پمپ و انواع آن

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولا حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.
پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی.
تعریف پمپ: به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهمترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارتند از:

1. پمپهای سانتریفیو ژ.3 پمپهای رفت و برگشتی .2 پمپهای چرخ دنده ای.
پمپهای سانتریفوﮊ: این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولا نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.
پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.
پمپهای رفت وبرگشتی: این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولا کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود
پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ: این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.
کاویتاسیون : این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد

پمپ مارپیچ(screw pump):این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.
پمپ ها ی تک مرحله ای (Single Stage) ،پمپ های دو مرحله ای،پمپ های چند مرحله ای،پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):

این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:پمپ های تک مرحله ای ثابت،پمپ های تک مرحله ای متحرک(Portable )

پمپ های تک مرحله ای ثابت:این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.پمپ های چند مرحله ای:دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد. ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.

کاویتاسیون:

کاویتاسیون چیست؟جریانی از مایع را در نظر بگیرید.هرگاه فشار درون لوله به فشار بخار مایع نزدیک شود یا برسد مایع موجود در لوله شروع به جوشیدن می کند. و حباب های بخار در آن تشکیل می شود. این حباب های کوچک به همراه مایع به نقاطی که فشار در انجا با لاتر است منتقل می شود و می ترکند و باعث ایجاد اسیب به بدنه های لوله و پره های توربین می شود. این پدیده را کاویتاسیون (خلازایی) می نامند.کاویتاسیون در پمپ ها باعث ایجاد سرو صدا و پایین آمدن راندمان آن می شوند