پمپ‌ها در دو نوع دینامیکی و جابجایی مثبت دسته‌بندی می‌شوند. پمپ سانتریفیوژ که از لحاظ کاربرد بیشترین تعداد تولید را در جهان برای مصارف خانگی، کشاورزی، نیمه صنعتی و صنعتی دارد از نوع پمپ دینامیکی است.
معمولا وقتی گفته میشود پمپ دینامیکی منظور همان پمپ سانتریفیوژ است و در واقع در پمپ دینامیکی از پروانه برای به انتقال سیال استفاده میشود. بنابراین می‌توان گفت پمپ دینامیکی برای پمپاژ سیالات رقیق مثل آب مناسب است.
در این مقاله قصد داریم به پمپ‌های دینامیکی از منظر نحوه عملکرد، انواع، مزایا، معایب، کاربردها بپردازیم و در انتها مقایسه‌ای کامل بین پمپ‌های دینامیکی و پمپ‌های جابجایی مثبت انجام دهیم، پس با این مقاله کالاصنعتی همراه باشید.
پمپ دینامیکی چیست؟
پمپ دینامیکی یا پمپ جابجایی نامثبت نوعی پمپ سرعتی می‌باشد که در آن انرژی جنبشی با افزایش سرعت جریان به سیال منتقل میشود. زمانی که سیال از محفظه پمپ دینامیکی خارج میشود و یا به قسمت لوله تخلیه پمپ وارد میشود، سرعت جریان سیال کاهش و به طبع از انرژی جنبشی سیال کاهیده شده و در پی آن مطابق با قانون اول ترمودینامیک و یا به طور دقیق‌تر اصل برنولی این انرژی جنبشی تبدیل به انرژی پتانسیل (انرژی فشاری) میشود.
شناخت کامل پمپ دینامیکی
در پادکست زیر می توان به شناخت کامل انواع پمپ دینامیکی مزایا و معایب آن و نحوه عملکرد این نوع از پمپ ها برسید.
پرکاربردترین پمپ دینامیکی
از اصلی‌ترین و پرکاربردترین نوع پمپ‌های دینامیکی می‌توان به پمپ‌های سانتریفیوژ (گریز از مرکز) اشاره کرد. پمپ‌های دینامیکی در برابر فشارهای زیاد مقاومت کمی دارند، و به نوعی پمپ شتابدار محسوب می‌شوند که جهت انتقال اولیه سیال از نقطه‌ای به نقطه دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ به عنوان مثال در کاربردهای آبرسانی.
عمدتا در کاربردهای کشاورزی برای انتقال آب از منابع مختلف مثل چاه‌ها، استخرها، مخازن، رودخانه‌ها، چشمه‌ها، منابع زیرزمینی و سطحی و... از پمپ سانتریفیوژ استفاده میشود. برای دریافت قیمت پمپ آب کشاورزی تماس بگیرید.
نحوه عملکرد پمپ دینامیکی
در پمپ‌های دینامیکی از یک قطعه دوار همانند پروانه برای به جریان انداختن سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد. پروانه جز کلیدی در پمپ‌های دینامیکی می‌باشد که توسط یک موتور الکتریکی، موتور احتراق داخلی و یا سایر محرک‌ها به گردش در می‌آید. در مرکز پروانه، چشمی قرار دارد که سیال بعد از ورود به محفظه پمپ از قسمت مکش وارد آن شده و با چرخش پروانه، نیروی گریز از مرکز به سیال اعمال و سرعت سیال را افزایش می‌دهد و سیال از قسمت مرکز به سمت طرفین پروانه در جهت شعاعی کشیده میشود.
افزایش سرعت سیال منجر به کاهش فشار در ورودی پمپ میشود و این اتفاق خلا نسبی را ایجاد می‌کند که منجر به مکش بیشتر سیال به داخل پمپ میشود. بعد از اعمال نیرو به سیال توسط پروانه، سیال وارد قسمت دیفیوزر پمپ شده که در آن قسمت از سرعت سیال کاهیده و در پی آن فشار سیال افزایش می‌یابد و در نهایت سیال تحت فشار از قسمت تخلیه به مقصد هدایت میشود.
انواع پمپ دینامیکی
پمپ‌های دینامیکی به سه دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند:
- پمپ سانتریفیوژ : شامل پمپ‌های جریان محوری، جریان شعاعی و جریان ترکیبی
- پمپ محیطی
- پمپ خاص
مزایا پمپ دینامیکی
- مناسب برای انتقال و جابجایی سیالات با ویسکوزیته پایین تا متوسط
- تعمیر و نگهداری راحت‌تر
- داشتن جریان خروجی یکنواخت علی رغم وجود تغییرات در فشار
- داشتن بازدهی بیشتر (در ویسکوزیته‌های پایین‌تر)
معایب پمپ دینامیکی
- داشتن مشکلات نامیزانی و ناترازی شفت
- امکان خرابی پره‌های پروانه
- داشتن مشکلات خرابی رینگ آب‌بندی
- امکان خرابی و صدمه سریع به یاتاقان‌ها در صورت اعمال نیرو و فشار ناگهانی زیاد
- در بعضی انواع دارای سر و صدای زیاد
- امکان ایجاد پدیده کاویتاسیون و صدمه به اجزای داخلی پمپ
- عدم کارایی برای سیالات با ویسکوزیته زیاد
کاربرد پمپ دینامیکی
- مورد استفاده در پمپاژ و انتقال نفت خام
- کاربردهای مختلف تجاری و خانگی
- در صنایع شیمیایی جهت پمپاژ انواع مختلف مواد شیمیایی
- در صنایع غذایی جهت انتقال مواد غذایی رقیق و انواع نوشیدنی‌ها
- در سیستم‌های اطفا حریق و آتش نشانی‌ها جهت پمپاژ آب در مواقع آتش‌سوزی
- در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی جهت انتقال مواد و مشتقات نفتی مختلف مثل هیدروکربن‌های سبک
- در کشاورزی جهت پمپاژ و آبرسانی به زمین‌های کشاورزی و همچنین مکش و انتقال آب از چاه‌های عمیق، نیمه عمیق و کم عمق
- درسیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) جهت پمپاژ و سیرکوله کردن سیالاتی مثل آب، مبرد و خنک‌کننده در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی
- در صنایع دریایی و کشتی‌رانی، مورد استفاده جهت پمپاژ آب دریا، سوخت و سایر سیالات
- در کاربردهای کرایوژنیک جهت جابجایی سیالات فوق سرد همانند پمپاژ اکسیژن مایع، نیتروژن مایع، آرگون مایع، دی اکسید کربن مایع و LNG
تفاوت‌های پمپ دینامیکی با جابجایی مثبت
تفاوت عملی بین پمپ‌های دینامیکی و جابجایی مثبت، نحوه عملکرد آنها در شرایطی است که مسیر خروجی پمپ به نحوی بسته شده باشد؛ در پمپ‌های جابجایی مثبت زمانی که مسدودی خط جریان سیال اتفاق می‌افتد، پمپ مداوم به کار افزایش فشار ادامه می‌دهد به گونه‌ای که در انتها منجر به خرابی پمپ میشود و یا خطوط لوله دچار ترکیدگی می‌شوند.
در چنین شرایطی لازم است تا در مسیر خروجی پمپ یک شیر اطمینان قرار داده شود تا از بروز چنین اتفاقاتی جلوگیری شود، اما در پمپ‌های دینامیکی برخلاف پمپ‌های جابجایی مثبت در صورت بسته بودن مسیر جریان خروجی سیال، پمپ به مدت محدودی می‌تواند بدون مشکل به کار خود ادامه دهد.
- تفاوت در تاثیر ویسکوزیته بر بازده: در پمپ جابجایی مثبت، بازده پمپ با افزایش ویسکوزیته افزایش می‌یابد. اما در پمپ دینامیکی با افزایش ویسکوزیته به دلیل تلفات اصطکاکی داخل پمپ، بازده پمپ کاهش می‌یابد.
- تفاوت در فشار: پمپ‌های جابجایی مثبت معمولا برای کاربردهای با فشار بالا مناسب می‌باشند اما پمپ‌های دینامیکی عموما برای کاربردهای کم فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- تفاوت در پرایمینگ: پمپ‌های جابجایی مثبت خود پرایمینگ (خودمکش) هستند در حالی که پمپ‌های دینامیکی به مکش اولیه احتیاج دارند.
- تفاوت در مکانیزم به جریان انداختن سیال: در پمپ جابجایی مثبت، از یک جز رفت و برگشتی یا روتاری (مثل پیستون، دیافراگم، اسکرو و ...) استفاده میشود در حالی که در پمپ دینامیکی از پروانه و دیفیوزر استفاده میشود.
- تفاوت در قیمت: تنوع پمپ‌ها زیاد است و مقایسه قیمت به راحتی نیست اما بطور کلی پمپ‌های جابجایی مثبت نسبت به پمپ‌های دینامیکی هزینه بالاتری دارند.
- تفاوت در روش انتقال سیال: در پمپ جابجایی مثبت، سیال محبوس شده در داخل محفظه بسته منتقل میشود در حالی که در پمپ دینامیکی توسط انرژی جنبشی وارد به سیال از یک مکان به مکانی دیگر جابجا میشود.
- تفاوت در ویسکوزیته: پمپ‌های جابجایی مثبت قابلیت پمپاژ و انتقال سیالات با ویسکوزیته بالا را دارند در حالی که پمپ‌های دینامیکی و بطور خاص پمپ سانتریفیوژ برای پمپاژ سیالاتی با ویسکوزیته پایین مثل آب طراحی شده اند.
جمع‌بندی
با وجود سیالات مختلف با خصوصیات متنوع در جهان پیرامون ما، چه بصورت به صورت طبیعی و چه مصنوعی، برای انتقال چنین سیالاتی نیاز به پمپ داریم. پمپ‌ها به منظور کاربری‌های متفاوت در انواع مختلفی ساخته می‌شوند و همه آنها در دو دسته دینامیکی و جابجایی مثبت جای می‌گیرند.
پمپ دینامیکی که از لحاظ حجم و تعداد کاربری‌ها تولید بیشتری داشته، خود دارای چند مدل است که البته اصلی‌ترین آن پمپ سانتریفیوژ می‌باشد. پمپ‌های دینامیکی با داشتن پروانه می‌توانند سیال را جابجا کنند و برای سیالات سبک و با غلظت کم مثل آب مناسب‌تر هستند. در این مقاله به معرفی پمپ دینامیکی، انواع، کاربرد و تفاوت آن با پمپ جابجایی مثبت پرداخته شد.