پمپ آب

پمپ ها بر اساس شیوه ای که در آن به سیالات انرژِی داده می شود دسته بندی می کنند. شیوه های اصلی عبارتند از:

1. جابه ­جایی حجمی
2. انرژی جنبشی
3. استفاده از نیروی الکترو مغناطیس

یک سیال می تواند به صورت مکانیکی یا به وسیله سیال دیگری جا­بجا شود. انرژی جنبشی ممکن است به سیال به وسیله چرخش در سرعت بالا یا با تدارک یک تکانه در مسیر جریان افزوده شود. به منظور استفاده از نیروی الکترو مغناطیس، سیالی که پمپاژ می شود باید هادی مناسب الکتریکی باشد. پمپ هایی که به منظور انتقال یا فشردن گازها استفاده می­شوند ، کمپرسور، دمنده و فن نامیده می­شوند. پمپ هایی که در آن جا­به­جایی مکانیکی انجام می­شود پمپ های رفت و برگشتی مثبت نامیده می­شوند. پمپ های جنبشی انرژی جنبشی را به وسیله حرکت سریع پروانه های چرخان به سیال می دهند.

به طور کلی گفته می شود که پمپ های رفت و برگشتی مثبت ، نسبتا سیال کمتری در فشار بالا را به حرکت در می آورند و پمپ­های جنبشی حجم بیشتری را در فشار کمتر به جریان می اندازند.
میزان معینی از فشار به سیال برای به جریان انداختن سیال قبل از فشار یا سرعت اضافی لازم است. اگر فشار ورودی بسیار کوچک باشد، کاویتاسیون رخ خواهد داد. تبخیر مایع در خط مکش یک علت عادی در ایجاد کاویتاسیون است. حباب­های بخار ی که به درون پمپ توسط مایع منتقل شده اند هنگامی که به ناحیه پرفشار وارد می گردند متلاشی می شوند، که نتیجه آن صدای زیاد ، لرزش، خوردگی و فرسایش می باشد.

مهم­ترین خصوصیات یک پمپ میزان فشار ورودی مورد نیاز و مجموع ارتفاع و درصد راندمان می باشد.درصد راندمان (percentage efficiency) برای انتقال مایعاتی همچون آب بسیار بیشتر از مایعات چسبناکی همچون شیره قند می باشد. چون که چسبندگی یک مایع به صورت طبیعی با افزایش دما کاهش می یابد، این یک شیوه مرسوم صنعتی است که مایعات بسیار چسبناک را برای افزایش بهره­وری پمپ، حرارت می دهند.

پمپ های رفت و برگشتی

پمپ های رفت و برگشتی را که حجم معینی از سیال را در هر سیکل حمل می کنند، می توان به دو گروه پمپ های رفت و برگشتی و پمپ های دورانی تقسیم کرد. پمپ های رفت و برگشتی شامل پیستون، پیستون شناور و دیافراگم می باشند.

پمپ پیستونی قدیمی ترین پمپ در حال استفاده از این نوع می باشد. پمپ تغذیه ای و پیستونی از یک سیلندر که در آن یک پیستون عقب و جلو می رود تشکیل شده است. در پمپ های پیستونی، پیستون درون یک کاسه ثابت حرکت کرده و به سیال فشار وارد می کند در حالی که در پمپ های تغذیه ای کاسه (packed seal) نیز به همراه پیستون حرکت می کند. هنگامی که پیستونبه سمت بیرون حرکت می­کند، حجم درون سیلندر افزایش یافته و سیال از طریق یک شیر یک طرفه ورودی وارد می­شود. هنگامی که پیستون به سمت داخل باز می گردد، حجم در دسترس درون سیلندر کاهش می­یابد و فشار سیال نیز افزایش یافته و سیال واردار به خروج از طریق شیر خروجی می­شود.

آهنگ پمپاژ (pumping rate) از صفر (در لحظه ای که مسیر حرکت پیستون تغییر می­کند) تا ماکزیمم ( زمانی که پمپ تقریبا در میانه ضربه خویش است) متغیر می باشد. تغییرات در نخ پمپاژ می­تواند با ساتفاده از دو سمت پیستون برای پمپاژ سیال کاهش یابد. پمپ های از این دست را پمپ­های دو طرفه ( double acting) می­نامند. نوسانات در آهنگ پمپاژ می تواند بااستفاده از بیش از یک سیلندر ،بیشتر کاهش یابد.

پیستون ممکن است مستقیما از طرق بخار ، هوای کمپرس شده یا روغن هیدرولیک به حرکت در­آید یا یک اتصال مکانیکی حرکت دورانی یک محور را به یک حرکت رفت و برگشتی پیستون تبدیل کند.
پمپ های پیستونی و تغذیه ای در حالی که بسیار گران هستند بسیار نیز تحمل و قابلیت اعتماد بالایی دارند. پمپ های تغذیه ای به این مشهور هستند که توانایی انجام کار بدون احتیاج به تعمیر یا جایگزینی به مدت 100 سال را دارند.

عمل پمپ های دیافراگمی شبیه پمپ های پیستونی می باشد که در آن پیستون با یک دیافراگم انعطاف پذیر ضربانی جایگزین شده است. پمپ های دیافراگمی خروجی ضربان داری از مایعات یا گازها یا ترکیبی از هر دو بیرون می­دهند. آنها برای مایعاتی که حاوی ذرات جامد هستند و همچنین پمپاژ مواد شیمیایی گران، سمی و خورنده در جایی که نشتی قابل تحمل نیست بسیار مفید هستند.پمپ های دیافراگمی میتوانند برای دوره طولانی مدتی به صورت خشک کار کنند. علاوه بر این آهنگ پمپاژ در حین انجام پمپاژ می تواند تغییر کند.

پمپ­های جنبشی

پمپ های جنبشی می تواند به دو دسته گریز از مرکز و باززا­کننده تقسیم شوند. در پمپ­های جنبشی به سیال دارای یک سرعت و آهنگ می گردد. اکثر این حداکثر سرعت ها به حداکثر فشار تبدیل می­گردد. با وجود این که پمپ های گریز از مرکز در سال 1680 میلادی معرفی شدند ، پمپ های جنبشی تا قرن بیستم به صورت محدود مورد استفاده قرار می­گرفتند.

پمپ­های گریز از مرکز شامل شعاعی ، محوری و واحدهای جریان ترکیبی می­باشد. یک پمپ جریان شعاعی عموما به پمپ های گریز از مرکز مستقیم اطلاق می­گردد. مرسوم ترین نوع پمپ حلزونی در تصویر نمایش داده شده است. سیال در نزدیکی محور یک پروانه دوار دارای سرعت بالا وارد محفظه پمپ می­گردد. سیال به صورت شعاعی به محفظه پمپ پرتاب می­گردد. یک خلاء جزیی که ایجاد شده است مستمرا سیال بیشتری را به درون پمپ می­کشد.

پمپ­های حلزونی

پمپ­های گریز از مرکز حلزونی نیرومند و نسبتا گران ، بی صدا و قابل اطمینان هستند و عملکرد آنها نسبتا بی اعتنا به تاثیر فرسودگی و خوردگی می­باشد. آنها متراکم ، و دارای ساختار ساده و بدون نیاز به شیر اطمینان ورودی و خروجی هستند.

پمپ های گریز از مرکز حلزونی می توانند مایعاتی که شامل ذرات جامد هستند را پمپ نمایند اما ، هنگامی که مایعاتی حائی بیشتر از کمی بخار آب را پمپاژ می­کنند ، مکش این پمپ ها به وسیله کاویتاسیون آسیب می­بیند. بهترین عملکرد پمپ های گریز از مرکز حلزونی زمانی است که مایعات غیر چسبان را پمپاز کنند و توانایی انها در هنگام پمپاژ مایعات چسبنده به صورت چشمگیری کاهش می­یابد.

نوع دیگری از پمپ های گریز از مرکز جریان شعاعی پمپ های افشان (diffuser pump) می­باشند که در آن پس از این که سیال پروانه را ترک کرد از درون حلقه ای از پره­های ثابت شده عبور می­کند که مایع را پراکنده (پخش) می­کنند و جریان کنترل شده بیشتری را مهیا می­کنند.

در پمپ­های گریز از مرکز جریان محوری روتور یک پروانه ملخی است. پره­های پخش کننده در مجرای تخلیه تعبیه شده اند که سرعت گردشی مایع که به وسیله ملخ ایجاد شده است را حذف کنند.کمپرسورهای جریان محوری نیز برای پمپاژ گازها مورد استفاده قرار می گیرند. در پمپ­های جریان ترکیبی ، سیال هم به صورت شعاعی و محوری محفظه حلزونی مانند تخلیه می­شود.

پمپ های الکترومغناطیس

این قبیل پمپ­ها تنها می­توانند سیالاتی که رسانای خوب الکتریسته هستند را پمپاژ کنند. لوله ای که سیال را حمل میکند در یک حوزه مغناطیسی قرار گرفته و یک جریان عمود بر حوزه مغناطیسی از آن می گذرد، بنابراین در معرض نیروی مغناطیسی در جهت جریان قرار می­گیرد. جریان و حوزه مغناطیسی می­توانند از راه­های مختلفی تولید شوند. اصول پمپ­های مغناطیسی مشابه اوصل موتورهای الکتریکی می­باشد. پمپ­های مغناطیسی برای پمپاژ فلزات مایع که برای خنک سازی راکتورهای اتمی استفاده می­شوند به کار می­رود.

گونه های دیگر پمپ

فرازآوری با گاز (Gas lifts) برای بالا­ آوردن مایعات از کف چاه­ها استفاده می­شود، گاز فشرده شده وارد مایع در انتهای چاه می گردد. نتیجه ترکیب گاز و مایع بسیار سبکتر و شناورتر نسبت به مایع به تنهایی است. بنابراین مایع ترکیب شده با گاز بالا آمده و تخلیه می­گردد. فرازآوری با گاز قطعه متحرکی ندارد و بنابراین برای پمپاژ مایعات حاوی ذرات جامد می­تواند مورد استفاده قرار گیرد.