امروزه با پیشرفت روز افزون فناوری ها، پمپ های دینامیکی یکی از حیاتی ترین ابزارها هستند که در حوزه های صنایع شیمیایی، نفت و گاز، آب و فاضلاب و ساختمان کاربرد دارند. پمپ های دینامیکی با اصول دینامیک سیالات کار کرده و وظیفه آن ها جابجایی مایعات و سیالات از نقطه ای به نقطه ای دیگر است. مکانیزم عملکرد این پمپ ها بر مبنای نیروی گریز از مرکز بوده که در ادامه مفصلا توضیح داده ایم. در ادامه این مقاله علاوه بر مکانیزم این پمپ ها، در مورد انواع، مزایا و معایب و کاربردها مفصلا توضیح خواهیم داد.
فهرست مطالب
پمپ دینامیکی چیست و مکانیزم عملکرد آن چگونه است؟
از پمپ دینامیکی به عنوان نوعی پمپ یاد می‌شود که سبب انتقال انرژی جنبشی به سیال در حال کار می‌گردد. به دنبال این انتقال انرژی، سرعت سیال افزایش یافته و در نهایت این افزایش سرعت به فشار تبدیل می‌شود. از پمپ دینامیکی به عنوان پمپ انرژی جنبشی نیز یاد می‌شود؛ چرا که وظیفه تامین انرژی جنبشی سیال را بر عهده دارد. پمپ دینامیکی به منظور پمپاژ سیال از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌کند. این محصول به طور معمول برای کاربرد‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به دبی پیوسته دارند.
مکانیزم عملکرد پمپ دینامیکی
این محصول برای انتقال سیال از مکانی به مکان دیگر از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌کند. مسئول ایجاد این نیرو، یک ساختار دوار است. حال این ساختار دوار هم می‌تواند روتور و هم می‌تواند پروانه باشد. زمانی که سیال از پروانه می‌گذرد، دارای انرژی جنبشی می‌شود و به همین دلیل سرعت حرکت آن افزایش می‌یابد.
به دنبال عبور سیال از پروانه، زمانی که این ماده از سریعا از محفظه حلزونی عبور می‌کند، سرعت سیال به انرژی فشار تبدیل می‌شود. بعد از این موارد دریچه خروجی باز شده و مایع به ناحیه مدنظر خالی می‌شود.
انواع پمپ دینامیکی
پیشرفت‌های فناوری سبب تولید مدل‌های مختلفی از هر محصول شده است. درباره پمپ دینامیکی هم این قاعده صادق است. تنوعی از این محصول را می‌توان در بازار یافت. برای نمونه می‌توان به آیتم‌های ذکر شده در لیست زیر اشاره کرد:
- پمپ شناور
- پمپ محوری
- پمپ گریز از مرکز افقی
- پمپ گریز از مرکز عمودی
در ادامه برخی از موارد فوق را زیر ذره بین خواهیم برد.
پمپ محوری
شاید بتوان از این محصول به عنوان معروف‌ترین پمپ داینامیکی یاد کرد. استفاده از این محصول بیشتر مربوط به زمانی است که سر و کار ما با مایعات تراکم ناپذیر باشد. برای همین می‌توان ادعا کرد که فرایند انتقال انرژی از پمپ محوری فقط از راه پروسه مربوط به جریان صورت می‌گیرد. در این پمپ‌ها ورود آب به صورت شعاعی بوده و خروجی آن به شکل محوری است.
پمپ گریز از مرکز
این محصول از نیروی گریز از مرکز برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیک استفاده می‌کند. امکان تبدیل انرژی به کمک دو جز اصلی پمپ فراهم می‌شود؛ یعنی محفظه حلزونی و پروانه. محفظه حلزونی مایع خروجی از پروانه را جمع آوری کرده و سرعت سیال را به فشار تبدیل می‌کند. استفاده از این پمپ‌ها بیشتر برای پمپاژ مایعات از هد پایین به هد بالا صورت می‌گیرد.
استفاده از این پمپ گریز از مرکز در صنایع دارویی، شیمیایی، معدن، نفت و… رایج است. از این پمپ در مواقع بسیاری به عنوان پمپ سانتریفیوژی هم یاد می‌شود. این پمپ از پرکاربردترین انواع پمپ در سراسر جهان است. علت استفاده زیاد از این محصول را می‌توان مقاومت بالای آن و البته هزینه مناسبش دانست. پمپ گریز از مرکز دارای دو نوع اصلی است که به شرح زیرند:
پمپ گریز از مرکز عمودی
از این محصول به عنوان پمپ کنسولی نیز یاد می‌شود. ساختار این نوع پمپ منحصر به فرد بوده و از پایه یاتاقان برخوردار هستند که به پیچک این اجازه را می‌دهد که هنگام تعبیه یاتاقان‌ها در خارج از حوضچه در حوضچه حرکت کند. این محصول نیازی به جعبه پرکن به منظور آب‌بندی شفت ندارند. به علاوه اینکه برای نصب فضای زیادی را اشغال نمی‌کنند.
پمپ گریز از مرکز افقی
این پمپ‌ها از یک شفت برخوردارند که بین یاتاقان‌ها و برینگ‌ها به صورت افقی نصب می‌شود. از مهم‌ترین مزایای این محصول می‌توان به نصب و نگهداری آسان آن اشاره کرد. به علاوه اینکه امکان دسترسی به قطعات داخلی این محصول هم به خوبی فراهم است.
پمپ شناور
این محصول بجای کشیدن آب به سطوح بالایی، آن را فشار می‌دهد. پمپ شناور از یک موتور مهر و موم شده متصل به پمپ برخوردار بوده که سبب تسهیل ورود فشار و حرکت آن به سمت سطح می‌شود. کاربرد‌های مختلفی را می‌توان درباره این محصول برشمرد، از جمله:
- پمپاژ فاضلاب
- پمپاژ دوغاب
- پمپاژ صنعتی عمومی
- و…
این محصول علاوه بر ساختمان‌های اداری و شهری، در روستاها هم کاربرد دارد. برای زه کشی، لجن کشی و همچنین بازیافت کردن آب باران، پمپ شناور گزینه بسیار خوبی است.
سیستم هیدرانت
این محصول در فعالیت‌های آتش نشانی کاربرد زیادی دارد. سیستم هیدرانت را می‌توان یک نوع منبع آب تلقی کرد که توان تامین آب با فشار کافی را دارد و از طریق سیستمی از نازل ها، لوله‌ها و هیدرانت آن درسراسر ساختمان به گردش دربیاورد. در ساختار این پمپ تعدادی لوله وجود دارد که مستقیما باید به منبع آب متصل شود. این لوله‌ها سبب می‌شوند که بدون دردسر در مواقع اضطراری آب به خروجی هیدرانت برسد.
این پمپ‌ها هرکدام دارای چندین شیر تخلیه هستند که می‌توان شلنگ آتش نشانی را به آن‌ها متصل کرد. استفاده از این سیستم کمک شایانی به آتش نشانان می‌کند که فرایند اطفای حریق را به خوبی پیش ببرند. بخصوص اگر در محل ساخت و ساز هرگونه حریق رخ دهد، این سیستم به خوبی می‌تواند به اطفای حریق کمک کند.
مزایا و معایب پمپ دینامیکی
استفاده از این محصول مکانیکی، نکات مثبت بسیاری را دارد که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیرند:
- این محصول سایز زیادی نداشته و فضای زیادی را اشغال نمی‌کند.
- برای نگهداری کردن از این محصول نیاز به پرداخت هزینه‌های هنگفت نیست.
- استفاده از این محصول بهترین گزینه برای انتقال سیالات با گرانروی پایین و متوسط است.
- تعمیر این محصول بسیار راحت است.
- این محصول از یک جریان خروجی کاملا یکنواخت برخوردار است.
- راندمان و بازدهی این محصول بسیار بالاست.
اما برخی معایب را هم می‌توان در وصف این محصول ذکر کرد، از جمله:
- میزان نبودن شفت
- احتمال خرابی پروانه این محصول بسیار بالاست.
- در این دستگاه مشکلات مربوط به خرابی آب‌بندی بسیار رواج دارد.
- احتمال آسیب سریع به یاتاقان وجود دارد.
- سر و صدای زیادی از سوی این محصول ایجاد می‌شود.
تفاوت پمپ دینامیکی و جابجایی مثبت
زمانی می‌توان به تفاوت پمپ دینامیکی و جابجایی مثبت پی برد که خروجی پمپ بسته باشد. چنانچه در پمپ فشار مثبت مسدودی بروز کند، پمپ فشار را زیاد می‌کند و احتمال خرابی پمپ را افزایش می‌دهد. به همین دلیل ضروری است که یک شیر در مسیر خروجی پمپ قرار بگیرد. این عنصر از بروز چنین خرابی‌هایی جلوگیری می‌کند. اما درباره پمپ‌های دینامیکی این قاعده صادق نیست. در این پمپ‌ها به دنبال بروز مسدودی در مسیر خروجی جریال سیال، پمپ می‌تواند کمی به عملکرد خود، آن هم بدون مشکل ادامه دهد. اما این مورد، تنها تفاوت پمپ دینامیکی و پمپ جابجایی مثبت نیست. تفاوت‌های دیگری را هم در ادامه ذکر کرده و شرح خواهیم داد.
تفاوت از نظر اثر گرانروی بر میزان راندمان
به دنبال افزایش ویسکوزیته در پمپ‌های جابجایی مثبت، راندمان پمپ افزایش می‌یابد. اما این قاعده در پمپ‌های مکانیکی کاملا متفاوت است. در این محصول به دنبال تلفات اصطکاکی، افزایش ویسکوزیته سبب کاهش راندمان می‌شود.
تفاوت پمپ دینامیکی و جابجایی مثبت از نظر فشار
اگر به دنبال یک گزینه مناسب برای کاربرد در فشار بالا هستید، بهترین گزینه برای شما پمپ‌های جابجایی مثبت هستند. در مقابل پمپ‌های دینامیکی بهترین گزینه برای فشار کم هستند.
فرق پمپ دینامیکی و جابجایی مثبت از نظر پرایمینگ
درپمپ‌های جابجایی مثبت می‌توان شاهد نوعی مکش بود. اما پمپ‌های دینامیکی به خودی خود این مکش را ندارند و به یک مکش اولیه نیاز دارند.
تفاوت از نظر به جریان از انداختن ماده سیال
در پمپ‌های جابجایی مثبت شاهد یک جز رفت و برگشت و یا همان روتاری هستید که برای به جریان انداختن سیال استفاده می‌شود. اما این کار در پمپ‌های دینامیکی به کمک پروانه و دیفیوزر استفاده می‌شود.
پمپ دینامیکی و مهم‌ترین کاربرد‌های آن
از پمپ دینامیکی برای کارهای مختلفی استفاده می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیرند:
- حمل مواد شیمیایی در صنایع مختلف
- انتقال خوراکی‌ها، نوشیدنی‌ها و سایر مواد غذایی رقیق در صنایع غذایی
- کمک به پمپاژ آب در مواقع آتش سوزی برای افراد فعال در حوزه آتش نشانی و اطفای حریق
- کمک به حمل مشتقات نفتی و هیدروکربنی در صنایع مختلف از جمله نفت، گاز و پتروشیمی
- پمپ کردن آب به منظور آبیاری زمین‌های کشاورزی و انتقال آب از عمق چاه‌های عمیق، نیمه عمیق و نیز کم عمق
- استفاده به منظور سیرکوله کردن مواد سیالی چون آب یا مبرد که در سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود.
- استفاده در امور مختلف تجاری و خانگی
- کاربرد در صنایع کشتی رانی به منظور پمپاژ آب دریا، سوخت و سایر سیالات و…
پمپ‌های دینامیکی و انواع پروانه بکار رفته در آن‌ها
پروانه عضو مهمی در پمپ‌های دینامیکی تلقی می‌شود. بخصوص استفاده از این قطعه در پمپ‌های گریز از مرکز بسیار دیده می‌شود. مهم‌ترین انواع این پروانه‌ها به شرح زیرند:
- پروانه مارپیچی: اصلی‌ترین ویژگی این پمپ ها، نداشتن تیغه‌های پخش شونده است. این پروانه دورن محفظه‌ای حلزونی شکل قرار گرفته و بدلیل ترک کردن پروانه، سرعت آب کاهش می‌یابد. به دنبال این اتفاق فشار هم متعاقبا افزایش می‌یابد.
- پروانه توربینی: این پروانه‌ها توسط تیغه‌های پخش شونده‌ای احاطه شده‌اند که رفته رفته مسیر‌های پهن شونده‌ای را فراهم می‌کنند که سبب کاهش سرعت آب به صورت تدریجی می‌شوند. به همین دلیل هد سرعت تبدیل به هد فشار می‌گردد.
اینکه از کدام پروانه استفاده کنید، وابسته به شرایط استفاده شما است. برای چا‌های کم عمق نوع مارپیچی گزینه مناسبی است؛ چرا که ظرفیت بالایی داشته و هد مصرفی این محصول پایین است.
سخن پایانی
نهایتا در این مقاله از فروشگاه هیدرولیک، متوجه شدیم که پمپ دینامیکی نوعی پمپ گریز از مرکز است که با استفاده از نیروی گریز از مرکز و جریان سیال، انرژی مکانیکی را به انرژی فشار سیال تبدیل می‌کند. با درک اصول کاری و مزایای پمپ‌های دینامیکی، می‌توان این پمپ‌ها را به درستی در سیستم‌های هیدرولیکی و پنوماتیکی مورد استفاده قرار داد. این امر منجر به افزایش بهره‌وری، بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات سیستم‌ها می‌گردد. بنابراین، آشنایی با پمپ‌های دینامیکی و چگونگی کاربرد آن‌ها و همچنین تفاوت پمپ دینامیکی با جابه جایی مثبت، نقش بسزایی در طراحی و بهینه سازی سیستم‌های سیالی ایفا می‌کند.