راهنمای انتخاب پمپ

پارسه پمپ در این مقاله به راهنمای انتخاب پمپ می پردازد.

مهمترین مسئله ای که مهندسین در سیستم های پمپاژ با آن روبرو هستند انتخاب پمپ به عنوان قلب تپنده سیستم پمپاژ است. تنوع و کاربرد های مختلف پمپ های ساخته شده آنقدر بالاست که مهندسین باید تمامی عوامل فنی که منجر به پمپاژ صحیح و دلخواه سیال می شود را به همراه تحلیل های اقتصادی در نظر بگیرند تا بهترین انتخاب حاصل گردد.

بطور کلی مشتریان (مهندسین حوزه سیالات) در ابتدا باید تمامی جزئیات شرایط پمپاژ را در اختیار کارخانه ها و شرکت های ارائه پمپ ها قرار دهند و استعلام لازم فنی و قیمتی را از آن ها دریافت کنند یا با توجه به شرایط پمپاژ از میان پمپ های موجود در بازار انتخاب خود را انجام دهند. گاهی هم با توجه به شرایط پمپاژ و نیاز به پمپ های خیلی بزرگ و شرایط نا متعارف و … انتخاب بوسیله کارخانه سازنده انجام می شود.

شرکت ها و کارخانه های سازنده پمپ ها با دریافت دقیق اطلاعات از مشتریان در قالب فرم های با جزئیات دقیق از شرایط پمپاژ همچون هد، دبی، نوع سیال و … پیشنهاد های فنی خود را از طریق پیش فاکتور و تمامی اطلاعات پمپ انتخاب شده که شامل مدل پمپ، نوع پمپ، ساختار و متریال پمپ، کلاس پمپ، نیروی محرکه پمپ، منحنی ها و جداول فنی پمپ، وزن، ابعاد و در نهایت قیمت و شرایط تحویل ارائه می دهند.

داده های اولیه انتخاب پمپ

تعیین دبی و هد پمپ:

با بررسی مسیر لوله کشی، تعداد زانوها و خمیدگی ها، شیرها و با توجه به فرمول های ارائه شده می توان میزان هد و دبی پمپ مورد نیاز را بدست آورد. علاوه بر این دبی تحت تاثیر عوامل دیگری همچون تغییر فصل، فاکتور های ایمنی و … است.

دبی بر اساس واحد های GPM، lit/min ، m3/h و … و هد هم بر اساس واحد های متر (m)، فوت (ft)، و … بیان می شود. در نهایت باید هد و دبی در شرایط حداکثر یا ترجیحا شرایط نقطه کاری بیان شوند.

همچنین شرایط مکش که در هد کل تاثیر مستقیم دارد مثل میزان مکش منفی، طول و قطر لوله و … باید بررسی شود. (برای بررسی بیشتر می توانید مقاله پمپ چیست را مشاهده بفرمایید) .

موارد مهم در تعیین هد

الف) طول مسیر عمودی که دقیقا اندازه آن را برای ارتفاع در نظر می گیریم. بطور مثال اگر چاه از انتها تا بالای آن 10 متر است دقیقا همین میزان در برای ارتفاع در نظر میگیریم. البته این نکته حائز اهمیت است که میزان آب درون چاه از ارتفاع کم می شود که مقدار آن نیز با توجه به شرایط فصل، میزان بارش ها و … متغییر است.

ب) لوله ای که روی سطح زمین داریم که می تواند روی سطح صاف یا شیب دار قرار بگیرد. اگر زمین صاف باشد که طبق جدول زیر با توجه مقدار آبدهی انتهای مسیر مقدار ارتفاع اندازه گیری می شود.

جدول بالا به میزان آبدهی و ارتفاع در لوله استیل نو بررسی شده است. بطور مثال در لوله 2 اینچ با مقدار آبدهی 6 متر مکعب بر ساعت هر 100 متر لوله استیل روی سطح صاف به میزان 2.2 متر ارتفاع محاسبه می شود.

در جدول زیر میزان افت فشار در لوله فولادی قابل مشاهده است.

همانطور که در هر دو جدول مشاهده می شود حتما باید میزان دبی بر اساس واحد های استاندارد بیان شود و فقط بیان اینکه 2 اینچ پر آب می خواهیم یا فشار زیاد می خواهیم کافی نیست.

پ) زانو ها و شیر های مختلف استفاده در مسیر لوله کشی نیز بر افت فشار و هد پمپ تاثیر گذار هستند که در ذیل به شرایط محاسبه آن ها اشاره شده است.

شرایط سیال پمپاژ شونده:

سیال در انتخاب نوع پمپ تاثیر مستقیم دارد و مواردی که باید روی آن ها بررسی داشته باشیم شامل: دمای سیال، گرانروی یا ویسکوزیته سیال، چگالی یا دانسیته سیال، فشار بخار سیال، مشخصات شیمیایی سیال و …

گرانروی یا ویسکوزیته:

به مقاومت سیال در برابر حرکت گرانروی یا ویسکوزیته گفته می شود. برای درک بهتر گرانروی یک مثال ساده می زنیم، فرض کنیم مقداری آب را روی یک سطح شیبدار بریزیم، آب به سرعت پایین می آید حال اگر مقداری عسل روی همان سطح شیبدار بریزیم با سرعت خیلی کمی به سمت پایین حرکت کرده و در واقع در برابر حرکت مقاومت می کند. این مسئله نشان دهنده آن است که ویسکوزیته عسل نسبت به آب بالاتر است.

چگالی یا دانسیته سیال:

جرم یک ماده به ازای حجم واحد یا در واقع میزان فشردگی جرم در عناصر چگالی یا دانسیته نام دارد. چگالی مواد با تغییر فشار و دما تغییر می کند. معمولا آب را بعنوان مرجع در چگالی در نظر می گیریم و سایر سیالات را نسبت به آن مقایسه می کنیم.

خواص شیمیایی سیال:

یکی دیگر از عواملی که در انتخاب پمپ تاثیر دارد خاصیت شیمیایی سیال از نظر PH (بازی یا اسیدی بودن) است که هر متریالی توانایی مقاومت در برابر PH خاصی را دارد.

در شکل بالا میزان مقاومت آلومینیوم، چدن و استنلس استیل در PH های متفاوت نشان داده شده است. همانطور که می بینیم آلومینیوم در PH های 6 و 7 و 8 مقاوم است و در صورت افزایش حالت اسیدی یا بازی دیگر مناسب نیست.

کلاس و نوع پمپ:

با بررسی هد و دبی مورد نیاز اولین قدم در انتخاب نوع پمپ را برداشته ایم بطور مثال اگر نیاز به فشار بالا و دبی پایین داشته باشیم پمپ های پیستونی (رفت و برگشتی) گزینه مناسبی هستند همچنین نوع سیال، میزان استفاده از پمپ (بصورت پیوسته یا دوره ای)، سرعت یا دور و … در تعیین کلاس پمپ نقش دارند.

با توجه به نوع کاربری پمپ های مختلفی ساخته شده اند که در مقاله انواع پمپ ها می توانید تفاوت و پمپ های مختلف را مشاهده کنید.
انواع پمپ ها شامل پمپ های جابجایی مثبت مثل دوزینگ پمپ ها ، پمپ های پیستونی مثل پمپ های کارواش و … و پمپ های دینامیکی مثل انواع پمپ های سانترفیوژ همچون کلیه پمپ های مستغرق (کفکش ها، لجنکش ها و شناورها) و پمپ های زمینی و طبقاتی، خطی (سیرکولاتورها) و … هستند.

پمپهای طبقاتی افقی و عمودی:

با توجه به پیشرفت در زمینه پمپ های عمودی امروزه مقایسه و انتخاب این دو مدل اهمیت پیدا کرده است. بطور کلی پمپ های عمودی فضای کمتری را اشغال کرده و قابلیت انعطاف پذیری بیشتری نسبت به پمپ های افقی دارد. استهلاک پمپ های عمودی بدلیل نوع طراحی و نحوه قرارگیری پروانه ها و … نسبت به پمپ های افقی کمتر است. البته تعمیرات پمپ های افقی نسبت به پمپ های عمودی پایین تر است.

توان و برق مورد نیاز:

با توجه به هد، دبی و نوع سیال، عملیات پمپاژ نیازمند توان لازم برای عملکرد پمپ ها است. در حالت استاندارد موتور های با برق تکفاز تا توان 2.2 کیلو وات و برای توان های بالاتر باید از برق سه فاز استفاده کنیم. همچنین در صورت نبود برق می توان از سایر انرژی ها همچون انرژی خورشیدی، سوخت های فسیلی و … استفاده کرد. تمامی این موارد با توجه به شرایط نصب و مکان و همچنین عواملی که قبلا گفتیم متغییر هستند.

جنس قطعات تشکیل دهنده پمپ:

بطور کلی پمپ ها شامل دو قسمت محرکه پمپ همچون الکترو موتور ها، موتور های با سوخت های فسیلی و … و بدنه اصلی پمپ که که در مدل های مختلف سانترفیوژ، پیستونی، دیافراگمی و … هستند.

برای انتخاب مناسب متریال قسمت هایی که با سیال در ارتباط هستند باید اطلاعات دقیقی در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی سیال همچون PH، غلظت یا ویسکوزیته، چگالی، فشار و دمای سیال و … در اختیار باشد با این وجود هیچ فرمول و راه حل از قبل پیش بینی شده ای برای انتخاب بهترین متریال در دسترس نیست.

استاندارد ها هم فقط به ارائه کلیات در مورد نوع جنس قطعات پرداخته اند. بسیاری از سازندگان و فعالان در حوزه سیالات با استفاده از تجربیات و آزمایش های مختلف، جدول های گوناگونی در خصوص مقاومت شیمیایی مواد و سیالات ارائه کرده اند که با توجه به پیشرفت بشر در زمینه علم مواد و ساخت مواد و سیالات با خواص شیمیایی متفاوت این جداول نیاز به بروزرسانی دارند.

تعداد پمپ:

باتوجه به شرایط کاری تعداد پمپ مورد نیاز در هر پروژه ای متفاوت است. بعد از بررسی هد و دبی مورد نیاز سیستم، یک پمپ با ظرفیت کامل یا دو پمپ با نصف ظرفیت یا تعداد مختلف پمپ انتخاب می شود. برای مثال اگر شرایط استفاده از پمپ ها بیشتر در نیمه کمتر دبی کل سیستم باشد انرژی مصرفی برای استفاده از یک پمپ با ظرفیت کمتر به مراتب کمتر از یک پمپ بزرگ برای استفاده در این سیستم است.

معمولا در سیستم های بزرگ آبرسانی و … چندین طرح با یک یا چند پمپ انتخاب شده و با توجه به شرایط مصرف کننده یکی از این طرح ها انتخاب می شود. بطور مثال در ساختمان های بلند و با تعداد واحد بالا دیگر نمی توان از یک عدد پمپ استفاده کرد و باید از روش ها متفاوت همچون آبرسانی ثقلی، بوستر پمپ های با بیش از یک پمپ و … استفاده کرد.