مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هيدروليک لاترال‌ها

هيدروليک سيستم‌هاى توزيع آب در آبيارى قطره‌اى در لوله‌هاى اصلى و لاترال مشابه ساير سيستم‌ها است. بدين‌صورت که افت اصطکاک با همان روشى که در مورد آبيارى بارانى گفته شد محاسبه مى‌شود. پمپ بايد بار فشار لازم را طورى تأمين کند که جوابگوى افت اصطکاک در لوله‌هاى توزيع، فيلترها و وسايل کنترل بوده علاوه بر اين درصروت اختلاف ارتفاع، آن را نيز جبران نمايد و سرانجام در قطره‌چکان‌ها به اندازه طراحى شده فشار موجود باشد.
در محاسبه افت اصطکاک در لاترال ابتدا مقدار افت در لوله با اين فرض که هيچگونه دبى از امى‌رها خارج نشود محاسبه شده (hf) سپس مقدار واقعى افت اصطکاک با در نظر گرفتن اين واقعيت که دبى لاترال از ابتدا تا انتها به دليل خروج آب از قطره‌چکان‌ها به‌تدريج کاهش مى‌يابد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قسمت اعظم آب مورد نياز کشاورزى در مناطق خشک و نيمه‌خشک از منابع زيرزمينى تأمين مى‌شود که به‌جز قنوات و چشمه‌ها استخراج آنها بدون پمپ امکان‌پذير نيست. علاوه بر اين در اکثر سيستم‌هاى آبيارى بارانى و قطره‌اى کاربرد پمپ اجتناب‌ناپذير است. در اين قسمت پاره‌اى از خصوصيات پمپ‌ها و اصول پمپاژ مورد مطالعه قرار گرفته است تا مهندسان طراح از مفاهيم مربوط به آنها اطلاع کافى داشته باشند و به هنگام لزوم مناسب‌ترين نوع پمپ را انتخاب نمايند.

آرایش سیستم پمپ ها

احتياج طرح‌هاى مختلف آبيارى به دبى‌هاى گوناگون ايجاب مى‌کند تا ترکيبى از پمپ‌ها به‌کار رفته و فشار و دبى مورد نظر تأمين گردد. زيرا يک پمپ ممکن است به تنهائى نتواند دقيقاً نيازهاى طرح را تأمين کند. پمپ‌ها يا به‌طور سرى يعنى پشت سرهم نصب مى‌شوند و يا موازي.
نصب پمپ‌هاى سرى براى افزايش فشار و نصب پمپ‌هاى موازى به منظور بالا بردن دبى است. پمپ‌هاى بوستر حالت خاصى از پمپ‌هاى سرى است که در قسمتى از خط انتقال فشار را افزايش مى‌دهند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اساس مكش پمپ ها
هوا در سطح زمين داراي فشاري معادل 6/14 پوند بر اينچ مربع و يا يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي باشد. لوله طويلي را در نظر بگيريد كه يك انتهاي آن بسته شده است، اگر اين لوله را پر از آب كرده و آن را بطور وارونه در تشك حاوي آب قرار دهيم، سطح آب در درون لوله رفته پايين مي آيد و اين عمل تا زماني كه فشار هواي خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به يك اندازه برسند، ادامه خواهد يافت. به تجربه ديده شده است كه تعادل مذكور هنگامي حاصل مي گردد كه ارتفاع آب درون لوله برابر با 32 فوت ( 10 متر ) باشد.
بنابراين ستوني از آب به ارتفاع 10 متر، داراي فشاري معادل يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
حال چنانچه لوله اي طويل را در يك انتها مسدود نموده و انتهاي ديگر آن را به ظرف حاوي آب وارد سازيم و هواي درون لوله را تخليه كنيم، خواهيم ديد كه آب لوله با فشار اتمسفر ( يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) به طرف بالا حركت مي كند.
اگر بتوان تمام هواي درون لوله را تخليه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع 32 فوت بالا مي رود.انجام اين كار، يعني تخليه كامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع 10 متري امكان پذير نيست، چرا كه حدوداً در ارتفاع 6 تا 7/6 متر عمل بالا رفتن متوقف مي گردد و سطح آب به صورت ساكن، باقي مي ماند. علت اين امر وجود وزن ستون آب است كه در عمل تعادل فشار هواي بيرون و درون لوله مداخله نموده و اين عمل را تسريع مي بخشد. اولين كار پمپ عبارت است از تخليه هوا از درون لوله مكش، اين عمل باعث مي شود كه فشار اتمسفر بتواند به مايعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و يا پيستون هدايت نمايد. بايد بخاطر سپرد كه پمپ بايد حداكثر بين ارتفاع 6 تا 7/6 متري از سطح مايع قرار گيرد تا بتواند عمل جابجايي مايع را به خوبي انجام دهد.كـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژي به مواد سيال و هدايت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن قسمت چرخنده ) به مقصد نهائي.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پمپهای گریز از مرکز ماشین هایی هستند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز (عکس العمل سیال در برابر نیروی مرکز گرا ) سیالات را جابه جا میکنند. در ادامه به موارد مهم در موضوع سیالات اشاره می شود. كه با دانستن آنها مي توانيد بدون نياز به تجربه كافي مشكلات ايجاد شده را رفع و پيش بيني كنيد.

نیروی وزن باعث میشود که اگر سیال در یک ارتفاع باشد به ارتفاع پایین تر جریان یابد. انرژی پتانسیل ، انرژی است که در سیال ذخیره میشود و مایع دارای فشار بالاتر انرژی پتانسیل بیشتری دارد، بنابراین سیال از سطوح با فشار بالا به سطوح با فشار پایین جریان می یابد.
در صورتی که فشار دو مخزن برابر باشد یا اینکه اختلاف ارتفاع نداشته باشند سیال میان آنها جریان نمی یابد.بنابراین در این حالت ها نیاز به استفاده از پمپ داریم. همچنین میتوان از پمپ به منظور افزایش مقدار سیال جابه جاشده، ( دبی) استفاده کرد .
پس میتوان نتیجه گرفت یک پمپ با افزایش انرژی سیال آنرا جابجا می کند.
در پمپ های سانتریفیوژ این عمل توسط پروانه انجام میشود، که با چرخاندن سیال انرژی آن را می افزاید. سیال باعبوراز ورودی پمپ وارد چشم ( مرکز ) پروانه میگردد و با دوران پروانه از لبه آن خارج میگردد. هرچه سرعت پروانه بیشتر باشد سیال سریعتر جابجا می شود. در زیر یک نمونه محفظه و پروانه نشان داده شده است. هنگامی که سیال وارد پوسته( محفظه) میشود سرعت آن کاهش می یابد.چون سرعت سیال کاهش می یابد فشار آن افزایش یافته و از طرف دیگر چون سیال بافشار زیاد در لبه و دور از چشمی خارج میگردد باعث ایجاد یک ناحیه کم فشار در چشمی شده که در اثر آن جریان سیال به درون چشمی امکان پذیر میگردد. (اختلاف فشار) وقتی سیال به خارج پمپاژ میشود سرعت آن افزایش می یابد این افزایش سرعت در خروجی به شکل فشار بسیار زیاد و بخشی از آن در محفظه به صورت فشار نمایان میشود.
پروانه که به عنوان پیشران می باشد توسط یک منبع محرک بیرونی چرخانده میشود. محرک به شکل های مختلف الکتروموتور،توربین و موتور با سوخت فسیلی می باشد. نیروی محرک توسط یک شافت به پیشران منتقل میگردد. محلی که شافت از محفظه پمپ خارج می شود، دچار نشتی میگردد برای رفع این مشکل از آب بند یا جعبه لایی استفاده میشود. در جایی که لایی قرار میگیردممکن است که شافت به شدت دچار ساییدگی گردد به همین دلیل باید از مواد قابل انعطاف استفاده کرد. همچنین برای جلوگیری از سایش، از یک آستین متحرک شافت استفاده می کنند. آستین به راحتی تعویض میگردد.
سیال از ناحیه خروجی با فشار بالا به پشت ناحیه مکش نشتی پیدا می کند . به همین جهت فضای بین آنها را به حلقه های تحت سایش مجهز میکنند . حلقه سایش بدنه ثابت اما حلقه سایش پیشران همراه آن دوران میکند.بستن مناسب حلقه های سایش مقدار نشتی را به اندازه زیادی کاهش میدهد. البته مقداری نشتی برای روانکاری لازم است ، سیال نشت شده سبب روانکاری و خنک سازی حلقه های سایش میشود و همچنین از سایش رینگها در مقابل هم جلوگیری میکند.با ضعیف شدن رینگها فضای میان آنها زیاد شده و نشتی بیشتر میشود. در اینصورت باید رینگ ها تعویض شوند. همچنین حلقه های تحت سایس بوسیله سیال پمپاژ شده روانکاری میشوند و اگر روانکاری مناسب نباشدحلقه ها باهم تماس داشته، ساییده میشوند، گرم شده و جام میکنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کاویتاسیون، تشکیل حباب های بخار در پمپ می باشد و متعاقب آن ترکیدن و متلاشی شدن آنها می باشد.کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که فشار مطلق در مایع، پایین تر از فشار بخار آن باشد.انواع کاویتاسیون که ممکن است در پمپ ها اتفاق بیافتد:

