی، پیشرفت عظیمی در گسترش توربین های هیدرولیکی در قرن نوزدهم ایجاد کرد که البته تأثیر کمی بر پمپ های روتودینامیکی داشت.

پیشرفت پمپ های روتودینامیکی تدریجی بود. در سال ۱۷۸۵ جان اسکی پمپی با ساختار جدید اختراع کرد که مدلی از پمپ های ملخی بود.

در سال ۱۸۴۶، اولین پمپ سانتریفیوژ سه طبقه توسط جانسون امریکایی ساخته شده چند سال بعد، در سال ۱۸۴۹ جیمز استوارت جوین پمپ سانتریفیوژ چند طبقه را ساخت و اولین تحلیل سیستماتیک این پمپ ها را ارایه نمود.

در همان زمان، جان جورج آپولد برای اولین بار از پره های انحنادار خمیده به عقب استفاده کرد، و بازده ۶۸٪ در پمپ هایی که طراحی اش در دبی (gpm225) 7/5 و هد ( ۲۰ ft) m 6 بود، به دست آورد.

در حدود سال ۱۸۵۰ فیزیکدان و مهندس انگلیسی جیمز توماسون ، ایده استفاده از پره های راهنما برای افزایش بازده در پمپ ها را به کار گرفت. در این دوره، توسعه پمپ های سانتریفیوژ مربوط به اسامی آندریو و وایتلاو بود.

تا اواسط قرن نوزدهم، پیشرفت در طراحی پمپ های سانتریفیوژ، بر پایه اختراعات و پیشرفت های انفرادی محققان و طراحان بود، که سازندگان این پمپ ها نیز اطلاعات خود را مخفی نگاه می داشتند. توسعه صنعت پمپ های سانتریفوژ به شیوه مدرن، در اواخر قرن نوزدهم اتفاق افتاد. درخواست روز افزون برای انواع پمپ های سانتریفیوژ مانند کف کش ،لجن کش و توسعه تجهیزات آبی، سبب شد که کارخانه داران بر پایه تولیداتشان تحقیقات علمی و تجربی انجام دهند.

اولین تحقیقات سیستماتیک و علمی در خصوص پمپ های روتودینامیکی، در سال ۱۸۹۰ توسط برادران سولزر در سویس انتشار یافت. این تحقیقات، سبب پیشرفت سریع در طراحی پمپ های سانتریفوژ شد، و در سالهای بعد، در طراحی پمپ های مارپیچی، قطری و جریان – محوری نیز پیشرفت هایی به دست آمد.

سرانجام به منظور کاهش نیروهای محوری، در سال ۱۸۹۴ در یک پمپ سه طبقه، دیسک بالانس به خدمت گرفته شد.

فاکتور مهم و قطعی در پیشرفت محدوده کاربرد پمپ های سانتریفیوژ، پیشرفت موتورهای الکتریکی بود؛ و اتصال مستقیم پمپ به یک موتور الکتریکی سرعت بالا، دلیل منطقی برای توسعه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ و محدود شدن تدریجی پمپ های پیستونی در خیلی زمینه ها به شمار می رفت.

parvaneh pomp

انواع پروانه پمپ ها

پمپ های پروانه ای

این پمپ ها که عضو حرکتی آنها یک روتور پره دار بوده و روی محور چرخنده سوار می باشد. وظیفه روتور، افزایش گشتاور اندازه حرکت سیالی است که از داخل پروانه عبور می نماید. در واقع با چرخش یک پروانه که پره هایش شکل مناسبی دارد، ذرات سیال در امتداد مسیرهایی، از سمت مکش به سمت دهش به حرکت در می آید.

جریان سیال داخل گذر گاه های پروانه، سبب می شود که ذرات، شتاب گرفته و در نتیجه، انرژی سینتیکی سیال افزایش یابد.این انرژی جنبشی، حلزونی یا دیفیوز به فشار تبدیل می شود. یک دیفیوزر، یک سری گذر گاه های ثابت هستند که پروانه را احاطه کرده اند.

مقطع عرضی دیفیوزر، طوری طراحی می شود که به طور پیوسته افزایش یابد. براساس معادله برنولی، با افزایش سطح مقطع، انرژی سینتیک به فشار تبدیل خواهد شد.

با توجه به شکل پروانه و فضای تخلیه، پمپ های پروانه ای به چهار گروه زیر طبقه بندی می شوند:

۱- پمپ های سانتریفوژ : با جریان شعاعی، پروانه این پمپها از یک سری پره که بین دو دیسک قرار گرفته اند، تشکیل شده است. لبه های ورودی این پره‌ها موازی با شیب داده شده و با محور پروانه و لبه های خروجی موازی می باشند.

۲- پمپ های مارپیچی یا حلزونی : هم جریان شعاعی و هم محوری دارند. پروانه آنها پوشیده یا باز می باشد و دارای چندین پره است که لبه های ورودی وخروجی پره ها نسبت به محور پروانه شیب داده شده و داخل یک حلزونی تخلیه می شوند.parvaneh pomp

۳- پمپ های قطرى : هم جریان شعاعی و هم محوری دارد پروانه آنها پوشیده یا باز می باشد و دارای چندین پره است که لبه های ورودی و خروجی آنها نسبت به محور پروانه شیب داده شده است. همچنین دارای یک رینگ راهنما می باشند که به عنوان قسمت جمع کننده محفظه پمپ محسوب می شوند. پره های راهنما، به محفظه پمپ متصل شده اند. شکل پره های راهنما و نحوه قراگیری آنها، در راندمان پمپ تأثیر به سزایی دارند. این نوع پمپ، گاهی اوقات «پمپ کاسه ای» نیز نامیده میشود.

۴- پمپ های جریان محوری : جریان در داخل پروانه، به صورت محوری بوده و دارای چندین پره به شکل ملخ می باشند.

از طرفی دیگر، با توجه به هد کل، پمپ ها ممکن است به گروه های زیر طبقه بندی شوند:

۱- هد پایین، که هد کل H< 20 m می باشد.

۲- هد متوسط، که ۶۰ >  H>  ۲۰متر آب می باشد.

۳- هد بالا، که ۶۰ < H متر آب می باشد.

گروه اول، شامل تمام انواع پمپ های پروانه ای می باشد. گروه دوم، شامل پمپهای سانتریفوژ و بعضی ازپمپ های مارپیچی و قطری، و گروه سوم، فقط شامل پمپهای سانتریفوژ می باشد.

هر پروانه، با توجه به سرعت چرخش و دبی تخلیه اش، هد کل به خصوصی دارد. اگر هد کل از این میزان تجاوز نماید، باید چندین پروانه به طور سری به یکدیگر متصل شده و یا از یک پروانه با ابعاد دیگر استفاده گردد. در این حالت، فشارتولید شده توسط هر پمپ باید با یکدیگر جمع شود. به این پمپ ها، پمپ های چند طبقه می گویند.

اگر چندین پروانه به طور موازی به یکدیگر متصل شوند، آنگاه دبی تخلیه، برابر با مجموع دبی های تخلیه هر یک از پمپ ها خواهد شد. در مواقعی که دبی تخلیه بالا و هد کل کم باشد، پمپ های سانتریفوژ که به صورت موازی به یکدیگر متصل شده اند، بر پمپ های قطری و جریان محوری ارجعیت دارند.

 

مقاله ها

پروانه ایپمپ پروانه ایپمپ های پروانه ای

۲ نظرات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *