انواع پروانه پمپ

پروانه پمپ بخشی از این دستگاه است که قابلیت چرخش داشته و در واقع با مجهز بودن به پره و تیغه هایی که روی آن قرار می گیرد، در توربوماشین ها به کار می رود، که برخی از انواع پمپ ها برای مثال پمپ گریز از مرکز یکی از این نوع ماشین ها به حساب می آید. انحراف جریان در قسمت پره های پروانه به انرژی پتانسیل اچازه می دهد که به انرژی جنبشی تبدیل شود و در نهایت به قدرت و توان نهایی پمپ تبدیل گردد. با توجه به آخرین استانداردهای موجود در زمینه پمپ در اروپا و همچنین DIN 42250 بین پروانه ای که در جهت عقربه های ساعت می چرخد و برعکس، تفاوت وجود دارد و این تمایز بین جهت جریان است که در لوله خروجی رانش می کند.

بر اساس الگویی که سیال در پمپ طبقاتی جریان می یابد و نحوه قرار گیری پروانه روی محور پمپ می توان دسته بندی ای زیر را برای پروانه ها در نظر گرفته:

پروانه یک طبقه، پروانه چند طبقه، پروانه با یک ورودی، پروانه با دو ورودی و چند ورودی، و همچنین نحوه قرار گیری که می تواند به صورت موازی و یا پشت سر هم باشد. بسته به الگوی جریان در پروانه ها به خصوص در دورترین قسمت پروانه از مرکز آن، پروانه ها می توانند به صورت پروانه شعاعی، پروانه جریان مختلط، پروانه محوری و پروانه محیطی تقسیم بندی شود.

در واقع آنچه منجر به تقسیم بندی پروانه ها می شود دو دسته بندی کلی است که به صورت زیر شرح داده می شود؛

• سرعت مخصوص (Ns): که در واقع رابط ای است بین مقدار جریانی که یک پروانه می تواند تولید کند و همچنین هد یا فشاری است که توسط پمپ در آن سرعت مخصوص به وجود می آید.
• طراحی فیزیکی: عوامل و جزئیاتی همچون این مساله که آیا پروانه از نوع بسته یا باز است، اینکه تک مکشه و یا دو مکشه می باشد یا خیر و همچنین این نکته که پره های پروانه به چه صورت و در چه الگویی طراحی و ساخته شده اند می تواند روی طراحی فیزیکی پمپ اثر بگذارد.

سرعت مخصوص پروانه پمپ

توجه داشته باشید همانطور که گفته شد رابطه ای میان مقدار جریانی که پروانه تولید می کند و همچنین هد ایجاد شده توسط آن وجود دارد. زمانی که سرعت مخصوص محاسبه می شود، در واقع نتایج بیانگر سرعت مخصوصی است که در شرایط تئوریک برقرار است و اگر تمامی جزئیات مربوط به پروانه ها در طراحی فیزیکی دقیقا بر اساس محاسبات انجام شود آن سرعت مخصوص قابل تامین است، با این حال می بایست ذکر گردد زمانی که تنها از پروانه با قطر 1 اینچ استفاده می گردد می تواند جریان 1 گالون بر دقیقه و یا 1 فوت به اندازه کل هد دینامیکی را امکان پذیر نماید. برای اینکه درک این مساله آسان تر شود، مثالی را ارائه می نماییم؛ پروانه اول پروانه ای است که در پمپ کنترل سیل و ضایعات استفاده می گردد و به همین خاطر می بایست از جریان زیاد و هد یا فشار کمی برخوردار باشد. پروانه دوم نیز می بایست به عنوان پمپ دیگ بخار استفاده شود و باید فشار زیاد و جریان کم داشته باشد.

آنچه از این دو پروانه حاصل می شود این است که پروانه اول دارای سرعت مخصوص بالا می باشد و طراحی این پروانه ها می تواند فشار کمی را نسبت به جریانی که ایجاد می کند، فرآهم نماید در نتیجه یک پروانه 1 اینچی می بایست با سرعت بیشتری عمل نماید تا بتواند 1 گالون بر دقیقه جریان و 1 فوت به ازای کل هد دینامیکی را تهیه نماید. در مورد پروانه دوم می بایست اینطور گفت که دارای سرعت مخصوص پایین است، چرا که همانطور که اشاره شد می بایست بتواند جریان کم و فشار زیاد را ایجاد کند، در نتیجه پروانه 1 اینچی باید با سرعت کمتری عمل کند تا 1 گالون بر دقیقه جریان و 1 فوت به ازای کل هد دینامیکی فشار را تهیه نماید.

همانطور که می توانید در شکل بالا مشاهده فرمایید پروانه هایی که دارای سرعت مخصوص پایین می باشند دارای جریان کم و هد زیاد و همچنین روزنه های بسیار باریکی در بین قسمت بالایی و پایینی هر یک از پره های پروانه وجود دارد. همچنین در انتهای شکل و به عبارت دیگر در سمت راست می بینید که سرعت مخصوص زیاد و به این معنی است که جریان زیاد و فشار کم است و البته روزنه های بین دو پره نیز هر چقدر به سمت راست حرکت می کنید فاصله بیشتری دارند و حتی در حالی است که در نهایت پره ها به صورت باز هستند.

طراحی فیزیکی پروانه پمپ

با توجه به آنچه پیشتر گفته شد، راه دیگری که می توان با انواع پروانه پمپ را دسته بندی کرد طراحی آنها می باشد. البته لازم است خاطر نشان کنیم که این طراحی فیزیکی بدون ارتباط با سرعت مخصوص نیست و سرعت مخصوص نقش مهمی در ظاهر فیزیکی پروانه دارد.

پروانه پمپ باز یا بسته

یکی از مواردی که منجر به تمایز طراحی پروانه می شود وجود و یا عدم وجود شرود یا پوشش است. به عبارت دقیق تر زمانی که روزنه بین پروانه ها پوشش های بالایی و پایین قرار گیرند به آن پروانه بسته گفته می شود و زمانی که هیچ پوششی در پروانه وجود نداشته باشد به آن پروانه باز گفته می شود. در واقع منظور از پوشش این است که هر پره پروانه دارای لبه بالایی و لبه پایی است که لبه پایینی قسمتی است که روی محیط پروانه متصل است و در نتیجه در صورتی که لبه بالایی وجود نداشته باشد و روزنه بین این دو قسمت باز بماند، پروانه از نوع باز است.

لازم به ذکر است که پروانه ها به صورت تک پوشش نیز ساخته می شوند که تنها برای برخی از انواع خاص پمپ استفاده می شود. این نوع از پروانه ها فقط دارای لبه بالایی می باشد و از پایین به طور کامل باز بوده و در معرض برخورد مستقیم با سیالی هستند که به داخل کشیده می شود. همچنین این نوع از پروانه ها در جاهایی استفاده می شود که جامدات درون سیال می تواند منجر به آسیب به پروانه و در نهایت پمپ شود.

پروانه تک مکشه یا دو مکشه

تمامی پروانه هایی که در شکل بالا به آن اشاره کرده ایم تنها دارای یک ورودی مکش سیال هستند. به این معنی است که تنها جزئی از پروانه برای مکش سیال یا آب طراحی شده است. البته لازم به ذکر است که پروانه هایی هستند که از هر دو طرف مکش در آنها انجام می شود و به آنها پروانه دو مکشه گفته می شود. توجه شود که پروانه دو مکشه نسبت به پروانه تک مکشه از بالانس بیشتری برخوردار است چرا که هر دو طرف آن مکش را انجام می دهد و همچنین این فرآیند کمک می کند باری که به محور وارد می شود از دو طرف ثابت باشد و در نهایت خنثی شود و این مساله منجر به توازن و بالانس محور کمک می نماید.

طرح پره های پروانه

برخی از انواع پروانه ها دارای پره های زیاد و روزنه های داخلی بسیار باریک هستند. این نوع از پروانه ها به طور کلی در دسته پره های شعاعی و پروانه فرانسیس در بخش سرعت مخصوص قرار می گیرد چرا که دارای فشار زیاد و جریان کم می باشند. سایر پروانه ها که دارای یک یا دو پره هستند و همچنین روزنه پره ها باز تر و بزرگتر است زمانی به کار می روند که نیاز است جریان کاهش یابد و هد زیاد باشد و معمولا بین پروانه های فرانسیس و پروانه جریان مختلط متغیر هستند. البته دسته آخر آن سری از پروانه هایی هستند که باز می باشند حال لبه یا شرود بالایی و یا پایینی، این نوع از پروانه ها شامل پروانه محوری می باشند. در پمپ شناور، پمپ گریز از مرکز و پمپ فشار قوی از هر یک از این پروانه ها در کاربردهای خاص استفاده می گردد که بستگی به درخواست مشتریان دارد.

پرسشهای پرتکرار در حوزه انواع پروانه پمپ

1. انواع پروانه پمپ چیست؟ پمپ ها بسته به نوع کاربرد، سرعت مخصوص و طراحی که برای آنها در نظر گرفته شده است دارای انواع مختلفی هستند، این پروانه ها می توانند بسته، نیمه باز و باز باشند، یا دارای پره های زیاد و باریک و پره های کم با فاصله زیاد باشند.
2. پروانه پمپ چطور عمل می کند؟ پروانه ها بخشی از پمپ به حساب می آیند که وظیفه تامین هد و دبی لازم برای مصرف کننده پمپ را فرآهم می آورد. توجه داشته باشید که این پروانه ها از قسمت ورودی یا مکش سیال را با ایجاد خلاء به درون خود کشیده با چرخش سیال از قسمت مرکز به سمت بیرونی در لا به لای پره ها سرعت آن را افزایش می دهد.
3. کدام یک از انواع پروانه پمپ ها دارای کارایی بیشتری است؟ پروانه هایی که در پمپ سانتریفیوژ استفاده می شود به طور معمول دارای کارایی بیشتری است در واقع کاربرد پمپ در بیشتر مواقع شامل حداکثر دبی و هد می باشد که در نقطه بهینه پمپ برای آن وجود دارد.
4. پروانه بسته چیست؟ لازم به ذکر است که بسته بودن پروانه به این بستگی دارد که آیا لبه بالایی یا پایینی پره ها در پروانه که با نام shroud شناخته می شود وجود داشته باشد یا خیر. در صورت وجود شرود در دو طرف می توان گفت که پروانه بسته است.
5. پره پروانه پمپ چیست؟ پره ها یا تیغه ها در پروانه در واقع بخشی از پروانه است که میچرخد و به سیال جریان و فشار مورد نیاز را می دهد. حال این سیال مایع، گاز و یا بخار باشد.