چه زمانی از پمپ‌های جابه‌جایی و چه زمانی از پمپ‌های دینامیکی استفاده کنیم؟

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
اغلب این که چه موقعی از پمپ دینامیکی (dynamic pump) و یا پمپ جابه‌جایی (displacement pump) استفاده کنیم چندان روشن نیست. برای این که از میان این نوع پمپ‌ها یک انتخاب مناسب داشته باشیم، لازم است که بدانیم که این دو نوع پمپ بسیار متفاوت از هم رفتار می‌کنند.


در جدول زیر مقایسه‌ای بین دو نوع پمپ سانتریفوژ (پمپ دینامیکی) و پمپ جابه‌جایی مثبت انجام شده است.

مقایسه بین پمپ‌های سانتریفوژ و پمپ‌های جابه‌جایی مثبت
سانتریفوژجابه‌جایی مثبت
مکانیکبه مایع سرعت می‌دهد که باعث ایجاد فشار در خروجی می‌شود (جریان در نتیجه ایجاد فشار به وجود می‌آید).مقادیر محدود مایع را گیر می‌اندازد و آن را از دریچه مکش به تخلیه منتقل می‌کند (فشار در نتیجه ایجاد جریان به وجود می‌آید).
کاراییجریان با تغییر فشار تغییر می‌کند.جریان با تغییر فشار ثابت است.
ویسکوزیتهبا افزایش ویسکوزیته، به دلیل تلفات اصطکاکی درون پمپ راندمان کاهش می‌یابد. معمولا پمپ‌های سانتریفوژ برای ویسکوزیته‌های بالای 850 cSt به کار نمی‌روند.با افزایش ویسکوزیته راندمان افزایش می‌یابد.
راندماندر نقطه بهترین راندمان، راندمان در بالاترین حد قرار می‌گیرد. در فشارهای کم‌تر یا بیش‌تر، راندمان کاهش می‌یابد.با افزایش فشار راندمان افزایش می‌یابد.
شرایط ورودیبرای ایجاد اختلاف فشار، مایع باید در پمپ وجود داشته باشد، پمپ خشک نمی‌تواند خود راه‌انداز باشد.در پورت ورودی یک فشار منفی به وجود می‌آید. یک پمپ خشک می‌تواند خود راه‌انداز باشد.


یک پارامتر بسیار مهم در انتخاب پمپ، میزان هد و دبی مورد انتظار از پمپ است. در نمودار شکل زیر، نوع بهینه پمپ بر حسب سرعت مخصوص (specific speed) نشان داده شده است. در این‌جا سرعت مخصوص به صورت زیر تعریف می‌شود؛


ns (1).jpg
Ns: سرعت چرخش محور، rmp
Q: جریان پمپ در نقطه راندمان بهینه، در سیستم SI متر مکعب در ثانیه و در سیستم آمریکایی gpm
H: هد پمپ در نقطه راندمان بهینه، در سیستم SI متر و در سیستم آمریکایی فوت.


سرعت مخصوص پایین‌تر به معنی هد بیش‌تر و دبی کم‌تر است و سرعت مخصوص بالاتر به معنی هد کم‌تر و دبی بیش‌تر خواهد بود.


chart.jpg

همان طور که ملاحظه می‌شود، پمپ‌های جابه‌جایی سرعت مخصوص پایین‌تری را نسبت به پمپ‌های دینامیکی تامین می‌کنند. کم‌ترین سرعت مخصوص مربوط به پمپ‌های پیستونی (piston pumps) است و بعد از آن به ترتیب پمپ‌های دنده‌ای (gear pumps)، پمپ‌های پره‌ای (vane pumps)، پمپ‌های اسکرو (screw pumps)، پمپ‌های سانتریفوژ با جریان شعاعی (radial flow centrifugal pumps)، پمپ‌های سانتریفوژ با جریان مختلط (mixed flow centrifugal pumps) و پمپ‌های سانتریفوژ با جریان محوری (axial flow centrifugal pumps) قرار دارند.


مساله دیگری که در انتخاب پمپ باید به آن توجه کرد، کارکرد پمپ در شرایط خارج از نقطه طراحی است. پمپ‌های جابه‌جایی در شرایط مختلف کارکردی (مانند تغییر فشار و ویسکوزیته) نسبت به پمپ‌های سانتریفوژ عملکرد پایدارتری دارند. بنابراین در صورتی که قرار است که شرایط کارکرد پمپ تغییر زیادی بکند، پمپ‌های جابه‌جایی در اولویت انتخاب قرار می‌گیرند.

Performance.jpg

مهم‌ترین ملاحظه در انتخاب بین دو پمپ جابه‌جایی و سانتریفوژ، دبی و فشار مورد انتظار از پمپ است که در بالا به آن پرداخته شد. علاوه بر آن، باید به شرایط سیستمی که پمپ در آن قرار می‌گیرد نیز توجه نمود. در جدول زیر نمونه‌هایی از شرایط سیستم و پمپی که در این شرایط مناسب‌تر می‌باشد بیان شده است.

مقایسه کاربردهای پمپ‌های سانتریفوژ و جابه‌جایی مثبت
اگر سیستم دارای مشخصات زیر باشد:بهترین پمپ:
شبکه تحت فشار پایپینگ با فشار ثابت که نیاز به دبی ثابتی داشته باشدسانتریفوژ
جریان ثابت در فشارهای مختلفجایه‌جایی مثبت
جریان ثابت در ویسکوزیته‌های مختلفجایه‌جایی مثبت
جریان ثابت در ویسکوزیته‌های بالا؛ مخصوصا بالای 850 cStجایه‌جایی مثبت
کارکرد خشک در زمان کوتاهجایه‌جایی مثبت
خود راه‌اندازی (priming)جایه‌جایی مثبت
حساسیت به برشجایه‌جایی مثبت
وجود گاز همراهجایه‌جایی مثبت
جریان بالا و هد پایینسانتریفوژ
جریان کم و هد بالاجایه‌جایی مثبت
 
بالا