دانلود مقاله مکانیک

- تبخیر
هنگامی که فشار سیال بسیار کاهش یابد یا دمای آن زیاد بالا رود ، پدیده تبخیر اتفاق می افتد .

تمام پمپهای سانتریفوژ برای ممانعت از این تبخیر به هدی در خط مکش نیاز دارند که توسط سازنده پمپ تعیین می گردد و با فرض اینکه سیال پمپ شده ، آب خنک و تازه در دمای C 200 است ، محاسبه می شود .

از آنجا که خطوط لوله بین منبع تا مکش پمپ باعث ایجاد تلفات می شوند ، باید بعد از محاسبه ی این تلفات هد را تعیین کرد .

روش دیگر بیان این مطلب این است که یک هد مثبت خالص مکش لازم (NPSHR) است تا از تبخیر سیال ممانعت کند .

با تفریق هد مثبت خالص مکش موجود (NPSHA) و فشار بخار سیال پمپ شده، عددی بدست می آید که باید برابر یا بزرگتر از هد مثبت خالص مکش لازم باشد .

برای حل مشکل تبخیر باید هد مکش را افزایش ، دمای سیال را تنزل و یا NPSH لازم را کاهش داد که در این قسمت هر یک بررسی می شوند :
با تفریق هد مثبت خالص مکش موجود (NPSHA) و فشار بخار سیال پمپ شده، عددی بدست می آید که باید برابر یا بزرگتر از هد مثبت خالص مکش لازم باشد .

برای حل مشکل تبخیر باید هد مکش را افزایش ، دمای سیال را تنزل و یا NPSH لازم را کاهش داد که در این قسمت هر یک بررسی می شوند : الف)افزایش هد مکش : سیال داخل مخزن را افزایش دهید .

سطح مخزن را بالا ببرید .

پمپ ها در گودال (سطح پایین تر از مخزن) بگذارید .

تلفات لوله را کاهش دهید .

این تلفات به دلایل مختلفی اتفاق می افتند از جمله: - طراحی سیستم غلط است .

اتصالات بسیار زیاد و یا قطر لوله بسیار کوچک است - خط لوله ترکیده است .

- مواد جامد بر روی جداره های لوله تشکیل شده است .

- لوله مکش توسط یک ماشین سنگین زیر گرفته شده و ترکیده است .

- صافی توری لوله مسدود شده است.

.

- هواگیرها ممکن در هوای سرد یخ بزنند ؛ مطمئن شوید که هواگیر مخزن باز است و مسدود نیست .

- چیزی داخل لوله گیر کرده که ممکن است همانجا به وجود آمده و یا طی آخرین باز کردن سیستم از آن خارج و تمیز نشده باشد .

مثلاً احتمال دارد شیر یکطرفه بشکند و نشیمنگاه آن در داخل لوله گیر کند .

- جداره لوله یا اتصال خورده شده است .

- پمپی بزرگتر نصب شده و سیستم موجود بخاطر دبی افزایش یافته ، تلفات بسیار زیادی دارد .

- به جای شیر کشویی از شیر سوپاپی استفاده شده است .

- پوششهای گرمایی یخ زده و لوله ترکیده است .

- واشری داخل لوله گیر کرده است .

- سرعت پمپ افزایش یافته است .

یک پمپ کمکی نصب کنید .

مخزن را پر فشار کنید .

ب) پایین آوردن دمای سیال : تزریق مقدار کمی از سیال خنک کاری به مکش پمپ ، اغلب قابل اجرا است .

لوله کشی را از تابش آفتاب ایزوله کنید .

نسبت به خطوط باز چرخش رانش دقت کنید ، چرا که می توانند باعث گرم شدن سیال مکش شود .

ج) کاهش NPSH لازم : از پمپ دو مکشه استفاده کنید .

این کار می تواند NPSHR را تا 27% کاهش داده و یا در بعضی موارد به شما اجازه دهد که سرعت پمپ را تا 41% افزایش دهید .

از پمپی با سرعت پایین تر استفاده کنید .

از پمپی با دهانه بزرگتر چشم پروانه استفاده کنید .

در صورت امکان ایندیوسر نصب کنید ؛ چرا که می تواند NPSHR را تا حد 50% کاهش دهد .

از چند پمپ کوچکتر استفاده کنید .

سه پمپ با نصف دبی ارزانتر از پمپی بزرگتر به علاوه یدکی آن خواهد بود ؛ ضمن اینکه انرژی کمتری هم مصرف می کنند .

2- بلعیدن هوا پمپ سانتریفوژ می تواند 5/.%حجمی هوا را پمپاژ کند و در 6% هوا ، نتایج می توانند خطرناک باشند .

هوا از راه های مختلف وارد سیستم می شود که عبارتند از : کاسه نمد شیرهای روی خط لوله آب نشتی فلنجها گردابه سیال نصب خط فرضی بای پس بسیار نزدیک به مکش هر دو مورد تبخیر و بلعیدن هوا روی پمپ تأثیر یکسانی می گذارند .

حبابها هنگامی که از چشم پروانه به سمت قسمتهای پر فشار روانه می روند ، متلاشی می شوند .

بلعیدن هوا به ندرت باعث آسیب به پروانه یا پوسته می شود .

اثر اصلی بلعیدن هوا تلفات دبی می باشد .

اگر چه بلعیدن هوا و تبخیر هر دو اتفاق می افتند ، اما راه حلهای جداگانه ای دارند .

بلعیدن هوا به شدت تبخیر نبوده و به ندرت باعث آسیب رساندن می شود ، اما دبی پمپ را کاهش می دهد .

3- باز چرخش داخلی این وضعیت بر روی لبه ورودی پروانه قابل مشاهده است و معمولاً در نوک رانش که به سمت مکش برمی گردد ، ایجاد می شود .

باز چرخش داخلی ممکن است در چشم مکش پمپ نیز پدیدار شود .

چنانچه از اسمش پیداست ، سیال باز چرخش می کند و سرعتش افزایش می یابد تا تبخیر شود و سپس در محیط فشار بالا فرو می ریزد .

این موضوع همیشه در پمپهای با NPSH پایین ایجاد مشکل می کند .

برای جلو گیری از این مشکل ، واژه « سرعت مخصوص مکش» تعریف می شود تا شما را در تعیین اینکه چگونه پمپ نزدیک بهترین نقطه بازدهی (BEP) کار کند ، راهنمایی نماید .

4- اغتشاش بهتر است سیال داخل لوله دارای سرعتی ثابت باشد .

خوردگی یا انسداد می تواند سرعت سیال را تغییر دهد و با تغییر سرعت سیال فشار نیز تغییر می کند.

طراحی خوب لوله کشی شامل موارد زیر است : فاصله بین مکش پمپ و اولین زانویی ، 10برابر قطر لوله باشد .

در چیدن چند تایی پمپ ها ، ترجیح داده می شود که برای هر پمپ محدوده مجزایی وجود داشته باشد تا مکش یک پمپ با دیگری تلاقی نکند و اگر عملی نباشد ، تعدادی از پمپها را می توان در یک مخزن بزرگ تکی به گونه ای نصب نمود که : پمپها در امتداد خطی عمودی بر ورودی جریان قرار گیرند .

فاصله ی بین محور پمپها باید دست کم دو برابر قطر مکش باشد .

دبی هر پمپ باید کمتر از gpm 15000 باشد .

فاصله بین لقی دیواره پشت پروانه تا محور پمپ باید حداقل 75/0 قطر مکش باشد .

5- بدی مسیر پره توجه داشته باشید که آسیب وارده به لبه پروانه ، از نزدیکی زیاد آن به دماغه پمپ (حلزونی) ناشی می شود .

در صورتی که لقی (فاصله بین لبه پروانه و دماغه حلزونی) بسیار کوچک باشد ، سرعت افزایش و فشار کاهش می یابد و در نتیجه تبخیر موضعی بوجود می آید .

حبابها بلافاصله بعد از دماغه متلاشی می شوند و در آن حوالی آسیبهای وارده به حلزونی مشاهده خواهند شد .

برای دیدن آسیبها ، به نور چراغ قوه و آینه نیاز است ، مگر اینکه به بیرون از حلزونی نیز رخنه کرده باشند .

آسیبها به مرکز پروانه محدود می شوند و بر روی لفافها گسترش نمی یابند .

اگر شما حداقل گشادی بین لبه پروانه و دماغه را 4% قطر پروانه برای پروانه های با اندازه کوچک (کمتر از ً14 یا mm355) و 6% در پروانه های با اندازه بزرگتر (بزرگتر از ً14 یا mm 355) در نظر بگیرید ، می توانید این مشکل را رفع کنید .

در پمپ های دو مکشه ، چون چون چشم پروانه دوتاست ، دبی تقسیم بر 2 می شود.

سعی کنید پمپهای با سرعت مخصوص مکش کمتر از 8500 (5200 متریک)خریداری نمایید و از مقادیر بالای 12000 (8000 متریک) به استثنای شرایط خاص صرف نظر کنید .

مخلوط هیدروکربن ها و آب داغ در 9000 تا 12000 (5500 تا 7300 متریک) یا بالاتر ، احتمالاً می توانند کارکرد رضایت بخشی داشته باشند .

سرعت مخصوص بالا نشان می دهد که چشم پروانه بزرگتر از حد طبیعی است و بازده ممکن است برای فراهم آوردن NPSHR پایین به خطر افتد .

مقادیر بالاتر سرعت مخصوص ممکن است به طراحی خاصی نیاز داشته باشد و همراه با مقداری کاویتاسیون کار کند .

عموماً پمپی که 50% زیر نقطه بهترین بازده (BEP) کار می کند ، کمتر قابل اطمینان است .

در پمپهایی با پروانه باز ، معمولاً می توان با تنظیم لقی پروانه طبق مشخصات سازنده مشکلات را تصحیح کرد .

پمپهای با پروانه بسته مشکلات بیشتری دارند و به نظر می رسد که بهترین راه حل کاربردی این باشد که با سازنده تماس گرفته و درخواست شود تا در مورد طراحی پروانه و تغییرات ممکن در طراحی آن یا لقی های رینگ سایشی بررسی کند .