اصول پمپاژ

پمپ وسیله ای است برای انتقال سیال مایع. تعریف ارائه شده ساده ترین تعریف برای پمپ است. بدین معنی که وقتی نیاز باشد سیال مایع از جایی که هست به جایی که نیاز است انتقال داده شود از وسیله ای به اسم پمپ استفاده می شود. با این تعریف مفهوم پایه، مقدار آبدهی است که در پمپها به نام دبی و یا ظرفیت نیز از آن نام برده می شود. اما مفهوم بعدی جاری در ارتباط با پمپها ارتفاع یا هد است. ارتفاع، مقدار انرژی مکانیکی مفیدی است که به سیال انتقال داده می شود و آن چیزی که در عمل اتفاق می افتد نشان دهنده این مفهوم است که سیال خروجی از یک پمپ، چه ارتفاع عمودی را می تواند در لوله خروجی خود طی کند. مفهوم ارتفاع یا هد را می توان به واسطه مفهوم دانسیته یا چگالی سیال به مفهوم فشار تبدیل کرد. در واقع هر پمپ مستقل از سیالی که پمپاژ می کند، ارتفاعی ثابت را برای هر دبی عبوری از خود ایجاد می کند اما این ارتفاع بسته به چگالی سیال مورد پمپاژ می تواند به فشاری متفاوت تبدیل شود. با حضور مفهوم فشار در پمپها، کاربرد آنها از تعریف ارائه شده ساده در ابتدای این پاراگراف فراتر می رود. در برخی فرایند ها، مفهوم فشار بیش از آبدهی اهمیت دارد و لازمه انجام یک فرایند ویژه، رسیدن فشار مایع به مقداری خاص است. در این حالت پمپ بیشتر برای ایجاد فشار لازم به کار می رود. در برخی کاربرد های دیگر، نیاز، نه انتقال سیال و نه ایجاد فشار است بلکه هدف به گردش درآوردن سیال در یک سیستم به منظور اهدافی است که عمده ترین آنها انتقال حرارت است. گردش آب داغ در فرایند گرمایش و نیز گردش آب سرد در فرایند خنک کاری از این نمونه است.

سیستم های پمپاژ

پمپها و متعلقات آنها بخشی از یک مجموعه بزرگتر هستند که به آن سیستم پمپاژ گویند. سیستم پمپاژ علاوه بر پمپ و محرکه آن شامل لوله ها، اتصالات، شیرهای کنترلی، شیر های یک طرفه، مخازن، صافی ها و ... هستند و معمولا محل نهایی که سیال به آن انتقال داده می شود از نظر ارتفاع در محل بالاتری از مخزن ابتدایی سیستم قرار دارد. به عبارت دیگر ما ناگزیر هستیم برای فرایند انتقال سیال، موارد مختلفی را مد نظر قرار داده و برای هر کدام راهکار متناسب در نظر بگیریم که همین موضوع باعث پیچیده تر شدن سیستم شده و مطالعه دقیق تر سیستم نهایی را اجتناب ناپذیر می کند.

مصرف متغیر

پمپ ها برای یک نقطه کاری طراحی می شوند. به عبارت دیگر بهترین عملکرد پمپ برای یک آبدهی مشخص تعریف می شود که در آن آبدهی نیز ارتفاع متناظر خود را تحویل می دهد. در این نقطه راندمان پمپ مقدار بیشینه خود را دارا بوده و به همین دلیل به آن نقطه بهترین راندمان یا BEP نیز گفته می شود. اما باید در نظر داشت که معمولا مصرف سیال یا مقدار آب لازم در واحد زمان همیشه یکسان نیست و نسبت به شرایط تغییر می کند. به عنوان مثال مصرف آب در یک برج مسکونی در ساعات مختلف شبانه روز فرق می کند. یا رژیم آبیاری یک زمین کشاورزی در ماههای مختلف سال متفاوت می باشد. لذا لازم است که مقدار جریان عبوری از پمپ و سیستم پمپاژ به روش هایی کنترل شود.

منحنی های عملکرد پمپ

همانطور که گفته شد پمپها برای یک نقطه طراحی می شوند اما می توانند در یک بازه از دبی و ارتفاع کار کنند که این محدوده را توسط یک ابزار گرافیکی که به آن منحنی های پمپ می گویند مشخص می کنند. معمولا این منحنی ها شامل منحنی ارتفاع در برابر آبدهی، راندمان، NPSH و توان جذبی می باشند. محدوده بهینه کارکرد پمپ در بازه 70 درصد تا 120 درصد دبی نقطه بهترین راندمان می باشد.