- کاویتاسیون تبخیری (نارسایی NPSHa) :

شایعترین نوع کاویتاسیون می باشد و حدود 70% از کاویتاسیون ها را در بر می گیرد. برای جلوگیری از این نوع کاویتاسیون، مقدار NPSHa در سیستم باید از مقدار NPSHr (حداقل انرژی مورد نیاز پمپ که توسط کارخانه سازنده توسط منحنی هایی به همراه کاتالوگ پمپ ارائه می گردد) بیشتر باشد.برای جلوگیری از صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون، راهکار های زیر پیشنهاد می گردد:

1-کاهش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را کاهش دهد، هرچه دما کمتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن کمتر خواهد شد و در نتیجه احتمال کمتر شدن این فشار نسبت به فشار داخل پمپ افزایش می یابد . بنابراین وقتی خواستید که سیال با دمای بالا را پمپ کنید بسیار باید به این نوع کاویتاسیون دقت کنید.

 2-افزایش تراز مایع در مخزن مکش که مقدار هد استاتیکی را افزایش می دهد.
 
3-بهبود و اصلاح پمپ شامل موارد زیر :

-کاهش سرعت که مقدار H_f(هد ناشی از افت) را کاهش می دهد.

-افزایش قطر چشمه پره

-بکار بردن دو پمپ کوچکتر بصورت موازی که موجب کاهش افد هد می شود.

 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موارد مختلف در انتخاب پمپ ها

پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، توان مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی یا احتراق داخلی تامین می گردد به توان هیدرولیکی تبدیل می کند. پمپ فقط مولد جریان سیال بوده و سطح فشار ایجاد شده به میزان بار مقاومی که توسط عملگر سیستم هیدرولیک بر آن غلبه میشود، بستگی دارد.   

پمپ جابجایی مثبت به ازاء هر دو ر چرخش محور پمپ ،مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیك ارسال مینماید. پمپ جابجائی مثبت (دبی ثابت و متغییر ) شامل انواع پمپ دنده ای ، پره ای و  پیستونی محوری و شعاعی میباشد.


در انتخاب پمپهای با جابجایی ثابت موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

قطر دهانه های پمپ
فشار كاری در خروجی پمپ
فشار كاری در ورودی پمپ
سرعت دوران پمپ
حجم جابجایی روغن
دبی موثر
توان موتور محرك پمپ
دمای كاری روغن
درجه ویسكوزیته
فیلتراسیون

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

براي عبور آبهاي اضافي و سيلابها از سراب به پاياب سدها از سازه اي به نام « سرريز » استفاده مي شود . يكي از سازه هاي مهم سد ، سرريز مي باشد با توجه به وظيفه اي كه بر عهده آن مي باشد ، سرريز بايد سازه اي قوي ، مطمئن و با كارآيي بالا انتخاب شود كه هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگي داشته باشد .
معمولاً سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيم بندي مي كنند ، اين مشخصه مي تواند در رابطه با سازه كنترل ، كانال تخليه و يا هر عضو ديگر آن باشد . بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد ، به ترتيب با نام سرريزهاي كنترل دار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته مي شوند .

نوع سرريزها معمولاً با عناوين : ريزشي ، اوجي ، جانبي ، شوت ، مجرايي ، تونلي ، نيلوفري ، سقوطي با بار شكن ، آبرو و سيفوني مشخص مي گردد .

1- سرريز ريزشي آزاد ( سرريز هاي با سقوط مستقيم )
در اين نوع سرريزها جريان آب بطور آزاد از روي تاج سرريز فرو مي ريزد . اين سرريزها براي سدها ي بتني قوسي نازك ، سدهاي پشت بنددار و يا تاجهايي كه وجه پايين دست آنها تقريباً قائم است ، مناسب مي باشد . جريان ممكن است بصورت آزاد همانند يك لبريز لبه تيز انجام گيرد و يا تا فاصله كمي در روي اوجي هدايت شود . غالب اوقات تاج را بصورت يك لبه آويزان ادامه مي دهند ، تا جريانهاي كوچك را به نقطه اي دورتر از ديواره مقطع سرريز شونده هدايت كند .
در سرريزهاي ريزشي آزاد ، به زير سفرة آب به اندازة كافي هوا داده مي شود تا از شكل گيري جتهاي ضرباني و نوسان كننده جلوگيري شود .
اگر هيچگونه تأ سيسات حفاظتي مصنوعي در پاي سقوط در نظر گرفته نشود ، در بيشتر موارد در بستر رودخانه فرسايش ايجاد مي شود و يك حوضچه استغراق شكل مي گيرد عمق و حجم حوضچه تابعي از عمق پاياب ، ارتفاع سقوط آب و تغييرات دبي جريان است .
فرسايش ناپذيري مواد بستر ( مانند سنگ ) اثر جزئي بر روي اندازه حوضچه دارد ، چرا كه فقط مي تواند زمان حفر كامل حوضچه را به تعويق بيندازد . در مواردي كه فرسايش بستر غير قابل تحمل باشد ، مي توان با احداث يك سد كمكي در پايين دست سازه اصلي ، به ايجاد يك حوضچه مصنوعي پرداخت . اين كار همچنين مي توان با حفر يك حوضچه انجام داد و سپس آنرا به كف بند بتني مجهز ساخت .
به شرط وجود عمق كافي ، هنگامي كه جت آب به روي يك كف بند افقي سقوط مي‌كند ، جهش هيدروليكي شكل خواهد گرفت . براي تعيين مولفه هاي جهش هيدروليكي فوق‌الذكر مي توان معادله مومنتم را در پاي سقوط به كار گرفت .
از سرريزهاي ريزشي آزاد ، كه در محدوده وسيعي از عمق پاياب بتواند مؤثر باشند ، مي‌توان در سدهاي خاكي استفاده كرد . اين سرريز از يك ديواره مستقيم مجهز به لبريز تشكيل شده كه در قسمت بالاي يك فلوم با مقطع مستطيلي كار گذاشته شده است .كف بند افقي آن بر رقوم كف رودخانه منطبق است و يا پايين تر از آن قرار مي گيرد . در اين حالت ، به منظور كمك به تشكيل جهش هيدروليكي و كاهش فرسايش پايين دست ، سيستم به بلوكهايي در كف و يك آستانه در انتها مجهز شده است . اين نوع سازه هيدروليكي ، براي اختلاف ارتفاعهاي زياد مناسب نيست ، زيرا در اينصورت بايد كف بند ، نيروي عظيم برخورد جت با فونداسيون را تحمل كند . ارتعاشهاي حاصل از اين برخورد ، ممكن است سبب ترك خوردگي و يا جابجائي قسمتهايي از سازه شود و خطر انهدام آنها در اثر بروز پديده هاي جوشش ماسه ( پايپينگ ) و زير شويي را به‌وجود آورد .
معمولاً نبايد در مواردي كه اختلاف تراز آب مخزن و پاياب از 6 متر متجاوز است ، از اين نوع سازه هيدروليكي استفاده شود .

2- سرريز اوجي ( آبريز )
اين سرريزها يك لبريز كنترل دارند كه به شكل منحني اوجي ( پيوند ) يا داراي پروفيل S شكل است . معمولاً قسمت فوقاني منحني پيوند طوري طراحي مي شود كه هر چه نزديكتر ، بر پروفيل زيرين سفره آبي كه از روي يك لبريز لبه تند هوا دهي شده ، فرو مي ريزد منطبق باشد . با جلوگيري از ورود هوا به زير سفره آب ، امكان تماس بين آب سرريز شده و پروفيل تاج سرريز فراهم مي آيد . براي دبي هاي نظير ارتفاع طراحي ، جريان آب بدون مزاحمتي از طرف لايه مرزي ، به آرامي بر روي پروفيل تاج سرريز حركت مي كند و تقريباً حداكثر بازده تخليه به دست مي آيد . پايين تر از قسمت فوقاني منحني پيوند ، پروفيل به صورت مماسي در طول يك شيب ادامه مي يابد و بدين ترتيب ورقه آب را در روي سطح قسمت آبريز حفاظت مي‌كند . در انتهاي شيب ، يك منحني معكوس جريان را بداخل حوضچه آرامش و يا كانال تخليه سرريز برمي‌گرداند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:

 

تعریف پمپ

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهم‌ترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارت‌اند از:
اجزا ثابت:

1. بدنه: بدنه شامل 1. بدنه حلزونی (Volute)

2. بدنه دایره وار(Circular)

پره ها که در بدنه جای گرفته اند.

1. بدنه های حلزونی: هد بالا را ایجاد می کنند. بدنه های استوانه وار برای هد پایین و ظرفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

در قسمت حلزونی مادامی که سطح مقطع افزایش می یابد، بدنه حلزونی شکل سرعت مایع را کاهش داده و فشار آن را زیاد می کند. و از قسمت خروجی(Discharge) مایع با فشار خارج می شود.

یکی از اهداف اصلی یک بدنه حلزونی کمک کردن به بالانس فشار استاتیک که برروی شفت پمپ ایجاد می شود، می باشد.

2. بدنه دایره وار : شامل امپلر ها هستند که انرژی سرعت را به انرژی فشاری تبدیل می کنند.

نازل مکش (Suction) و خروجی (Discharge)

شامل آرایشهای زیر می باشند.

1. مکش در انتها / خروجی در بالا

نازل مکش در انتها و هم مرکز با شفت ، در حالیکه نازل خروجی در قسمت بالای شفت قرار دارد. این نمونه پمپ ها دارای NPSH( فشار مکش مثبت خالص)((Net Positive Suction Head پایین است چون مایع مستقیما به چشمه یا چشم امپلر وارد می شود.

2. مکش بالا / خروجی بالا

نازل خروجی و مکش در بالای قسمت استوانه ای بدنه نسبت به شفت قرار دارند. این نمونه پمپ همیشه یک پمپ بدنه جدا (دو تیکه) شعاعی(محوری) می باشد.

 قسمت متحرک (دوار) 1. امپلر : امپلر جزء اصلی قسمت دوار می باشد که سرعت گریز از مرکز سیال را فراهم می کند. انواع امپلر: بر پایه مسیر اصلی سیال نسبت به محور دوار

1. جریان شعاعی 2. جریان محوری 3. جریان مختلط

بر پایه نوع مکش

1. تک مکش: مایع از یک قسمت وارد می شود. 2. دو مکش: مایع به صورت متقارن از هر دو سمت امپلر وارد می شود. 

 بر پایه ساختار مکانیکی

1. بسته: پوشش یا جداره ، پر هها را احاطه می کنند.

2. باز: هیچ پوشش یا جداره ایی پرهها را احاطه نمی کند.

3. نیمه باز یا نوع گردابی

امپلرهای بسته نیاز به پوشش حاقه ای دارند و همین امر باعث مشکلات تعمیراتی می شود.

تعداد امپلر ها تعداد مراحل پمپ را تعیین می کنند.

یک پمپ تک مرحله ای تنها یک امپلر دارد و برای سرویس با هد پایین بهترین گزینه است. یک پمپ دو مرحله ای دو پمپ دارد و برای سرویس با هد متوسط بکار میرود. پمپ چند مرحله ای 3 امپلر یا بیشتر دارد و برای هد بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

2. شفت: انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

محفظه آببندي (stuffing box) : آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود. براي جلوگيري از نشت اب از محفظه، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود.پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanical seal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آببندي عمل ميكند درصورتي كه آببندهاي خارجي داراي اجزاء دوراني( rotatig element) خودشان در بيرون محفظه آببندي مي باشند. بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد. جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود. پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند. مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند. بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي كنند. رينگهاي سايشي براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند. بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد.

1. پمپهای سانتریفوﮊ. 2. پمپهای رفت و برگشتی. 3. پمپهای چرخ دنده ای.

پمپ سانتریفیوژ

این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولاً نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.
پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.
یک پمپ سانتریفیوژ دارای دو جز اصلی می باشد:

1. قسمت متحرک (دورانی) که شامل شفت و پره ها(Impeller) می باشد.

2. قسمت ثابت شامل بدنه (Casing)، پوشش بدنه(Cover casing) و یاتاقان (Bearing)

پمپ های رفت و برگشتی(Reciprocating Pumps)
این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولاً کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود.

دو نمونه پمپ رفت و برگشتی موجود می باشد:

1. پمپ پیستونی   2. پمپ دیافراگمی

این پمپ ها توسط یک پیستون و دیافراگم رفت و برگشتی صورت می گیرد.

مایع از طریق شیر ورودی وارد اتاقک پمپ (Pump Chamber) و  از طریق شیر خروجی به بیرون هدایت می شود. این عمل توسط دیافراگم و پیستون رفت و برگشتی صورت می گیرد. پمپ های رفت و برگشتی برای هد بالا و دبی های پایین بسیار مناسب هستند. و در صنعت کاربرد فراوانی دارند و  اغلب برای اندازه گیری مقادیر دقیق کار سیال بکار برده می شوند. پمپ رفت و برگشتی نسبت به ذرات جامد مقاوم نیست.

اگر یک جریان ملایم مورد نیاز باشد آنگاه جریان خروجی سیستم باید شامل اجزاء اضافی دیگری نظیر جمع کننده ها (Accumulator) برای بدست آوردن جریان با یک سرعت خاص در تمام لحظات باشد.

پمپ های رفت و برگشتی طراحی شده، برای فشار بالا می بایست شامل روشهای برای تخلیه فشارهای اضافه سیال باشد.

از جمله این اقدامات تعبیه یک شیر تخلیه فشار (Relief Pump) در هنگام ساختن پمپ و یا قرار دادن آن در مسیر جریان سیال می باشد.

پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ

 این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (Safety valve) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.

کاویتاسیون

این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.

انواع پمپها عبارتند از :

1ـ پمپ هاي ديناميكي - ۲ پمپ هاي جابجايي

مي توان پمپ هارابراساس نحوه عملكردشان به گونه اي ديگر نيز دسته بندي كرد:

ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)

2ـ پمپ هاي محوري

3 ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)

مهمترين تركيبات عمومي مواد ساختماني پمپها عبارتند از:

مواد: پمپهاي سانتريفيوژ كه معمولا به بازار عرضه مي شوند داراي تركيبات برنزي، تمام برنزي ،يا داراي تركيب آهني مي باشند. در ساختار نيمه برنزي ،پروانه خلاف شافت (اگر بكار برده شده باشد ) و رينگهاي سايشي برنزي خواهد بود و محفظه از چدن است. اين مواد ساختماني براي قسمتهاي از پمپ مي باشد كه در تماس با پمپاژ شده مي باشد.

محفظه آببندي (stuffing box) :

آن قسمت از پمپ است كه شفت گردننده وارد محفظه پمپ مي شود. براي جلوگيري از نشت اب از محفظه، يك آب بند مكانيكي يا نوار آببندي بكار مي رود.پمپها با اب بندي مكانيكي((mechanical seal بطور موفقيت آميز در موارد گوناگون بكار برده مي شوند.آب بندهاي داخلي درون محفظه آببندي عمل ميكند درصورتي كه آببندهاي خارجي داراي اجزاء دوراني( rotating element) خودشان در بيرون محفظه آببندي مي باشند. بسته به آببندي پمپ و مايعي كه پمپاژ مي شود محدوديتهاي در فشار و دماي مايع وجود دارد. جنس ماده ابندي پس از انكه نوع سيال پمپاژ شونده و دما و فشار ان تعيين شد ، توسط كارخانه سازنده تعيين مي شود. پمپها با نوار آب بندي بويژه در جاهايي كه مواد سايينده كه همراه اب وجود دارد بكار سيستم اسيب نمي رساند بطور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند. مقداري نشت بايد وجود داشته باشد تا سطح بين ماده نوار و شفت را روانكاري و سرد كند. بوش شفت و شفت موتور يا پمپ را بويژه با نوار اببندي ، محافظت مي كنند.

رينگهاي سايشي براي پروانه يا محفظه آب بندي بكار برده مي شود ،انها قابل تعويض بوده و از سايش پروانه يا محفظه جلوگيري ميكنند.

بلبرينگها غالبا زياد بكار برده مي شوند مگر در پمپهاي سيلكولاتر ،كه ياتاقانهاي موتور و پمپ از نوع بوش مي باشد.

رينگ تعادل :

در طرف پشت پروانه هاي بسته تك مكشه مي باشد تا بار محوري را كاهش دهد.پروانه هاي داراي دو ورودي بطور ذاتي از لحاظ محوري بالانس مي باشند.

سرعتهاي كار نامي موتور ممكن است در محدود 600 تا 3600 دور در دقيقه انتخاب شوند (سازندگان پمپ بايستي سرعت بهينه پمپ را براي هر نياز پمپاژ بخصوص با در نظر گرفتن راندمان ، قيمت و صدا و نگهداري بدست اورد.)نمونه اي از سطح مقطع يك پمپ سانتريفوژ مجهز توسط انستيتوي هيدروليك در شكل نشان داده شده است بيشتر قسمتهاي كه قبلا شرح داده شد در روي شكل مشخص است.

به طوركلي پمپ به دستگاهي گفته مي شود كه انرژي مكانيكي رااز يك منبع خارجي اخذ و به سيالي كه ازآن عبورمي نمايدانتقال دهد.درنتيجه انرژي سيال بعدازخروج از ماشين افزايش مي يابد.پمپ ها رابرمبناي نحوه انتقال انرژي به سيال به دودسته تقسيم بندي مي كنند:

1ـ پمپ هاي ديناميكي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به طوردائمي است.

2ـ پمپ هاي جابجايي:كه انتقال انرژي ازآنها به سيال به صورت متناوب يا پريوديك است.

مي توان پمپ هارابراساس نحوة عملكردشان به گونه اي ديگرنيز دسته بندي كرد:

1ـ پمپ هاي سانتريفوژ(جريان شعاعي)2ـ پمپ هاي محوري3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(يا باجريان مختلط)

1ـ پمپ سانتريفوژ(شعاعي):

عملكرداين پمپ به اين صورت است كه درآن سيال موازي محور واردچرخ پمپ شده وعمود برآن ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها معمولاً براي ايجادفشارهاي بالا دردبي هاي كم به كارمي روند.بنابراين اغلب پمپ هاي سانتريفوژ توانايي خوبي درايجادفشارهاي بالادارند.پمپ هاي سانتريفوژ شايع ترين نمونه ازپمپ هاهستند.

2ـ پمپ هاي محوري:

سيال موازي محور وارد پمپ مي گردد و به طور موازي نسبت به محور ازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كار مي روند.

3ـ پمپ هاي نيمه سانتريفوژ(مختلط):

سيال موازي محور وارد چرخ پمپ مي گردد و به طورمايل نسبت به محورازچرخ خارج مي گردد.اين پمپ ها براي ايجادفشارها و دبي هاي متوسط به كارمي روند.اين پمپ هانسبت به پمپ هاي سانتريفوژ

توانايي بيشتري دراستفاده وبه كارگيري دبي هاي يالا رادارند.

مباني وكاربردپمپهاي گريز از مركزcentrifugal pump اصول كار كليه اين پمپ هابراساس استفاده ازنيروي "گريزاز مركز" پايه گذاري شده است. هرحجمي كه دريك مسيردايره اي يامنحني الشكل حركت كند ، تحت تاثيرنيروي گريزازمركز واقع مي شود.جهت نيروي مذكور طوري است كه همواره تمايل داردكه جسم را ازمحوريامركز دوران دورسازد.

قسمت هاي اساسي يك پمپ گريزازمركز عبارتنداز:

1. الكترومتور: كه شامل قسمت الكتريكي پمپ است.

2. كوپل يا هم محور سازي :كه متصل كننده الكترومتر به شافت (محور )پمپ است.

3. هوس برينگ: كه محل قرار گيري برينگها مي باشد

4. مكانيكال سيل: كه محل آب بندي پمپ و جدا كننده سيال پمپاژ شده و قسمت مكانيكي پمپ مي باشد

5. پره هاي پمپ :كه با توجه به نوع كاربرد داراي انواع مختلفي مي باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب