روش های متداول تنظیم جریان برای پمپ های گریز از مرکز

پمپ های گریز از مرکز به طور گسترده در صنایعی مانند حفاظت از آب و مهندسی شیمی استفاده می شوند و انتخاب نقاط عملیاتی آنها و تجزیه و تحلیل مصرف انرژی به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرد. معمولاً ممکن است دبی و هد فشار یک پمپ گریز از مرکز با سیستم خط لوله مطابقت نداشته باشد یا به دلیل تغییر در وظایف تولید و الزامات فرآیند، دبی پمپ نیاز به تنظیم داشته باشد که اساساً نقطه عملکرد را تغییر می دهد. پمپ گریز از مرکز علاوه بر صحت انتخاب پمپ گریز از مرکز در مرحله طراحی مهندسی، انتخاب نقاط عملیاتی در استفاده واقعی از پمپ های گریز از مرکز نیز به طور مستقیم بر مصرف انرژی و هزینه استفاده کنندگان تأثیر خواهد گذاشت. بنابراین، تغییر منطقی نقطه عملکرد یک پمپ گریز از مرکز بسیار مهم است.
اصل کار یک پمپ گریز از مرکز تبدیل انرژی مکانیکی تولید شده توسط چرخش پرسرعت موتور الکتریکی به انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل مایع بلند شده است که فرآیند انتقال و تبدیل انرژی است. با توجه به این ویژگی، نقطه کار یک پمپ گریز از مرکز بر روی تعادل عرضه و تقاضای انرژی بین پمپ آب و سیستم خط لوله ایجاد می شود. تا زمانی که یکی از دو شرط تغییر کند، نقطه عملیاتی آن تغییر خواهد کرد. تغییر نقطه کار از دو جنبه ایجاد می شود: 1. منحنی مشخصه خود پمپ آب تغییر می کند، مانند برش پروانه. 2. تغییرات در منحنی های مشخصه سیستم خط لوله، مانند دریچه گاز.
در زیر تحلیل و مقایسه این دو روش آورده شده است:
1. برش پروانه
هنگامی که سرعت ثابت است، هد فشار و دبی پمپ به قطر پروانه مربوط می شود. برای پمپ های همان مدل می توان از روش برش برای تغییر منحنی مشخصه پمپ استفاده کرد. با فرض اینکه قطر پروانه اصلی پمپ گریز از مرکز D، دبی Q، هد H و توان P، و قطر پروانه برش D'، دبی Q'، سر H' و توان است. P'، رابطه بین آنها به صورت زیر است:
سه معادله فوق در مجموع به عنوان قانون برش پمپ ها شناخته می شوند. قانون برش بر اساس مقدار زیادی از داده های تجربی ادراکی است. بر این باور است که اگر مقدار برش پروانه در یک حد مشخص (که مربوط به سرعت خاص پمپ آب است) کنترل شود، راندمان متناظر پمپ آب قبل و بعد از برش را می توان بدون تغییر در نظر گرفت. برش پروانه روشی ساده و امکان پذیر برای تغییر عملکرد پمپ های آب است که به تنظیم قطر متغیر معروف است. این تضاد بین نوع و مشخصات محدود پمپ های آب و تنوع نیازهای شی تامین آب را تا حدودی حل می کند و دامنه استفاده از پمپ های آب را گسترش می دهد. البته برش پروانه فرآیندی غیرقابل برگشت است و کاربران باید قبل از اجرا محاسبات دقیق و سنجش عقلانیت اقتصادی را انجام دهند.
2. دریچه گاز
ساده ترین راه برای تغییر دبی پمپ گریز از مرکز، تنظیم باز شدن دریچه خروجی پمپ و در عین حال ثابت نگه داشتن سرعت پمپ (معمولاً در سرعت نامی) است. ماهیت آن تغییر موقعیت منحنی مشخصه خط لوله برای تغییر نقطه عملکرد پمپ است. هنگامی که شیر برای کنترل جریان پایین می‌رود، ظرفیت تامین آب خود پمپ بدون تغییر باقی می‌ماند، مشخصه سر بدون تغییر باقی می‌ماند و مشخصه مقاومت لوله با تغییر باز شدن دریچه تغییر می‌کند. این روش کارکرد آسانی دارد و جریان پیوسته دارد و می‌توان آن را آزادانه بین حداکثر دبی مشخص و صفر تنظیم کرد، بدون نیاز به سرمایه‌گذاری اضافی. به طور گسترده ای در موقعیت های مختلف کاربرد دارد. اما تنظیم دریچه گاز برای حفظ حجم عرضه معین با مصرف انرژی اضافی از پمپ گریز از مرکز است و راندمان پمپ گریز از مرکز نیز کاهش می یابد که از نظر اقتصادی منطقی نیست.
امروزه، روش تنظیم ترجیحی برای بسیاری از شرکت ها، برش پروانه است، زیرا می تواند باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف شود. با این حال، محاسبات دقیق باید قبل از برش پروانه انجام شود تا اطمینان حاصل شود که می تواند شرایط عملیاتی پس از برش را برآورده کند.