دلیل وجود پره در قسمت فلنج مکش پمپ

1404/06/06

در جریان حول یک جسم، حتی اگر لزجت کم باشد، ناحیه باریکی پیرامون جسم بوجود می آید که در آن ناحیه بواسطه گرادیان سرعت بزرگی که ناشی از ”چسبیدن“ سیال به مرز جسم است، تنش برشی حائز اهمیت می باشد. این ناحیه لایه مرزی نامیده می شود. در ورودي یک کانال ...

به منظور ایجاد جریان آرام در مکش پمپ، چه اقداماتی صورت می گیرد؟

با در نظر گرفتن شرایط مکانیکی توصیه شده در استاندارد در مکش پمپ ها، شرایط حرکت آرام سیال را در ورودی پمپ به منظور دسترسی به جریان آرام و مطلوب بررسی می کنیم.

لایه مرزي ( Boundary layer ) :

در جریان حول یک جسم، حتی اگر لزجت کم باشد، ناحیه باریکی پیرامون جسم بوجود می آید که در آن ناحیه بواسطه گرادیان سرعت بزرگی که ناشی از ”چسبیدن“ سیال به مرز جسم است، تنش برشی حائز اهمیت می باشد. این ناحیه لایه مرزی نامیده می شود.
در ورودی یک کانال یا لوله عمدتا لایه مرزی بسیار نازك است، بطوری که در این ناحیه می توان جریان را به جز در نزدیکی جداره لوله غیر لزج در نظر گرفت.
اما این لایه در طول لوله مرتبا ضخیم تر می شود و در بسیاری از جریان ها لایه مرزی سریعا کل مقطع جریان را احاطه می کند. در چنین حالتی می توان جریان را در سراسر لوله لزیج در نظر گرفت.

همچنین جریان در لوله های نسبتا طویل انتقال نفت و آب را می توان لزج به حساب آورد. اما جریان هوا در مجاری نسبتا کوتاه مثل کانال های تهویه و تونل های باد را غیر از ناحیه مرزی عموما می توان بدون اصطکاك در نظر گرفت.
در این بخش فرض می شود که تاثیر لزجت در سراسر جریان وجود دارد و لذا تنها جریان هایی در لوله که لزج هستند بررسی می شوند.

: ( Laminar flow ) جریان آرام
.جریانی است که در آن لایه های سیال با الگویی منظم بر روی یکدیگر حرکت می‌کنند

در این حالت اگر چه حرکات ملکولی نامنظم است، اما جریان بطور ماکروسکوپیک منظم می باشد.

: ( Turbulent flow ) جریان آشفته
.در این جریان نوسانات نامنظم در جریان توسعه می یابند و یک سرعت نوسانی کوچک اما ماکروسکوپیک، به جریان منظم اضافه می شود

در ادامه قصد داریم برخی از روش ها به منظور ایجاد جریان آرام در مکش پمپ را معرفی کنیم.

1. Suction Diffuser Vanes for Pump Applications:

با تعبیه تیغه هایی در قسمت فلنج مکش پمپ (مشابه شکل زیر)، که تعداد آن نسبت به نوع و شرایط هیدرولیکی پمپ متغیر است، به عنوان آخرین مرحله جریان آب در مسیر مکش پمپ، می توان تا حدی از اغتشاش سیال جلوگیری کرد.

2.Suction Diffiuser Flex ( SDF ):

طبق دستورالعمل ساخت بوسترپمپ های آتش نشانی، طول خط مکش باید به گونه ای باشد که فاصله فلنج مکش پمپ تا اولین تجهیز یا اتصال که باعث افت در مسیر می شود، حداقل ۱۰ برابر قطر لوله ورودی باشد.

پمپ‌های گریز از مرکز به جریان ورودی توسعه یافته نیاز دارند. برای داشتن یک الگوی جریان خوب در مکش پمپ، دستورالعمل سازنده پمپ طول 10 برابر قطر لوله در ورودی پمپ را توصیه می‌کنند. متأسفانه، طراحان باید با محدودیت‌های چیدمان فضا و تجهیزات مقابله کنند و همیشه نمی‌توانند از این توصیه پیروی کنند. در عوض، استفاده از زانویی که به مکش پمپ متصل است، رایج است که یک الگو با جریان متلاطم ایجاد می کند. این جریان می تواند باعث ایجاد کاویتاسیون، لرزش بیش از حد و یا عملکرد ضعیف پمپ شود. در نتیجه می تواند خرابی زودرس یاتاقان، سیل مکانیکی یا پروانه، هزینه‌های نگهداری بالا و مصرف برق بالا را در بر داشته باشد. علاوه بر این، پمپ‌های امروزی مانند گذشته در برابر شرایط ورودی غیر طراحی مقاوم نیستند. سرعت جریان و سرعت پروانه افزایش یافته است. در نتیجه پمپ به شرایط ورودی حساس‌تر است.

پس باید به دنبال رفع این مشکل بود.

در شکل (a) پمپ دو مکشه‌ای وجود دارد که دارای زانویی از نوع ساده می‌باشد و در حال تشکیل حفره است.

درحالیکه شکل (b) به دلیل وجود SDF، توزیع یکنواخت سیال در مکش پمپ را افزایش می‌دهد.

در حقیقت، با این روش امکان حذف مسیر 10D وجود دارد و این مورد بسیار ما را در جانمایی بوسترپمپ در فضای کوچک یاری خواهد داد.

3. Suction Diffiuser ( SD ):

در این قسمت با روشی آشنا می شویم که بی ربط با محدودیت فضای موجود در پمپ خانه نیست. در صورتیکه با این مشکل مواجه شدیم، بهترین مسیر استفاده از تجهیزی با نام Suction Diffiuser است. چراکه طبق شکل زیر هماهنند یک زانویی امکان نصب بلافاصله در مکش پمپ وجود دارد و با مکانیزم و طراحی داخلی مانع از ایجاد اغتشاش آب می شود.

در ادامه به بندهای اشاره شده از استاندارد NFPA20 و NFPA25 می پردازیم.

Suction Diffuser. A device that provides uniform flow into the suction side of a pump, equivalent to 10 pipe-diameters of straight pipe.

دیفیوزر مکش. تجهیزی که جریان یکنواختی را در سمت مکش پمپ، معادل 10 برابر قطر لوله مستقیم فراهم می کند.

Suction Diffuser. A device that provides uniform flow into the suction side of a pump, equivalent to 10 pipe diameters of straight pipe.

دیفیوزر مکش. قطعه‌ای که یک جریان یکنواخت را به سمت مکش پمپ فراهم می‌‌کند، در پمپ‌خانه‌های کوچک به جای استفاده از یک لوله مستقیم به طول 10 برابری قطر مکش، می‌توان از این تجهیز استفاده نمود.