منحنی‌های سیستم به صورت گرافیکی جریان‌ها و فشارها را در سیستم‌های فرآیندی که معمولاً یک فشار یا مخزن، یک پمپ گریز از مرکز، یک شیر کنترل و یک مخزن یا فشار مقصد وجود دارد، تعیین می‌کنند. با استفاده از این رویکرد گرافیکی، منحنی های سیستم می توانند به صورت بصری موارد زیر را تعیین کنند:
- نرخ جریان از طریق یک خط لوله یا مجموعه ای از خطوط لوله
- نرخ جریان از طریق یک سیستم پمپاژ
- نحوه عملکرد چند پمپ در یک سیستم
- فشار دیفرانسیل در شیر کنترل، برای محدود کردن جریان به مقدار مشخص
- نحوه استفاده از تغییرات در منحنی پمپ
در این مطلب ما در مورد مقدار منحنی سیستم یا منحنی مقاومت سیستم صحبت می کنیم تا بفهمیم چگونه عناصر یک سیستم لوله کشی سیال با هم کار می کنند.
منحنی سیستم چیست؟
منحنی پمپ چگونگی عملکرد یک پمپ را جدا از تجهیزات کارخانه توصیف می کند. نحوه عملکرد آن در عمل با مقاومت سیستمی که در آن نصب شده است تعیین می شود: محدودیت در لوله کشی و تلفات اصطکاکی پایین دست و همچنین فشارهای ورودی یا خروجی ساکن. نمایش گرافیکی این عوامل منحنی سیستم نامیده می شود .این نشان می دهد که چگونه فشار هد (در محلی که پمپ اشغال می کند) با افزایش توان افزایش می یابد.
چه چیزی منحنی سیستم را تغییر می دهد؟
یکی از اجزای کلیدی منحنی سیستم، افت هد ناشی از اثرات اصطکاک است، زیرا سیال از طریق لوله‌های پایین دست عبور می‌کند. این از دریچه ها، اتصالات، زانوها، تغییر قطر خط لوله و اصطکاک بین سیال و دیواره لوله ناشی می شود. معمولاً با استفاده از معادله دارسی-وایزباخ محاسبه می شود:
جایی که افت هد به مجذور دبی حجمی افزایش می یابد (از این رو منحنی های سیستم سهمی هستند). ضریب اصطکاک دارسی ویسباخ، قطر لوله و شتاب محلی ناشی از گرانش است.
همچنین می‌تواند یک جزء ثابت در منحنی سیستم وجود داشته باشد که با هرگونه تفاوت ذاتی در فشار بین منبع سیال و تخلیه آن وارد می‌شود. این هد استاتیک نامیده می شود و در مفهوم متعارف، با پمپاژ سیال به مخزن بالاتر (یا پایین تر) قابل مقایسه است.
با رسم منحنی های پمپ و سیستم بر روی یک نمودار تقاطع خطوط میزان جریانی را که می توانید از پمپ در این پیکربندی انتظار داشته باشید، مشخص می کند. این تقاطع نقطه عملیاتی نامیده می شود. اگر خطوط همدیگر را قطع نکنند، پمپ برای کاربرد شما مناسب نیست.
پایدارترین بخش عملکرد منحنی پمپ کجاست؟
یک پمپ گریز از مرکز بهترین نقطه بازده (BEP) را در جایی روی منحنی پمپ خود دارد. اینها شرایط دقیقی هستند که توسط سازنده تعیین می‌شوند، جایی که پمپ با بیشترین کارایی کار می‌کند و می‌توان انتظار داشت که حداکثر عمر کاری داشته باشد و تعمیر و نگهداری کمتری را تجربه کند. در حالت ایده آل، هنگام انتخاب پمپ، باید سعی کنید نقطه عملکرد و بهترین نقاط بازده را مطابقت دهید. در طول عمر پمپ، این می تواند مزایای هزینه قابل توجهی داشته باشد. در عمل، تطبیق نقطه عملیاتی با ± 10% از بهترین نقطه کارایی قابل قبول است.
پمپی که با ظرفیت کمتر کار می کند اغلب گفته می شود که “در سمت چپ منحنی کار می کند” و در ظرفیت بالاتر به عنوان “کار در سمت راست منحنی” نامیده می شود. این ها با موقعیت های نسبی روی منحنی پمپ در دو طرف BEP مطابقت دارند.
در سمت چپ BEP، توان خروجی پمپ کمتر از مشخصات طراحی آن است و ممکن است سیال به درستی در سیستم جریان نداشته باشد. خطر چرخش مجدد در ورودی و خروجی پمپ وجود دارد. این می تواند منجر به لرزش و سایش مهر و موم شود.
همچنین، با جریان کم، ممکن است مشکلاتی در ایجاد گرما ایجاد شود. گرما توسط موتور محرک و اصطکاک در خود پمپ تولید می شود. این گرما معمولاً از طریق سیال پمپ شده پخش می شود، اما در شرایط جریان کم ممکن است به اندازه کافی کارآمد نباشد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود. پروانه، محفظه پمپ و یاتاقان های یک پمپ گریز از مرکز دقیقاً با حداقل فاصله طراحی شده اند تا تلفات را کاهش داده و بازده را به حداکثر برسانند. در دماهای بالاتر، شکاف بین این اجزای که به سرعت در حال حرکت هستند باز هم بیشتر کاهش می‌یابد و هرگونه تماس منجر به سایش و آسیب احتمالی می‌شود.
در سمت راست BEP، توان خروجی پمپ بالاتر از مشخصات طراحی آن است و خطر ایجاد حفره در پروانه وجود دارد.
کاویتاسیون فرآیندی است که در آن حباب‌های بخار که زمانی که یک سیال تحت فشار کم قرار دارد تشکیل می‌شوند، به طور خود به خود فرو می‌ریزند و به ناحیه‌ای با فشار بالاتر برمی‌گردند. در یک پمپ گریز از مرکز، فشار سیال در چشم پروانه در حداقل است. اگر فشار در اینجا کمتر از فشار بخار اشباع سیال باشد، حباب‌هایی تشکیل می‌شوند که از پره‌های پروانه عبور می‌کنند. فشار سیال با تخلیه سیال و ترکیدن حباب ها افزایش می یابد. امواج ضربه ای مکرر می تواند عامل مهمی برای سایش و خستگی فلز در پروانه ها و کیس های پمپ باشد.
دبی بیشتر ممکن است منجر به ارتعاش و نویز در پمپ شود و فشار بیشتری بر محور محرک و سایر اجزای آن و همچنین در لوله های پایین دست ایجاد کند. این می تواند منجر به هزینه های نگهداری بیشتر و بروز بیشتر خرابی پمپ شود.
محاسبه مقاومت سیستم
برای محاسبه مقاوت سیستم می توان مقاومت سیستم یا کل اتلاف اصطکاکی انرژی متحمل شده توسط سیال پمپ را مطابق با مباحث دوره تجهیزات دوار محاسبه کرد. از این رو، می‌توانیم هد سیستم و هد مقاومت و یا هر دو بیان کنیم یا فقط منحنی مقاومت سیستم را در نظر بگیریم که باعث می‌شود منحنی ساده‌تر به نظر برسد. علاوه بر این، همانطور که می خواهیم اثرات مقاومت دینامیکی را بدانیم، هد استاتیک را می توان کنار گذاشت. با این حال، در صورتی که TDH باید به تلفات مقاومت اصطکاکی و اختلاف ارتفاع ارجاع داده شود، باید اضافه شود. این باید در نظر گرفته شود.
برای یافتن مقدار تلفات اصطکاکی ابتدا خط تخلیه را به شیرها و اتصالات جدا کنید مثلاً اگر برای خط انشعاب پمپ همین کار را انجام دهیم، 1 اکسپندر ، 1 خم شعاع بلند 90 درجه، 1 شیر دروازه، 1 شیر بدون بازگشت، 1 شعاع بلند 90 خم و 1 مفصل سه راهی داریم (برای هر نوع شیری که بر روی لوله نصب می شود و از پمپاژ سیال به صورت لوله مستقیم جلوگیری می کند، افت هد به صورت △h = K*(v2/2g) درج می شود که v سرعت آب بر حسب m/s، g=9.81Kg/m-2 و K ضریب مقاومت اصطکاکی است.
مقادیر K به راحتی در استانداردهای مختلف در دسترس هستند. اما استانداردهای موسسه هیدرولیک، استانداردهای بریتانیا و غیره در واحدهای SI یکسان را نشان نمی دهند. این یک موضوع انتخاب شخصی است
مقادیر ضریب مقاومت را می توان از استاندارد بالا و از دست دادن اصطکاک را می توان با کمک محاسبات دریافت. مؤسسه هیدرولیک همچنین راه دیگری را برای یافتن تلفات اصطکاکی فهرست می کند که در آن تلفات در برابر هر شیر یا اتصالات به عنوان معادل طول بسیار زیاد لوله مستقیم بیان می شود. جزئیات را می توان از انتشارات HI یافت. اکنون مجموع تلفات شیرها و اتصالات با افزودن مقادیر مقاومت تمام شیرها و اتصالات در طول خط تحویل محاسبه می‌شود.
محاسبه تلفات اصطکاکی در هر لوله مستقیم
برای انجام این کار، ما دو فرمول جایگزین داریم، هر دو تجربی و هر دو ابتدا توسط دو جفت مکانیک پمپ منتشر شده است. افت هد در واحد طول لوله توسط معادله دارسی-وایزباخ به نام هنری دارسی و جولیوس وایزباخ ارائه شده است.
Darcy-Weisbach نسبت به Hazen-William دقیق تر است، اما اگر دقت بسیار بالایی در برنامه مورد نیاز نیست، من از Hazen-Williams استفاده می کنیم. محاسبه ضریب اصطکاک یک فرآیند تکراری طولانی در دارسی-وایزباخ است که به استفاده از فرمول هازن ویلیام ترغیب می کند.
این فرمول که به نام بنیانگذاران آن، آلن هازارد و باغبان استوارت ویلیامز نامگذاری شده است، فقط برای آب صادق است. این بدان معنی است که دما و ویسکوزیته را می توان برای سادگی نادیده گرفت.
همانطور که جریان از طریق سیستم شما افزایش می یابد، فشار مورد نیاز به اندازه مربع آن افزایش می یابد. هنگامی که یک نقطه از جریان و فشار برای سیستم شما اندازه گیری شد، منحنی سیستم را می توان از نزدیک تخمین زد. نقطه کار همیشه روی منحنی سیستم شماست و همیشه در جایی که منحنی فن را قطع می کند، تعادل بین توانایی فن در فشار دادن هوا و مقاومت های طبیعی سیستم شما در برابر جریان هوا است.
حرکت هوا از طریق تجهیزات الکترونیکی تنها با ایجاد افت فشار در قطعه تجهیزات انجام می شود، به همان ترتیبی که جریان تنها می تواند از طریق یک مقاومت با اعمال ولتاژ در آن عبور کند. این مقاومت در برابر جریان با معادله ای به شکل زیر تعریف می شود
P = KpQn
جایی که P = افت فشار اینچ آب (اینچ وزنی).
Q = جریان هوا بر حسب مس. فوت در دقیقه (CFM).
K = ثابت تعیین شده توسط ویژگی های سیستم.
n = یک ثابت بسته به نوع جریان.
p = چگالی هوا بر حسب پوند بر فوت مکعب.
n بسته به اینکه جریان در سیستم کاملاً آرام (n=1) یا کاملاً آشفته (n=2) باشد، مقداری از 1 تا 2 را در نظر می گیرد. برای اکثر تجهیزات الکترونیکی، n تقریباً برابر با 2 است و این مقدار ممکن است برای اهداف محاسبه در غیاب داده های دیگر در نظر گرفته شود. با توجه به ماهیت پیچیده مسیر جریان که معمولاً در تجهیزات الکترونیکی یافت می شود، محاسبات افت فشار به راحتی به معادلات جریان سیال متداول نمی رسد و اکثر طراحان تجهیزات بهترین کار را برای آزمایش تجهیزات برای ویژگی های مقاومت آن می دانند. هنگامی که از یک فن برای حرکت هوا از طریق تجهیزات الکترونیکی استفاده می شود، جریان از طریق سیستم ها با تقاطع منحنی عملکرد و منحنی مقاومت تعیین می شود. در این نقطه از کار، فشار موجود از فن برای فشار هوا از طریق سیستم برابر با فشار مورد نیاز سیستم برای آن جریان است.
تعیین منحنی سیستم با معادله منحنی سیستم
اولین قدم در توسعه منحنی سیستم، ایجاد منحنی های سیستم برای هر عنصر تلفاتی است که در یک سیستم لوله کشی یافت می شود. این عناصر شامل خطوط لوله و قطعاتی مانند فیلترها و مبدل های حرارتی می باشد. این عناصر معمولاً با یک معادله مرتبه دوم بر اساس نرخ جریان نشان داده می شوند.
یک نمودار افت هد خط لوله منفرد می تواند برای تعیین آسان افت هد برای یک نرخ جریان معین استفاده شود. به عنوان مثال، با سرعت جریان 240 gpm در خط لوله، 12 فوت از دست دادن سر وجود دارد. با استفاده از این رویکرد گرافیکی می توان به راحتی افت هد را برای یک نرخ جریان معین بدون نیاز به محاسبات تعیین کرد.
تعیین نرخ جریان از یک افت هد معین با استفاده از معادله دارسی، محاسبه بسیار دشوارتری است. به این دلیل که هم افت هد و هم ضریب اصطکاک دارسی تابعی از سرعت سیال در خط لوله هستند. از آنجایی که نمی توان عبارت سرعت سیال را در معادله دارسی جدا کرد، معادله باید با استفاده از یک رویکرد تکراری حل شود. به عبارت دیگر، برای محاسبه افت هد باید یک حدس در نرخ جریان انجام شود. اگر افت هد برای دبی حدس زده شده با مقدار مورد نظر مطابقت نداشته باشد، دبی حدس زده شده باید تنظیم شود و محاسبات دوباره انجام شود. این فرآیند تا زمانی تکرار می شود که افت هد برای نرخ جریان حدس زده بهبودیافته با مقدار تلفات هد مورد نظر برابر شود. این رویکرد نیازمند محاسبات متعدد معادله دارسی است.
به جای انجام محاسبات تکراری می توان از منحنی سیستم خط لوله برای تعیین نموداری نرخ جریان استفاده کرد. برای تعیین نرخ جریان از طریق خط لوله که منجر به افت هد 15 فوتی می شود، می توانید منحنی را در محور هد در 15 فوت وارد کنید و به صورت افقی در طول نمودار ادامه دهید تا زمانی که منحنی سیستم را قطع کنید. در این مورد نرخ جریان 260 gpm نتایجی را برای کاهش هد 15 فوتی در خط لوله فراهم می کند. اجزایی مانند فیلترها، مبدل های حرارتی و روزنه ها معادله مرتبه دوم مشابهی با خط لوله دارند.
ایجاد منحنی سیستم با خطوط لوله متعدد
از آنجایی که یک سیستم از چندین خط لوله ساخته شده است، گام بعدی این است که ببینیم چگونه یک منحنی سیستم با چندین خط لوله در یک سری تولید کنیم. هنگامی که چندین خط لوله (و اجزاء) سرتاسر قرار می گیرند، نرخ جریان از طریق هر خط لوله یکسان است، بنابراین می توان با اضافه کردن افت هد برای هر خط لوله، افت هد را از چندین خط لوله به صورت سری تعیین کرد. با ترسیم نمودار منحنی های سیستم برای هر خط لوله، تلفات سر برای هر خط لوله را می توان برای طیفی از نرخ های جریان اضافه کرد. منحنی به دست آمده افت کل هد را برای تمام خطوط لوله به صورت سری نشان می دهد.
ارزش منحنی سیستم
عملکرد پمپ، هد و دبی آن، همانطور که در آموزش تهویه مطبوع بررسی می شود در منحنی پمپ عرضه شده توسط سازنده نشان داده می شود. با قرار دادن منحنی پمپ سازنده بر روی منحنی مقاومت خط لوله، منحنی سیستم پمپ یا منحنی مقاومت سیستم شناسایی می شود. مقدار منحنی سیستم پمپ این است که به صورت گرافیکی نحوه تعامل پمپ و سیستم را نشان می دهد. برای مثال نرخ جریان از طریق سیستم در تقاطع منحنی پمپ و منحنی مقاومت خط لوله رخ می دهد.
تنظیمات در نرخ جریان (نقطه تقاطع) از طریق سیستم را می توان با موارد زیر انجام داد:
- نصب شیر کنترلی که باعث افزایش مقاومت در خط لوله می شود
- تغییر سرعت پمپ که شکل منحنی پمپ را تغییر می دهد
- تغییر قطر پروانه پمپ که شکل منحنی پمپ را تغییر می دهد.
- تغییر تعداد پمپ های در حال کار که با ایجاد منحنی پمپ مرکب، شکل منحنی پمپ را تغییر می دهد.
منحنی های ترکیبی پمپ و سیستم
درک نحوه تعامل پمپ با سیستمی که در آن در شرایط کاری مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، مهم است. ترکیب منحنی عملکرد پمپ با منحنی سیستم به نشان دادن محل کار سیستم کمک می کند. به طور کلی، نرخ جریان سیستم جایی خواهد بود که منحنی پمپ منحنی سیستم را قطع می کند. تعامل پمپ و منحنی سیستم در ANSI/HI 14.3 – پمپ های روتودینامیک برای طراحی و کاربرد پوشش داده شده است.
دانستن شکل منحنی سیستم به تشریح شرایط عملکرد پمپ کمک می کند زیرا شرایط سیستم به دلیل تغییر در موقعیت سوپاپ، روشن و خاموش شدن قطعات سیستم و شرایط نابسامان متفاوت است. علاوه بر این، با پوشاندن منحنی‌های پمپ، به تعیین اندازه پمپ برای غلبه بر سر استاتیک و دینامیک سیستم کمک می‌کند.
استفاده از پمپ و منحنی سیستم همچنین به ارزیابی سرعت پمپ و برش پروانه کمک می کند. که هر دوی آنها منحنی پمپ و در نتیجه محل کار سیستم را تغییر می دهند. این همچنین کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که عملکرد پمپ تا حد امکان به بهترین نقطه بازده (BEP) نزدیک می شود تا مصرف انرژی کاهش یابد و قابلیت اطمینان پمپ افزایش یابد.
خواندن نمودار منحنی پمپ و سیستم
همانطور که از نام آن پیداست، نمودار منحنی پمپ و سیستم حداقل از دو منحنی تشکیل شده است. منحنی سیستم، سر استاتیک سیستم (سر مورد نیاز برای غلبه بر گرانش در جریان صفر) و هد دینامیکی را نشان می‌دهد که تلفات اصطکاکی در نرخ‌های جریان متغیر است. نقطه عمل به طور کلی جایی است که دو منحنی تلاقی می کنند.
قوانین Affinity مجموعه‌ای از روابط هستند که نشان می‌دهند چگونه ظرفیت، هد و قدرت یک پمپ توسط سرعت چرخشی یا قطر پروانه آن تعیین می‌شود. آنها به شما اجازه می دهند از منحنی پمپ مشخص شده برون یابی کنید و پیش بینی کنید که پمپ چگونه با سرعت شفت متفاوت یا با یک پروانه کوچکتر (یا بزرگتر) نصب شده است.
تغییر نرخ جریان با استفاده از دریچه گاز دستی
همانطور که یک شیر دستی (یا غیرفعال) تغییر می کند (باز یا بسته می شود) منحنی سیستم را با تأثیر بر مقدار K تغییر می دهد. بستن یک شیر باعث افزایش مقاومت سیستم در تمام محدوده جریان می شود (یک باز شدن باعث کاهش مقاومت می شود). این را می توان در نمودار سیستم پمپ با خم شدن منحنی سیستم به سمت بالا نشان داد. توجه داشته باشید که هد استاتیک در جریان صفر همچنان یکسان خواهد بود. با استفاده از نمودار سیستم پمپ اصلاح شده، یک نقطه عملیاتی جدید را می توان تعیین کرد.
تغییرات در سرعت پمپ
تغییر سرعت پمپ باعث تغییر منحنی پمپ می شود. این را می توان با استفاده از قانون قرابت یا تشابه نشان داد (به منحنی های پمپ مراجعه کنید). همانطور که پمپ کند می شود، منحنی پمپ به سمت پایین و چپ منتقل می شود و به منشاء نمودار نزدیک می شود.
با سیستمی که دارای یک دریچه گاز دستی است تغییر سرعت پمپ جریان سیستم و هد پمپ تولید شده را تغییر می دهد. کاهش سرعت پمپ، همانطور که در نمودار نشان داده شده است، باعث کاهش تولید پمپ و کاهش جریان سیستم می شود. توجه به این نکته ضروری است که هد استاتیک در جریان صفر همچنان یکسان خواهد بود.
تغییر در اندازه پروانه
در انتخاب منحنی مناسب برای کاربرد پمپ متناسب با شرایط سیستم مورد نظر، بسیاری از پمپ های گریز از مرکز می توانند از پروانه های با اندازه های مختلف برای جابجایی منحنی پمپ استفاده کنند. کوچک کردن پروانه در اندازه، منحنی پمپ را به همان روشی که سرعت چرخش را کاهش می دهد، به سمت پایین حرکت می دهد. همین امر را می توان برای انتخاب یک پروانه بزرگتر نیز گفت. منحنی به سمت بالا تغییر خواهد کرد. هنگام اندازه گیری پمپ برای کاربردهایی که پمپ به کنترل کننده سرعت متغیر متصل نیست، بهتر است اندازه پروانه را مطابق با شرایط کاری دلخواه خود انتخاب کنید.
شیرهای کنترل فعال
شیر کنترل فعال از عمده تجهیزات ثابت است که به طور مداوم موقعیت (اتلاف) را تغییر می دهد تا جریان تنظیم شده یا فشار تنظیم شده را حفظ کند. لازم به ذکر است که هیچ مداخله انسانی در آن وجود ندارد. از آنجایی که آنها به طور مداوم موقعیت خود (و افت هد) خود را برای حفظ جریان یا فشار تغییر می دهند، هیچ دریچه واحدی در طیف وسیعی از جریان های سیستم وجود ندارد. از آنجایی که جریان های سیستم زیادی وجود دارد، موقعیت های سوپاپ و تلفات زیادی وجود دارد. به همین دلیل، شیرهای کنترل فعال معمولاً در منحنی سیستم قرار نمی گیرند. با این حال، آنها در نمودار سیستم پمپ به عنوان تفاوت بین دو منحنی در نقطه کار نشان داده شده اند. به عبارت دیگر، یک سیستم با یک شیر کنترل فعال در تقاطع پمپ و منحنی سیستم عمل نمی کند زیرا شیر کنترل سیستم را در نقطه خاصی ثابت می کند.
هد پمپ مورد نیاز مجموع هد استاتیک، تلفات اصطکاکی و تلفات در سراسر شیر کنترل است. همچنین نشان می دهد که جریان در سیستم کمتر از جریان در سیستم بدون شیر کنترل است. نمودار همچنین در تعیین حاشیه موجود در شیر کنترل مفید است. داشتن افت فشار کافی، اما نه بیش از حد، در اکثر شیرهای کنترل لازم است تا شیر بتواند به درستی تا نقطه تنظیم کنترل کند.
تغییر نقطه تنظیم در شیر کنترل فعال: تغییر نقطه تنظیم (یا نقطه کنترل) در یک شیر کنترل فعال، نقطه عملکرد سیستم را تغییر می دهد. این منجر به تغییر تلفات اصطکاکی، تلفات در شیر کنترل و هد مورد نیاز پمپ می شود. در مثال اینجا، نقطه تنظیم تغییر می کند به طوری که جریان کاهش می یابد. توجه داشته باشید که با این کاهش جریان، هد مورد نیاز پمپ افزایش می یابد.
تغییر سرعت پمپ با شیر کنترل فعال: هنگامی که سرعت پمپ تغییر می کند و یک شیر کنترل فعال در سیستم وجود دارد، تفاوت هد تولید شده توسط پمپ در تفاوت افت در شیر کنترل منعکس می شود، زیرا سرعت جریان سیستم تغییر نکرده است.
اندازه گیری پمپ در دنیای واقعی: بسیاری از برنامه های کاربردی دنیای واقعی برای منحنی های سیستمی طراحی شده اند که به صورت یک پاکت ارائه می شوند. این به دلیل شرایط مختلف سر ناشی از انتظارات آب طوفان، سطوح مختلف مخزن، شرایط لوله کشی در طول زمان یا استفاده از مخازن تحت فشار است. بحث بیشتر در مورد این موضوع را می توان در سایر ملاحظات یافت.
