گشتاور لازم برای راه اندازی پمپ

گشتاور لازم برای راه اندازی پمپ

گشتاور لازم برای راه اندازی پمپ

معمولا گشتاور راه انداز پمپ سانتریفوژ کم میباشد به نحوی که ملاحظات خاص نیاز نمیباشد. البته چنانچه ماشین محرک پمپ توربین آب، بخار یا گاز باشند لازم است تدابیر مناسب بر روی پمپ پیش بینی شود. اختلاف بین گشتاور ماشین محرک و پمپ سانتریفوژ بایستی به اندازه مناسب باشد تا پمپ سانتریفوژ در کوتاه ترین زمان به سرعت نامی خود برسد. در عمل موتور الکتریکی و پمپ هر کدام منحنی مشخصه گشتاور_دور (برای موتور گشتاور_لغزش) خود را دارند. نقطه کار الکتروموتور و پمپ سانتریفوژ در شرایط معمولی در محل تلاقی منحنی فوق است. چنانچه پمپ توسط یک موتور احتراق داخلی رانده شود و بین این دو کلاچی وجود نداشته باشد، راه انداز بایستی به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند هر دو را به سرعت نامی برساند.

الکتروموتور دارای منحنی مشخصه گشتاور مختلفی است در موتور قوی اغلب در حدود ۸۰% دور نامی گشتاور الکتروموتور نزدیک گشتاور پمپ سانتریفوژ است و چنانچه گشتاور موتور و گشتاور پمپ آب برابر شوند، موتور و پمپ قفل شده و با یک سرعت دورانی میچرخند و شتاب صفر خواهد شد. درصورت صفر شدن شتاب جریان موتور بالا رفته و امکان آسیب دیدگی موتور خواهد بود.

باتوجه به اینکه قدرت پمپ با توان سوم دور تغییر میکند، میتوان گفت گشتاور پمپ با توان دوم دور تغییر خواهد کرد.

معمولا گشتاور راه انداز پمپ خاموش جهت غلبه بر اینرسی و اصطکاک اولیه حدود ۱۵% تا ۲۵% گشتاور نامی پمپ میباشد. البته برای پمپ عمودی با طول لوله عمودی طویل و پمپ با فشار مکش بالا میزان گشتاور راه اندازی پمپ متفاوت بوده و بر اساس شرایط میبایستی تعیین شود. بعلاوه بسته به وضعیست سرعت مخصوص میزان گشتاور راه انداز پمپ متفاوت میباشد و لازم است مشخصه گشتاور راه انداز پمپ با توجه به منحنی قدرت پمپ در نظر گرفته شود.

پمپ سانتریفیوژ در چهار حالت راه اندازی میشود. وضعیت عملکرد پمپ سانتریفوژ در حالت راه اندازی متفاوت میباشد.

  • الف: راه اندازی با شیر خروجی بسته

چنانچه در دستورالعمل پمپ سانتریفوژ باز بودن مسیر حداقل جریان پیش بینی شده باشد، پمپ حتما بایستی با این دبی راه اندازی شود. به مجرد اینکه سرعت پمپ سانتریفوژ به دور نامی رسید، شیر خروجی باز خواهد شد. این روش راه اندازی در پمپ با سرعت مخصوص کم (سانتریفوژ شعاعی) امکان دارد و چنانچه حداقل جریان پیش بینی نشده باشد، پمپ آب در دبی صفر بر روی محور قائم افزایش هد خواهد داشت تا در دور نامی به بیشترین هد رسیده و سپس شیر خروجی باز میگردد .گشتاور راه اندازی پمپ نیز پس از کاهش اولیه مطابق شکل تا نقطه S افزایش یافته و پس از پس از باز شدن شیر تا نقطه B (نقطه نامی) بالا میرود.

  • ب: راه اندازی با شیر یکطرفه بسته در خروج و شیر اصلی باز

با روشن شدن پمپ سانتریفوژ هد خروجی پمپ بالا میرود تا جائیکه نقطه A فشار تولیدی پمپ آب بر فشار سمت دیگر شیر یکطرفه غلبه کرده، شیر را باز میکند. منحنی مشخصه H(Q) در دور مختلف پمپ متفاوت خواهد بود و با افزایش دور تغییر کرده، نقطه کار بر اساس منحنی سیستم نشان داده شده تغییر میکند تا اینکه در دور نامی به نقطه B برسد.

  • ج: راه اندازی با شیر خروجی باز بدو نفشار خروجی در سیستم

چنانچه لوله کوتاه باشد منحنی گشتاور سهمی بوده و از نقطه B عبور میکند. لازم به توضیح است زمان شتاب گیری آب درون لوله باید مطابق زمان شتاب گیری پمپ باشد در غیر اینصورت منحنی متفاوت خواهد بود.

  • د: راه اندازی با شیر خروجی باز و لوله خروجی تخلیه شده

پمپ با سرعت مخصوص بالا (محوری و نزدیک محوری) اغلب با لوله تخلیه شده (drained) راه اندازی میشوند. جهت جلوگیری از کارکرد طولانی پمپ در منطقه دبی بسیار زیاد که امکان بروز کاویتاسیون است، درصورت لزوم بایستی شیر خروجی سریعا به مقدار کافی بسته گردد.

در حالات مختلف راه اندازی اشاره شده تاثیرات ضریب قوچ ملاحظه نشده است.

تاثیرات راه اندازی و توقف پمپ سانتریفیوژ بر سیستم

چنانچه پمپ سانتریفوژ در یک سیستم بطور ناگهانی خاموش یا روشن گردد، تغییرات سریع ایجاد شده در دبی منجر به پیدایش ضربت قوچ در سیستم شده و ممکن است به تجهیزات آسیب برساند. درصورت عدم دقت در توفق و روشن شدن پمپ سانتریفوژ با توجه به دستورالعمل و چنانچه سیستم بر اساس وجود انواع امواج ناپایداری طراحی نشده باشد، در نقطه ضعیف سیستم اماکن ترکیدگی لوله خواهد بود.

درصورت قطع ناگهانی نیروی محرکه پمپ سرعت پمپ کاهش خواهد یافت، زیرا اینرسی پمپ آب در مقایسه با اینرسی مایعی که درلوله خروجی پمپ قرار دارد کم است. در اینصورت دبی عبوری از پمپ سانتریفوژ کاهش یافته و موجب ایجاد موج فشاری منفی به سمت پایین دست لوله خروجی شده و در لوله مکش به طرف پمپ امواج فشار مثبت بوجود می آید. سرانجام دبی جریان در سیستم خروجی صفر شده و سپس جهت جریان به سمت پمپ برعکس خواهد شد. حتی اگر پمپ همچنان در جهت مثبت در حال چرخش باشد در این حالت سرعت حرکت پمپ به سرعت کاهش یافته و در یک لحظه می ایستد و سپس در جهت عکس شروع بکار میکند. بعبارتی در این مدت پمپ بصورت توربین کار کرده است. به دنبال آن پروانه پمپ در جهت عکس دوران خواهد کرد و بهمین ترتیب در لوله مکش رانش امواج فشاری مثبت ومنفی ایجاد خواهد شد. که درآن AV تغییر سرعت در لوله، a سرعت انتشار موج در لوله (بستگی به جنس لوله و ضخامت لوله بوده و برای لوله چدنی تا ۱۳۰۰ m/s و برای لوله پلی اتیلن تا۱۰۰m/s میرسد) و ah تغییر هد در اثر عبور موج ناپایدار بر حسب متر آب و g شتاب ثقل میباشد.

عبور موج فشار منفی در لوله ممکن است در جایی از لوله ایجاد کاویتاسیون کرده حتی نشت هوا به داخل لوله صورت گیرد. ایجاد بخار آب در اثر خلا موجب خساراتی در سیستم است. برگشت موج فشار بالا و برخورد با بخار یا گاز برای سیستم مضر است چنانچه QR,HR,NR و  TRبه ترتیب دبی، هد، سرعت و گشتاور در بهترین راندمان پمپ باشد، اعداد بی بعد، زیر را در حالتی غیر از شرایط نامی کار پمپ تعریف میکنیم:

V=Q/QR  و h=H/HR و a=N/R و B=T/TR

 در کار عادی پمپ a,b,v وh همگی مثبت هستند (با توجه به جهتی که در حالت عادی کار دارند علامت مثبت است) ولی در شرایطی (شرایط غیر دائمی)ممکن است بعضی از این اعداد منفی شوند که به آن شرایط غیر عادی گوییم. با توجه به علامت A و v عملکرد پمپ را میتوان به چهار ناحیه تقسیم بندی کرد.

  • ناحیه I) این ناحیه شامل حالات A,B,C است. حالت A حالت کار عادی پمپ است و علامت a,B,H,V همگی مثبت اند. حالت B تنها hمنفی است که این وقتیست که مثلا یک پمپ تحت تاثیر پمپی با قدرت بیشتر از خود قرار دارد و یا اینکه تحت تاثیر منبعی با هد بالا قرار گرفته است. حتی حالتی که پمپ مواجه با کاهش ناگهانی هد در اثر قطع قدرت قرار گرفته است نیز در این حالت میگنجد. حالت c همان حالت توربین معکوس است که B و Hمنفی و VوA مثبت اند.
  • ناحیه II) حالت H در این ناحیه است این وضعیت زمانی است که پس از قطع قدرت در پمپ ایجاد میشود. در اثر اینرسی الکتروموتور، پروانه و محور، جهت چرخش محور همچنان در جهت مثبت است ولی جریان درون پمپ در جهت عکس برقرار است.
  • ناحیه III) حالات G.F.E در این ناحیه قرار دارند. چنانچه بر روی پمپ تجهیزاتی جهت جلوگیری از چرخش معکوس پیش بینی نشده باشد، پس از قطع قدرت پمپ در حالت G که حالات توربین میباشد کار خواهد کرد. البته پس از اینکه حالت H عبور کرد در حالت G دبی و دور در جهت منفی اند ولی هد و گشتاور در جهت مثبت اند. بعداز حالت G ممکن است ماشین در حالت F کار کند که در این حالت علامت گشتاور نیز منفی میشود و مانند ترمز در عملکرد عادی پمپ خواهد بود.
  • ناحیه IV) حالات D و E دراین ناحیه قرار دارند. چنانچه پمپ آب اشتباها در جهت چرخش معکوس نصب شود، پمپ در حالت Dو E کار میکند. پمپ شعاعی توربینی در حالت غیر دائمی (trainsient) ممکن است در جهت عکس پمپاژ نمایند، یعنی ماشین بعنوان توربین میچرخد ولی جریان عبوری از توربین در جهت حالت پمپی است.
کلیدواژه : گشتاور پمپ
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *