عنوان :

مقاله بررسی عملکرد توربو پمپ ها

تعداد صفحات :۵۵

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

. . با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و … تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فصل اول درموردتقسیم بندی پمپ هاوآشنایی با انواع پمپ های جابه جایی مثبت وکاربردهای آن ومقایسه پمپ های دینامیکی وجابه جایی مثبت می باشد.فصل دوم به توضیح درموردتوربوپمپ ها،اجزای اصلی آنها،مثلث سرعت،منحنی مشخصه ،بررسی پدیده کاویتاسیون،قوانین تشابه پمپها وسری وموازی بستن آنها ،بررسی خوردگی درتوربوپمپ هاودرنهایت آشنایی مختصری درموردپمپ های کاربردی درصنعت پرداخته شده است.

توربوپمپ ها: مهم ترین دسته ازپمپ های دینامیکی هستند توربوپمپ ها ماشین هایی هستندکه بادریافت انرژی مکانیکی وایجادحرکت چرخشی تولید انرژی هیدرولیکی نموده٬ انرژی پتانسیل وجنبشی سیال عبوری راافزایش می دهند.دراین پمپ هاپروانه عامل انتقال انرژی مکانیکی محوربه سیال می باشد.باتوجه به پیشرفت های تکنولوژی ساخت این پمپ هاکاربردآنها درصتعت فراگیرشده به نحوی که اغلب جایگزین پمپ های رفت وبرگشتی شده اند.

واژه های کلیدی: پمپ، سیستم های هیدرولیکی، توربوپمپ، پمپ های دوار، پمپ های رفت وبرگشتی        

فهرست مطالب

             مقدمه          ۱
فصل اول
تقسیم بندی کلی پمپ ها       ۲
انواع پمپ ها جابه جایی مثبت       ۳
پمپ های دوار               ۴
پمپ های رفت وبرگشتی              ۹
مقایسه پمپ های جابه جایی مثبت ودینامیکی               ۱۰

فصل دوم-توربوپمپ ها
اجزای اصلی توربوپمپ ها          ۱۱
محاسبه هدتولیدی پروانه             ۱۳
منحنی مشخصه             ۱۶
پدیده کاویتاسیون ومفهومNPSH                ۱۸
بررسی خوردگی درتوربوپمپ ها       ۲۳
قوانین تشابه پمپ هاوترکیب پمپ ها             ۲۶
جنس اجزای توربوپمپ ها          ۳۵
اجزای فرعی درتوربوپمپ ها       ۳۸
پمپ های چندطبقه فشارقوی       ۴۳
ضمائم                   ۴۵
منابع           ۴۹

منابع:

۱)سیستم های انتقال آب-دانشکده فنی دانشگاه تهران-دکترغفارجهانگیری

۲)توربوماشین ها-انتشارات دانشگاه تهران-دکتراحمدنوربخش

۳) هیدرولیک و پنوماتیک تالیف : هری ل.استوارت  ترجمه :تیمور اشتری نخعی

۴) هیدرولیک صنعتی(شناسایی و کاربرد)۲ جلد ترجمه وتالیف :مهندس احمد رضا مدینه – مهندس حسین دلایلی

۵)پمپ وپمپاژ-انتشارات دانشگاه تهران-دکتراحمدنوربخش

مقدمه:

. . با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و … تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فصل اول درموردتقسیم بندی پمپ هاوآشنایی با انواع پمپ های جابه جایی مثبت وکاربردهای آن ومقایسه پمپ های دینامیکی وجابه جایی مثبت می باشد.فصل دوم به توضیح درموردتوربوپمپ ها،اجزای اصلی آنها،مثلث سرعت،منحنی مشخصه ،بررسی پدیده کاویتاسیون،قوانین تشابه پمپها وسری وموازی بستن آنها ،بررسی خوردگی درتوربوپمپ هاودرنهایت آشنایی مختصری درموردپمپ های کاربردی درصنعت پرداخته شده است.

واژه هیدرولیک به عنوان علم عبورمایعات ازلوله ها تعریف شده است بیشترتئوری هایی که برای پمپ هیدرولیک به دست آمده است به عنوان سیال واسطه ازآب استفاده کرده اند که این به معنای عدم استفاده ازسایرمایعات نیست.

مشخصات هیدرولیکی مدارهای مختلف وهمچنین خصوصیات فیزیکی وشیمیایی سیال از نظرویسکوزیته، وزن مخصوص، درجه حرارت، خورندگی ،وجوداجسام ناخالص وگازهای همراه باسیال وسرانجام مقدارحجم عبوری سیال ازپمپ درواحدزمان وفشار سبب شده تاانواع پمپ هاباساختمان وطرزکارمختلف ساخته وتولیدشود.

پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :

۱- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)

۲- پمپ های با جابه جایی مثبت

 پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر به کار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به psi   ۲۵۰ تاpsi  ۳۰۰۰ محدود می گردد مناسب است. ازمعایب این پمپ ها میتوان به عدم پمپاژسیالات با ویسکوزیته بالا اشاره کردکه البته ازنظراقتصادی هم مقرون به صرفه نیست.پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشدکه درشکل زیرنشان داده شده است.

.

پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال  به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا وهمچنین پمپاژسیالات باویسکوزیته بالااست.

.

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :

۱-پمپ های رفت وبرگشتی

۲-پمپ های دوار

پمپ های دواربه پمپ های زیرتقسیم بندی می شوند:

۱-پمپ های دنده ای

۲-پمپ های یره ای

۳-پمپ های گوشواره ای

۴-پمپ های پیچی

پمپ های دنده ای   (Gear Pump)

این پمپ هاساده ترین نوع پمپ دوارمی باشد به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار  بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.پمپ های دنده ای امکان پمپاژ سیال باویسکوزیته های مختلف وبافشارورودی متفاوت رادارندبه علاوه جریان درسیستم به آرامی وبدون ضربه (پالس)برقرارمی شود.

پمپ ها ی دنده ای :

۱- دنده خارجی External Gear Pumps

۲– دنده داخلی Internal Gear Pumps

۳- گوشواره ای  Lobe Pumps

۴- پیچی  Screw Pumps

۱- دنده خارجی :

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد.دندانه های چرخ دنده های درگیر باهم دریچه های ورودی وخروجی پمپ را نسبت به هم آب بندی میکند. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.بایدتوجه کردکه آب بندی بین دندانه های دو چرخ دنده به روغن اجازه نمی دهد که ازوسط پمپ عبور کرده وبه قسمت ورودی پمپ برگردد.

سرعت پمپ های کوچک ۱۷۵۰تا۳۴۵۰ دوردردقیقه است وبرای پمپ های بزرگتر وسیال چسبنده ترسرعت کاهش می یابدبا توجه به این که  لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود (۰٫۰۲۵ mm) می باشدکنترل برروی جریان سیال به سادگی صورت می گیردوهمین عامل دلیل استفاده این پمپ ها درانتقال سیالات حساس وگران شده است .جنس قطعات پمپ دنده ای باتوجه به نوع سیال انتخاب می شود.جنس دنده ها معمولا ازفولادزنگ نزن وبوش هاوآب بندمکانیکی ازجنس برنزانتخاب می شود.

۲– دنده داخلی :

دراین پمپ هادنده هاازداخل بایکدیگردرگیرهستندویک عضوهلال گونه فضای خالی بین دودنده غیرهم محورراپرکرده سیال پس ازمحبوس شدن درفضای دنده هابه جلورانده می شود.این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از  psi1000  استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود psi 4000نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های  دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

۳- پمپ های گوشواره ای  :

این پمپ ها  از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرام تر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری داردوجریان به آرامی جریان پمپ های دنده ای نیست ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.این پمپ برای پمپاژ گستره وسیعی ازسیالات چسبنده ومحلول هااستفاده می شود.

۴- پمپ های پیچی:

پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت کار با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنکاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.پمپ های پیچی قادربه کارکردن درسرعت های بالاحدودrpm7000هستند.

پمپ های سه پیچی بزرگترین طبقه بندی پمپ های چندپیچی درسرویس های امروزی هستند.عمدتابرای روغن کاری ماشین آلات –بالابرهای هیدرولیکی-انتقال سوخت مایع وسرویس های سوخت پاش-تامین نیروی ماشین آلات هیدرولیک وهم چنین درپروسه های پالایشگاهی برای دماهای بالاترفرآورده های چسبنده مثل:آسفالت-انتهای برج خلاوسوخت های مایع رسوبی مورد استفاده قرارمی گیرند.

پمپ های سه پیچی هم چنین در سرویس خط لوله نفت خام علاوه برجمع آوری-تقویت و بارگیری شناورهای کوچک باری وکشتی ها به شکل گسترده ای مورداستفاده قرار می گیرند.این پمپ ها درمحفظه های موتورموجوددراکثرمخازن یگان دریایی وبسیاری از کشتی های جنگی در سراسردنیا معمول ومتداولند.

پمپ های پره ای :

به طور کلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط ودرقیمت هایی کم تولیدودر صنایع مورد استفاده قرار می گیرنددرضمن توانایی پمپاژگازهارانیزدارند. سرعت آنها معمولا از  rpm 1200تا  rpm 1750بوده و در مواقع خاص تا  rpm  ۲۴۰۰نیز میرسد. بازده حجمی این پمپ ها%۸۵ تا %۹۰ است اما بازده کلی آنها به دلیل نشت های موجود در اطراف روتور پایین است ( حدود% ۷۵ تا%۸۰  ). عمدتا این پمپها آرام و بی سر و صدا کار می کنند ، از مزایای جالب این پمپ ها این است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله های ورودی و خروجی قابل تعمیر است. ازآن جاکه درپمپ های پره ای تماس فلزبافلز وجودندارداین پمپ هامیتوانندکاربردمناسبی دربعضی شرایط(ذرات جامدهمراه باسیال)داشته باشند.این پمپ هابرای سیالات ویسکوزیته کم مناسب هستند.

دوقسمت اصلی این پمپ عبارتند از:بدنه وروتور.پره ها در شیارهای روتورجای گرفته اندودراین شیارهابه صورت شعاعی می لغزند.باگردش روتورپره هابه دلیل نیروی گریزازمرکزبه دیواره پمپ می چسبندروتورنسبت به بدنه پمپ به صورت خارج ازمرکزقرارگرفته است  فضای بین روتور و رینگ بادامکی در در نیم دور اول چرخش محور ، افزیش یافته و انبساط حجمی حاصله باعث کاهش فشار و ایجاد مکش می گردد، در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم  با کم شدن فضای بین پره ها سیال که در این فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجی رانده می شود.

پمپ های پره ای که قابلیت تنظیم خروج از مرکز را دارند می توانند دبی های حجمی متفاوتی را به سیستم تزریق کنند به این پمپ ها ، جابه جایی متغییر می گویند. به خاطر وجود خروج از مرکز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبی وارد بر یاتاقان ها افزایش می یابد و در فشار های بالا ایجاد مشکل می کند.

.

.

پمپ های رفت وبرگشتی:

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .