در زمینه ماشین آلات سیال پمپ های جریان مختلط وپمپ های گریز از مرکزدو نوع پمپ رایج هستند. آنها نقش مهمی در بسیاری از زمینه های صنعتی و غیرنظامی ایفا می کنند. درک تفاوت های اساسی آنها برای انتخاب و استفاده صحیح از این دستگاه ها بسیار مهم است.
1، تفاوت های ساختاری
(1) ساختار پروانه
پمپ جریان مخلوط
شکل پروانه پمپ جریان مخلوط بین پمپ گریز از مرکز و پمپ جریان محوری است. پره های آن پیچ خورده است، هم با گسترش شعاعی پره های پمپ گریز از مرکز و هم با گسترش محوری پره های پمپ جریان محوری. این شکل تیغه باعث می شود که سیال پمپ جریان مخلوط در حین کار در معرض نیروهای گریز از مرکز و محوری قرار گیرد. به عنوان مثال، برخی از پروانه های پمپ جریان مختلط معمولی دارای زاویه قرارگیری پره های خروجی معمولاً بین 20 تا 60 درجه هستند که می تواند بر ویژگی های عملکرد پمپ جریان مخلوط تأثیر بگذارد.
پره های پروانه پمپ های گریز از مرکز معمولا شعاعی یا خمیده به سمت عقب هستند. تیغه ها عمدتاً نیروی گریز از مرکز تولید می کنند که سیال را از مرکز پروانه به سمت لبه پروانه پرتاب می کند. زاویه قرارگیری پره خروجی پروانه پمپ گریز از مرکز عموماً بیشتر از 90 درجه و برخی حتی نزدیک به 180 درجه است که به سیال اجازه می دهد نیروی گریز از مرکز زیادی را در پروانه به دست آورد.
(2) ساختار بدنه پمپ
پمپ جریان مخلوط
بدنه پمپ پمپهای جریان مختلط عمدتاً یک ساختار حلزونی است، اما در مقایسه با پیچشدن پمپهای گریز از مرکز، ناحیه گلویی آن بزرگتر است. این ساختار به تعادل بهتر نیروهای شعاعی و محوری در جریان سیال کمک میکند، در حالی که با ویژگیهای جریان سیال شعاعی و محوری در پمپهای جریان مخلوط سازگار میشود. علاوه بر این، ورودی و خروجی پمپ های جریان مختلط معمولاً در یک محور قرار دارند یا دارای زاویه مشخصی برای تطبیق با نیازهای مختلف نصب و بهره برداری هستند.
بدنه پمپ پمپهای گریز از مرکز نیز عمدتاً یک ساختار حلزونی است، اما ناحیه گلو نسبتاً کوچک است. ورودی پمپ گریز از مرکز معمولاً در کنار بدنه پمپ قرار دارد و خروجی در قسمت بالایی یا کناری بدنه پمپ قرار دارد که با طرح خطوط لوله ورودی و خروجی پمپ جریان مخلوط متفاوت است.
2، تفاوت در اصول کار
(1) اصل کار پمپ جریان مخلوط
تبدیل انرژی
هنگامی که یک پمپ جریان مختلط در حال کار است، پروانه می چرخد تا حرکت سیال را هدایت کند. به دلیل شکل پیچ خورده تیغه ها، سیال اثر ترکیبی نیروهای گریز از مرکز و محوری را در پروانه تجربه می کند. نیروی گریز از مرکز باعث می شود سیال به سمت لبه پروانه حرکت کند، در حالی که نیروی محوری سیال را به سمت جریان در جهت محوری سوق می دهد. در طی این فرآیند، هم انرژی جنبشی و هم انرژی فشاری سیال افزایش می یابد. همانطور که سیال از مرکز به لبه پروانه جریان می یابد، سرعت آن به تدریج افزایش می یابد و فشار نیز به تدریج افزایش می یابد.
مسیر جریان
مسیر جریان سیال در پمپ جریان مختلط یک جریان مورب بین جهت شعاعی و محوری است. سیال پس از ورود به پروانه از ورودی، در امتداد کانال شیبدار تیغه جریان می یابد. هنگام خروج از پروانه، هر دو مولفه سرعت شعاعی و محوری وجود دارد.
(2) اصل کار پمپ گریز از مرکز
تبدیل انرژی
پمپ های گریز از مرکز عمدتاً به نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط چرخش پروانه برای کار متکی هستند. هنگامی که پروانه با سرعت زیاد می چرخد، سیال تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز به سمت لبه پروانه پرتاب می شود. در طی این فرآیند، سرعت سیال افزایش مییابد و فشار نیز بر همین اساس افزایش مییابد. پمپ های گریز از مرکز عمدتاً انرژی مکانیکی ورودی توسط پروانه را به انرژی جنبشی و انرژی فشار سیال تبدیل می کنند که افزایش انرژی جنبشی سهم زیادی را به خود اختصاص می دهد و سپس انرژی جنبشی را از طریق اجزایی مانند حلزون به انرژی فشار تبدیل می کند.
مسیر جریان
مسیر جریان سیال در داخل یک پمپ گریز از مرکز شعاعی است. سیال از مرکز پروانه به سمت لبه پروانه پرتاب می شود و سپس به تدریج در امتداد کانال پیچشی بدنه پمپ تغییر جهت داده و از خروجی خارج می شود.
3، تفاوت در ویژگی های عملکرد
(1) مشخصات جریان و سر
پمپ جریان مخلوط
دبی پمپ های جریان مختلط نسبتاً زیاد است و معمولاً بین 100-10000 متر مکعب در ساعت بسته به مدل پمپ و مشخصات آن است. برد سر آن نسبتاً باریک است و معمولاً بین 10-10 متر است. منحنی سر جریان یک پمپ جریان مخلوط نسبتاً مسطح است و در محدوده معینی از هد، تأثیر تغییرات جریان بر روی هد نسبتاً کم است.
محدوده جریان پمپ های گریز از مرکز نیز بسیار گسترده است و از چند متر مکعب در ساعت تا هزاران متر مکعب در ساعت متغیر است. محدوده هد پمپ های گریز از مرکز گسترده است و از چند متر تا چند صد متر متغیر است. منحنی سر جریان یک پمپ گریز از مرکز به طور کلی یک شکل قوز با راندمان بالا در نزدیکی نقطه عملکرد عالی را نشان می دهد. پس از انحراف از نقطه عملکرد عالی، راندمان به سرعت کاهش می یابد.
(2) کارایی
پمپ جریان مخلوط
پمپ های جریان مختلط در شرایط دبی متوسط و هد بالا راندمان بالاتری دارند. با توجه به ویژگیهای ساختار و اصل کار آن، پمپهای جریان مخلوط میتوانند به طور موثر انرژی ورودی را به انرژی موثر سیال در هنگام مواجهه با دبیهای بالا و نیازهای سر مشخص تبدیل کنند، با راندمان به طور کلی به حدود 70% -85%.
راندمان پمپهای گریز از مرکز در ناحیه بازده بالا نیز نسبتاً بالا است و معمولاً به حدود 80٪ -90٪ میرسد. اما زمانی که دبی و هد از نقطه عملیاتی بهینه منحرف می شوند، راندمان به سرعت کاهش می یابد. به عنوان مثال، زمانی که نرخ جریان کمتر از 50٪ از نقطه عملکرد بهینه باشد، راندمان پمپ گریز از مرکز ممکن است به زیر 50٪ کاهش یابد.
(3) عملکرد کاویتاسیون
پمپ جریان مخلوط
عملکرد کاویتاسیون پمپ های جریان مخلوط نسبتا ضعیف است. با توجه به سرعت جریان ورودی بالا و زاویه ورودی پره بزرگ پمپ های جریان مختلط، کاویتاسیون مستعد ایجاد حفره در ورودی تیغه است. به خصوص در شرایط هد کم و جریان زیاد، مشکلات کاویتاسیون شدیدتر است.
عملکرد کاویتاسیون پمپ های گریز از مرکز نسبتا خوب است. زاویه ورودی پره های پمپ گریز از مرکز نسبتاً کوچک است و سرعت جریان ورودی نسبتاً آهسته است که می تواند وقوع حفره را تا حدی کاهش دهد. با این حال، پمپهای گریز از مرکز نیز ممکن است در ارتفاع بالا، دمای بالا یا شرایط مکش ضعیف، مشکلات کاویتاسیون را تجربه کنند.
4، تفاوت در دامنه کاربرد
(1) دامنه کاربرد پمپ جریان مخلوط
مهندسی هیدرولیک
پمپ های جریان مخلوط به طور گسترده در مهندسی آبیاری و زهکشی استفاده می شود. به عنوان مثال، در سیستمهای آبیاری کشاورزی در مقیاس بزرگ، پمپهای جریان مختلط میتوانند آب را از منبع به موقعیت بالاتر ببرند و سپس آن را از طریق کانالهایی به زمینهای کشاورزی مختلف منتقل کنند. از نظر زهکشی، پمپ های جریان مختلط را می توان برای رفع غرقابی به ویژه در مناطقی با زمین نسبتاً مسطح استفاده کرد. پمپ های جریان مخلوط می توانند به طور موثر آب انباشته شده را تخلیه کنند.
تامین آب شهری
در پروژه های دریافت و انحراف آب خام برخی از شهرها، می توان از پمپ های جریان مختلط برای انتقال آب از منبع آب به تصفیه خانه ها یا شبکه های آبرسانی شهری نیز استفاده کرد. به خصوص هنگامی که دبی زیاد و هد متوسط مورد نیاز است، پمپ جریان مخلوط انتخاب اقتصادی تری است.
(2) دامنه کاربرد پمپ گریز از مرکز
بخش صنعتی
پمپ های گریز از مرکز به طور گسترده در صنایعی مانند مواد شیمیایی، نفت و برق استفاده می شود. در صنایع شیمیایی می توان از پمپ های گریز از مرکز برای انتقال مواد شیمیایی مختلف مانند اسیدها، بازها، محلول های نمکی و ... استفاده کرد و در صنعت نفت نیز می توان از پمپ های گریز از مرکز برای فرآیندهایی مانند حمل و نقل نفت خام و تزریق آب استفاده کرد. در صنعت برق می توان از پمپ های سانتریفیوژ برای تامین آب خنک کننده در گردش و غیره استفاده کرد.
زمینه ساخت و ساز
پمپ های سانتریفیوژ نقش مهمی در سیستم های تامین آب و زهکشی ساختمان دارند. به عنوان مثال، در سیستم آبرسانی ساختمانهای بلند-، پمپهای گریز از مرکز میتوانند آب را از استخر سطح پایین به مخزن آب بلند-برآورند تا نیازهای آبی کاربران را برآورده کنند. در سیستم حفاظت از حریق، پمپ های گریز از مرکز نیز تجهیزات مهم تامین آب هستند که می توانند حجم و فشار آب کافی را در زمان آتش سوزی تامین کنند.
به طور خلاصه، تفاوت های اساسی بین پمپ های جریان مختلط و پمپ های گریز از مرکز از نظر ساختار، اصل کار، ویژگی های عملکرد و دامنه کاربرد وجود دارد. در کاربردهای عملی، انتخاب یک پمپ جریان مخلوط یا پمپ گریز از مرکز بر اساس شرایط عملیاتی خاص مانند سرعت جریان، هد، خواص مایع و سایر عوامل ضروری است. برای موقعیتهایی با نرخ جریان بالا، هد متوسط و الزامات بالا برای عملکرد کاویتاسیون، پمپهای جریان مخلوط انتخاب خوبی هستند. برای شرایط کاری با دامنه وسیع جریان و هد، نیازهای راندمان بالا و حساسیت به عملکرد کاویتاسیون، پمپ های سانتریفیوژ مزایای بیشتری دارند.