مفاهیم سیستم موازی و سری: تأثیر کلی بر رفتار سیستم هنگام اضافه کردن پمپ ها به صورت موازی به نوع سیستم، یعنی شکل منحنی سیستم بستگی دارد. برای سیستم های تحت سلطه اصطکاک، (منحنی سیستم شیب دار) آنلاین کردن پمپ های موازی اضافی ممکن است نقطه عملیاتی (جریان یا هد بیشتر) را تغییر زیادی ندهد. برعکس، افزودن پمپ‌های موازی بیشتر به سیستمی که هد استاتیک بر آن غالب است (منحنی سیستم صاف‌تر) تأثیر بیشتری بر نقطه عملیاتی خواهد داشت.
از آنجایی که هد برای پمپ های سری افزودنی است، تأثیر آن نیز متفاوت خواهد بود. استفاده از پمپ های بیشتر در یک سیستم تحت اصطکاک، افزایش قابل توجهی در هد با افزایش کمتری در جریان خواهد داشت. یک سیستم تحت سلطه استاتیک برعکس خواهد بود، افزایش قابل توجهی در جریان با افزایش کمتر در هد وجود خواهد داشت.
نحوه خواندن منحنی پمپ گریز از مرکز
از لحاظ تاریخی، از پمپ ها برای بالا بردن آب برای اهداف آبیاری یا زهکشی استفاده می شد. مهم این بود که پمپ بتواند آب را از سطح پایین تر به بالاتر برساند. ارتفاع تحویل به عنوان هد دیفرانسیل (یا به سادگی هد) شناخته شد و علیرغم گستره وسیع کاربردهای پمپاژ مدرن امروزی، این اصطلاح هنوز برای توصیف عملکرد پمپ استفاده می شود. امروزه بیشتر به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی پمپ مربوط می شود و این می تواند تحت تأثیر طراحی خط لوله و تنظیمات شیر قرار گیرد. با افزایش فشاری که یک پمپ گریز از مرکز باید بر آن غلبه کند، جریان تخلیه کاهش می یابد تا زمانی که در یک هد مشخص، خروجی به صفر می رسد. برعکس، یک پمپ بدون سر برای کار کردن، می‌تواند به حداکثر خروجی ممکن که توسط طراحی، انتخاب پروانه و سرعت چرخش آن مجاز است، دست یابد.
برای طراحی پمپ خاص، عملکرد را می توان با نصب یک پروانه متفاوت و/یا با کارکردن آن با سرعت چرخشی متفاوت تغییر داد. تولیدکنندگان اغلب محدوده عملکردهای ممکن را در نمودار “Tombstone” نشان می دهند این فشار هد و ظرفیت های تحت پوشش یک پمپ در تعدادی سرعت چرخشی تنظیم شده، با طیف وسیعی از اندازه های پروانه و طرح های مختلف پوشش پمپ را نشان می دهد. خط بالایی هر بخش یا سنگ قبر منحنی پمپ واقعی در سرعت مشخص شده، اندازه پروانه و طراحی پوشش است.
جمع بندی
برای انتخاب پمپ مناسب برای یک کاربرد، درک هر دو منحنی سیستم و پمپ مهم است. منحنی سیستم افزایش هد ناشی از افزایش جریان سیال از طریق لوله‌کشی و سایر تجهیزات کارخانه شما را توصیف می‌کند. منحنی پمپ رابطه بین سرعت جریان سیال و هد را برای خود پمپ توصیف می کند. هنگامی که در همان نمودار رسم می شود، نقطه ای که منحنی سیستم و منحنی پمپ را قطع می کنند، نقطه عملیاتی نامیده می شود – ظرفیتی را که می توانید از پمپ در این پیکربندی خاص انتظار داشته باشید را مشخص می کند. در حالت ایده آل، باید پمپی را انتخاب کنید که نقطه کار با نقطه حداکثر بازده در منحنی پمپ (BEP) مطابقت داشته باشد. قوانین Affinity به شما این امکان را می دهد که پیش بینی کنید پمپ در سرعت های چرخشی مختلف یا با نصب یک پروانه جایگزین چگونه کار می کند.
منابع:
https://www.michael-smith-engineers.co.uk/resources/useful-info/centrifugal-pump-selection
https://www.linkedin.com/pulse/drawing-system-resistance-curve-your-parallel-pumping-arindom-borah-2
https://www.rotron.com/tech-corn/understanding-your-system-resistance
