پمپ چیست؟ دسترسی مردم به آب از اولین روزهای آغاز زندگی جمعی، از مهم ترین دغدغه های انسان ها بوده است و برای دسترسی به منابع آبی مختلف جابجایی و انتقال آب نیاز بود تا آب موردنیاز مردم تامین شود و دسترسی نسبتا آسانی به آب داشته باشند، این نیازها منجر به اختراع اولین پمپ ها شد.
فهرست مطالب
پمپ چیست؟
به زبان ساده پمپ (Pump) یا تلمبه ها وسیله ای برای بالابردن، جابجایی و انتقال و یا فشرده سازی سیالات (مایعات و گازها) هستند. عملکرد پمپ بر اساس اصل عملیات سیستمی به نام “جذب و تخلیه” انجام می‌شود. پمپ ها با استفاده از نیروی مکانیکی، سیال را از یک نقطه ورودی (معمولاً یک مخزن یا منبع) جمع آوری کرده و آن را به سمت نقطه خروجی (مانند یک خط لوله یا یک سیستم توزیع) حرکت می‌دهند. این عملیات جابجایی سیالات می‌تواند به صورت عمودی یا افقی انجام شود و در بسیاری از صنایع و بخش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. پمپ ها از منابع مختلفی برای دریافت انرژی مکانیکی استفاده می‌کنند مانند نیروی دست، برق، باد، موتور و….
اولین پمپ ها
همانطور که در مقدمه مقاله گفته شد، احساس نیاز انسان ها به انتقال آب منجربه ساخت اولین پمپ ها شد. استخراج معادن، بالا آوردن آب و انتقال آب رودخانه ها به مناطق مختلف شهرها از جمله فعالیت هایی بود که نیاز به وجود پمپ ها را در بشربیدار کرد. اولین پمپ ها دستگاه هایی برای بالا بردن آب بودند مانند آسیاب ها آبی ایرانی و رومی، پیچ ارشمیدس (archimedes screw) نیز از نمونه های پیشرفته تر پمپ های اولیه بود.
در قرون وسطی نیزاستخراج از معادن موجب توسعه پمپ های پیستونی شد که بسیاری از انواع آن توسط جورجیوس آگریکولا در کتاب De re metallica توصیف شده است. پمپ پیستونی با فشار هوا کار می کند. هنگامی که پیستون بالا می رود، خلاء جزئی ایجاد می کند؛ از آنجا که پمپ یک خروجی دارد، فشار هوای بیرونی، آب را به داخل سیلندر وارد می کند. فشار اتمسفر به تنهایی می تواند آب را به حداکثر ارتفاع 10 متر پرتاب کند، بنابراین پمپ پیستونی قدرتی یا Force pump برای تخلیه معادن عمیق تر ساخته شده است. در این پمپ ها، حرکت رو به پایین پیستون، آب را از طریق یک دریچه جانبی تا ارتفاعی که صرفاً به نیروی وارد شده به پیستون بستگی دارد، خارج می کند.
کاربرد پمپ چیست؟
از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین یا جابجایی آن در یک سامانه لوله‌کشی یا هیدرولیک برای انجام کار مانند بالابرهای هیدرولیکی استفاده می‌نمایند. به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سیالات غیرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا می‌نماید. کاربرد پمپ ها به جابجایی و انتقال آب محدود نشد و در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارند. احتمالا بیشترین کاربردی از پمپ که با آن برخورد کردید، استفاده از آن در ساختمان ها جهت تامین فشار آب مناسب در طبقات بالایی بوده است اما پمپ ها در شهرسازی به منظور انتقال آب، در سیستم فاضلاب شهری و در داخل حوضچه‌ها و چاه‌های فاضلاب، در صنعت کشاورزی به منظور آبیاری زمین ها، در صنایع نفت و گاز، موادغذایی، دارویی و صنایع دیگر کاربردهای فراوانی دارند. همچنین، در ساختمان‌ها، پمپها برای تأمین آب سرد و گرم، سیستم‌های تهویه مطبوع، استخرها و سیستم‌های آتشنشانی نیز به کار می‌روند.
اصطلاحات رایج در پمپ
برای آشنایی کامل با پمپ ها باید با اصطلاحات رایج که در واحدهای اندازه گیری، اجزا و دیگر بخش های مربوط به پمپ ها که با آنها مواجه خواهید شد، آشنا باشید.
دبی (آبدهی) پمپ چیست؟
میزان عبور سیال از یک مقطع در واحد زمان تعریفی از دبی می باشد و معمولا آن را با Q نمایش می دهند. با توجه به نیازها و موارد مختلف، انواع مختلفی از پمپها وجود دارد، از جمله پمپهای خطی، پمپهای دوار، پمپهای مرکزی و پمپهای غاطسه. هر نوع پمپ برای کاربردهای خاصی طراحی و استفاده می‌شود. اندازه گیری دبی به صورت عمده و بر اساس دو دسته واحد اندازه گیری صورت می پذیرد:
- واحدهای جرمی: میزان عبور توده جرمی سیال در کسر مشخصی از زمان محاسبه می گردد، مانند Kg/h.
- واحدهای حجمی: میزان عبور توده حجمی از سیال در واحد زمان محاسبه می شود، مانند lit/min (لیتر در دقیقه) و m3/s (متر مکعب در ثانیه).
به عبارت دیگر به مقدار سیال یا مایعی که در واحد مشخصی از زمان از نقطه ای خاص مانند خروجی پمپ و یا سطح مقطع لوله عبور کرده و خارج می شود، دبی گفته می شود که می تواند بر حسب لیتر بر دقیقه، لیتر بر ثانیه و یا متر مکعب در هر ساعت محاسبه شود.
قابل ذکر است که بین مقدار سیال عبوری از لوله و مقدار الکتریسیته عبوری از یک سیم تناسب مشابهی وجود دارد بدین ترتیب که مقدار هد هیدرولیکی برابر با مقدار ولتاژ و انرژی پتانسیل الکتریکی بوده و مقدار جریان هیدرولیکی نیز برابر با مقدار آمپر و جریان الکتریکی می باشد.
همانطور که هر چه سیم انتقال جریان الکتریسیته نازک تر باشد، مقدار جریان عبوری از سیم کاهش می یابد با کاهش قطر و سطح مقطع لوله انتقال آب، مقدار دبی نیز کاهش می یابد. همانطور که جهت انتقال جریان الکتریسیته به کابل برق از طریق سیم نیاز به اختلاف ولتاژ داریم، برای انتقال سیال در لوله نیز باید هد خاصی را تعریف کرد.
تعیین مقدار هد یکسان در دو طرف یک لوله افقی باعث می شود سیال درون لوله هیچ گونه جریانی نداشته باشد به این علت که همانطور که کابل برق در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود مقاومت نشان می دهد.
هد (ارتفاع) پمپ چیست؟
بدین معنی است که یک پمپ تا چه ارتفاعی (در شرایط استاندارد) می تواند سیال را تحت فشار بالا ببرد. برای پمپ های آب سانتریفیوژ، هد یا فشار آب بر حسب متر (m) و یا فوت (ft) بیان می شود و برای پمپ های روتاری و جابجایی مثبت فشار پمپ بر حسب بار bar و PSI و کیلو پاسکال (kpa) بیان می شود.
به عبارت دیگر Head به معنای ارتفاع بوده و به اختلاف سطح اشاره دارد. برای مثال پمپی با مقدار دبی برابر Q در هر ثانیه و با ارتفاع 30 متر قادر است مقدار Q لیتر از سیال را در هر ثانیه به ارتفاع 30 متر پمپاژ کند. مقدار ارتفاع پمپاژ هر پمپ بر اساس قطر پروانه و سرعت گردش موتور پمپ محاسبه می شود و نوع سیال پمپاژ شونده حائز اهمیت نمی باشد.
به عبارت دیگر در مثال فوق پمپ قادر است مقدار Q لیتر از سیال پمپاژ شونده اعم از آب صاف، نفت و یا جیوه و غیره را به ارتفاع 30 لیتر در هر ثانیه پمپاژ کند و تفاوت تنها در مقدار توان مصرفی پمپ جهت پمپاژ سیالات متفاوت می باشد.
فشار (Pressure) پمپ چیست؟
مقدار فشار یعنی مقدار فشار وارد شده بر روی هر واحد از سطح زمین (برای مثال Kg/cm2) و باید دقت داشت که با مقدار ارتفاع اشتباه نشود. در صورت پمپاژ مایعات، مقدار فشاری که مایع بر روی سطح زمین وارد می کند برابر است با حاصلضرب مقدار ارتفاع پمپاژ در وزن خاص مایع پمپاژ شونده.
به همین خاطر حجم چندین کیلومتر هوا بر روی سطح زمین، بر روی سطح دریا تنها فشاری برابر با یک Kg/cm2 تولید می کند یعنی فشاری نزدیک به تقریباً یک اتمسفر. ولی همین مقدار حجم از مایع فشاری برابر با 700 الی 800 برابر فشار هوا تولید می کند. زیرا وزن خاص مایع 700 الی 800 برابر از وزن هوا بیشتر است.
به خاطر داشته باشید که مقدار فشار آب با ارتفاع 10 متر، چیزی نزدیک به یک Kg/cm2 می باشد. با نصب یک مانومتر در خروجی پمپ می توان افزایش فشارهای زیر را اندازه گیری کرد.
- نفت: وزن خاص 2.1 Kg/cm2 = 00.7*0.001*30*100 = 0.7 Kg/cm3
- آب: وزن خاص 0.3 Kg/cm2 = 00.1*0.001*30*100 = 1.0 Kg/cm3
- جیوه: وزن خاص 40.8 Kg/cm2 = 13.6 * 0.001 *30 * 100 = 13.6 Kg/cm3
افت ارتفاع پمپاژ پمپ چیست؟
با عبور سیال از لوله ها، فیلتر و یا شیرها و در اثر اصطکاک با جداره داخلی آنها مقدار جریان سیال و در نتیجه ارتفاع پمپاژ تا حدودی کاهش می یابد که به آن افت ارتفاع گفته می شود. همانند جریان الکتریسیته که با افزایش مقدار جریان (آمپر) افت جریان داخل کابل افزایش پیدا می کند. با افزایش سرعت جریان سیال، افت مقدار جریان و بنابراین افت ارتفاع پمپاژ بیشتر می شود. بنابراین با عبور سیال از لوله ها و فیلترها و شیرهای بیشتر، افت ارتفاع نیز به همان نسبت افزایش پیدا می کند.
جرم مخصوص سیال پمپ چیست؟
منظور از جرم مخصوص سیال و یا مایع، وزن آن سیال/مایع در یک واحد اندازه گیری خاص می باشد که معمولاً بر اساس واحدهای اندازه گیری Kg/dm3 و یا Kg/l سنجیده می شود. قابل ذکر است که هر 1dm3 برابر با 1 لیتر است.
نکته: حال با توجه به ارتباط بین مقدار دبی و مقدار ارتفاع پمپاژ می توان پمپ ها را به گروه های زیر تقسیم بندی کرد:
- پمپ هایی با مقدار دبی پایین و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپهای پیستونی و دوار و سانتریفیوژهای کوچک)
- پمپ هایی با مقدار دبی و ارتفاع معمولی (سانتریفیوژها)
- پمپ هایی با دبی و ارتفاع پمپاژ بالا (پمپهای دارای پروانه های ملخی شکل و Helio Centrifugal)
- موتور سانتریفیوژها یا Heliocentrifugal و یا پمپ های دارای پروانه های ملخی شکل بصورت دورانی حرکت کرده و سرعت گردش آن بر حسب دور در دقیقه rpm محاسبه می شود. در این دسته از پمپها با تغییر مقدار دبی عمکلرد پمپ تغییر نکرده و ارتفاع پمپاژ ثابت باقی می ماند. بنابراین جهت تغییر حالت کارکرد پمپ باید سرعت گردش موتور را تغییر داد.
توان خروجی پمپ چیست؟
به مقدار توان (انرژی) وارد شده به سیال توسط پمپ، توان خروجی پمپ گفته می شود که به سه عامل دبی، ارتفاع و وزن سیال بستگی دارد.
برای مثال توان خروجی پمپ مورد استفاده جهت پمپاژ بنزین بسیار پایین تر از توان خروجی پمپی است که جهت پمپاژ اسید سولفوریک مورد استفاده قرار می گیرد زیرا وزن هر دو سیال متفاوت می باشند. تمامی پمپ ها با کمک الکتروموتور و یا موتورهایی که در داخل خود دستگاه نصب شده اند، قادر به پمپ سیالات می باشند. قدرت (توان) مورد نیاز پمپ جهت کارکرد و پمپاژ سیالات را توان مصرفی می گویند.
توان مصرفی پمپ چیست؟
به توان وارد شده به پمپ توسط موتور و انتقال آن به سیال، توان مصرفی پمپ گفته می شود. به واسطه عواملی همچون اصطکاک سیال با لوله ها و یا افت های هیدرولیکی طبیعی در خود دستگاه، همواره توان خروجی پمپ کمتر از توان مصرفی ان بوده که عمدتاً کمتر از عدد یک و بصورت درصد محاسبه می شود که به این درصد راندمان پمپ گفته می شود.
راندمان پمپ
با تقسیم توان خروجی پمپ بر توان مصرفی، راندمان پمپ به دست می آید. برای مثال پمپی که دارای راندمان 75 درصدی است، یعنی تنها پمپ درصد از توان مصرفی را برگردانده و 25 درصد آن در اثر اصطکاک سیال با لوله ها و سایر وسایل و یا حرارت داخل لوله و دستگاه هدر می رود. در نتیجه هر چه راندمان پمپ بیشتر باشد، مقدار درصد هدر رفت توان مصرفی کمتر است. بنابراین هزینه مصرف انرژی آن کمتر می باشد.
اگر توان خروجی دو پمپ برابر با 1 HP بوده در حالی که راندمان پمپ اول 50 و دیگری 60 درصد باشد، نتیجه می گیریم که مقدار توان مصرفی مورد نیاز جهت تأمین توان خروجی 1 HP برای پمپ اول 2 HP و برای پمپ دوم تنها 1.67 HP می باشد. پس در نتیجه مهمترین پارامتر جهت تعیین کیفیت دستگاه و مقدار صرفه جویی در مصرف انرژی، پرامتر راندمان است.
خرید پمپ
به طور کلی، پمپها با ایجاد فشار و ایجاد جریان سیال، نقش حیاتی در جابجایی مایعات و سیالات در صنایع و زندگی روزمره دارند. از طریق کنترل فشار و جریان، پمپها امکان تأمین و توزیع سیال را فراهم می‌کنند و در عملکرد صحیح و کارآمد سیستم‌هایی که به آنها متصل هستند، نقش اساسی ایفا می‌کنند. فروشگاه تاسیسات و تجهیزات ساختمانی چشمک نمایندگی برترین برندهای ایرانی و بین المللی را برعهده دارد.
شما مشتریان عزیز می‌توانید با مراجعه به این فروشگاه، با کمترین زحمت به مقایسه این برندها بپردازید و بهترین انتخاب را داشته باشید. انواع پمپ ها در بهترین برندها مانند پمپ گراندفوس و … را می‌توانید از این فروشگاه تهیه کنید.