۱-۲-۳۳- NPSH مورد نیاز با NPSHr

در قسمت ورودی پمپ، مقداری از انرژی سیال از دست می رود. علل اتلاف انرژی در پمپ های مختلف، متفاوت است. حداقل انرژی که پمپ در قسمت مکش نیاز دارد تا سیال پس از ورود به پمپ تبخیر نگردد، NPSHr نامیده می شود؛ و یکای آن، مشر است. NPSHr به ساختار درونی پمپ مرتبط است، و NPSHa به مشخصات فیزیکی و ترمودینامیک سیستم پمپاژ. بدیهی است انرژی که سیال در مکش پمپ دارد (NPSHa) باید بیشتر از انرژی مورد نیاز مکش پمپ (NPSHr) باشد.

NPSHr تابعی از طراحی پمپ بوده و از پمی به پمپ دیگر و بین دو مدل مختلف از یک سازنده، متفاوت است. هر پمپی با هر دبی و سرعتی، می تواند NPSH خاص خود را داشته باشد؛ بنابراین، NPSHa از یکسری از شرایط و داده ها، به سادگی قابل محاسبه بوده در حالی که NPSHr برای هر پمپی، باید از طرف سازنده ارایه شود. سازنده می تواند مشخصه های NPSHr را روی منحنی عملکرد، رسم نماید. شکل ۲۶، نشان می دهد که چطور مشخصه های NPSH می تواند روی منحنی کاری یک پمپ گریز از مرکز ترسیم شوند.

دقت کنید که در دو حالت، NPSH، فشار موجود یا لازم برای به جریان انداختن سیال از داخل لوله مکش به داخل پروانه، سیلندر با پوسته پمپ می باشد. برای یکپارچگی در استفاده از واحدها، NPSH، ستونی از سیال بر حسب متر است که معادل نیروی مورد نیاز برای حرکت سیال به داخل پمپ می باشد. مقادیری که توسط سازندگان پمپ داده می شود، بر پایه آزمایشات، و معمولا از خط مرکزی پمپ اندازه گیری می شود.

اگر سطح آزاد سیال، بالاتر از خط مرکزی پمپ و سطح سیال در تماس با جو (اتمسفر) باشد، NPSH ، مجموع فشار بارومتریک (bar) به علاوه هد مکش استاتیکی متنهای افت هد اصطکاک در لوله مکش و فشار بخار سیال می باشد. اگر منبع مکش، از یک مخزن سر پسته یا یک لوله باشد، فشار مخزن به جای فشار بارومتریک قرار می گیرد.

(فشار خلأ به عنوان فشاری منفی بیان می شود). فشار مخزن باید قبل از وارد شدن در محاسبات NPSH، به واحد طول سیال پمپاژ شده تبدیل شود.

اگر سطح آزاد سیال، در یک مخزن روباز در تماس با فشار اتمسفر و پایین تر از پمپ قرار داشته باشد، NPSH ، اختلاف بین فشار بارومتریک و مجموع ارتفاع هندسی مکش به علاوه افت هد یا اصطکاک در لوله مکش به علاوه فشار بخار سیال می باشد. کلیه فاکتورهای این عبارت، بر حسب متر سیال می باشند. اگر سطح آزاد سیال پایین تر از پمپ، از یک مخزن سر بسته یا یک لوله گرفته شود، فشار مخزن به جای فشار بارومتریک استفاده خواهد شد. فشار مخزن، باید قبل از جاگذاری در عبارت بالا، به متر سیال تبدیل شود.

-استفاده از NPSH

این موضوع، با طرح یک مسأله، بهتر درک می شود:

فرض کنید که پمپی در یک کارخانه، در ۱۵۰۰ فوتی بالاتر از سطح دریا، نیاز به ۳ متر NPSH برای سیال آب ۱۵۰ درجه فارنهایت در دبی کاری خود دارد. ارتفاع هندسی مجاز مکش این دستگاه را، در حالتی که افت ورود و افت اصطکاک مکش ۵ فوت می باشد به دست آورید.

شکل a-۲۷، شرایط این مسأله را نشان می دهد. در سطح دریا و فشار عادی ۱ اتمسفر، حداکثر ارتفاع هندسی مکش استاتیکی ممکن، از نظر تئوری ۹/۳۳ فوت برای سیال آب ولرم می باشد (برای سادگی در محاسبات، این عدد معمولا به ۳۴ فوت تقریب زده می شود. با افزایش ارتفاع نسبت به سطح آزاد دریا، فشار اتمسفر کاهش خواهد یافت. این، در حالی است که با افزایش دمای آب به بالاتر از ۲/۳۹ درجه فارنهایت (نقطه حداکثر چگالی آب) چگالی، کاهش می یابد.

با مراجعه به جدول های استاندارد، حداکثر ارتفاع هندسی مکش ممکن از نظر تئوری، برای سیال آب سرد در ۱۵۰۰ فوتی، ۱/۳۲ فوت می باشد.

توجه: گرانش ویژه آب در ۱۵۰ درجه فارنهایت، ۹۸۱/۰ است.(شکل ۲۵).

ارتفاع هندسی مجاز مکش، در صورت وجود، تابعی است از حداکثر ارتفاع هندسی کاربرد و مهندسی انتخاب پمپ تئوری، NPSHr ، انتهای مکش، و فشار بخار سیال در دمای ورودی پمپ

ابتدا NPSHr ، ۱۰ فوت را رسم می کنیم (شکل a-۲۷)؛ سپس افت های مکش، ۵ فوت. فشار بخار آب ۱۵۰ درجه فارنهایت، ۸ / ۸ فوت است (شکل ۲۵). این را نیز ترسیم می کنیم. فاصله باقی مانده، ۹ / ۸ فوت، حداکثر ارتفاع هندسی مجاز مکش تحت شرایه موجود می باشد. استفاده از ارتفاع های هندسی بزرگ تر، بسته به چند فاکتور دیگر به تشکیل جزیی با کامل بخار در پمپ منجر می شود.

اگر پمپ مشابهی در همان ارتفاع از سطح دریا، دارای همان افت های مکش و ورود بوده ولی سیال آب، ۱۷۸ درجه فارنهایت و NPSHr ، ۱۵ فوت باشد، در این صورت، شکل b-۲۷ نشان می دهد که هد مکش استاتیکی ۴ فوتی مورد نیاز خواهد بود. این دو مثال، اهمیت محاسبات دقیق در هنگام کار با NPSH را نشان می دهد. اگر چه برای هدها در سیستم پمپاژ، تقریب هایی زده می شود، ولی NPSH باید از روی اطلاعات مربوط به شرایط محاسبه شود.

دیدگاهتان را بنویسید