۱-۱-۲- پارامترهای هیدرولیکی و منحنی های عملکرد پمپ ها

منحنی عملکرد پمپ ها، اغلب نمایشگر گرافیکی عملکرد هیدرولیکی پمپ ها است. هر پمپ، بسته به اینکه در کدامیک از طبقه بندی های پمپ قرار گیرد، منحنی عملکر متفاوتی دارد.

اصولا پمپ هایی که در یک طبقه بندی قرار می گیرند، از نظر منحنی های عملکردی رفتار مشابهی دارند.

در منحنی های عملکرد پمپ ها، مهمترین پارامترهای هیدرولیکی پمپ، شامل: دبی، هد، راندمان، توان مصرفی و همچنین NPSHr به شرح زیر می باشد.

• دبی، مقدار حجم سیال جابجا شده در واحد زمان است. دبی، معمولا برای پمپ های سانتریفوژ و روتاری بر حسب متر مکعب بر ساعت (m3/hr)، گالن بر دقیقه (gpm) یا لیتر بر ثانیه (Lit/sec)، و برای پمپ های جابجایی مثبت، بر حسب لیتر بر ساعت (Lit/hr)و یا لیتر بر دقیقه (Lit/min) بیان می شود.

نکته: یکای علمی دبی بر حسب واحد SI، متر مکعب بر ثانیه (m3/sec) است

• هد، اختلاف ارتفاع پمپاژ یا فشار پمپ می باشد. برای پمپ های سانتریفوژ، هد یا فشار پمپ بر حسب متر (m) یا فوت (ft)، و برای پمپ های روتاری و جابجایی مثبت، بر حسب بار (bar)، پوند بر اینچ مربع (PSI)، کیلو پاسکال (kPa) و مانند اینها بیان می شود. همانگونه که گفته شد، در پمپ های سانتریفوژ، فشار پمپ را بر حسب متر سبال بیان می کنند. صرفنظر از مسایل تخصصی مکانیک سیالات، بیان هد به صورت متر، معرف این موضوع است که پمپ تا چه ارتفاعی سیال را بالا خواهد برد، مثلا پمپی که هدی معادل ۴۰ متر دارد، احتمالا می تواند سیال را تا ارتفاع ۳۰ متری بالا ببرد. بیان هد پمپ به صورت متره درک نسبتا ملموس تری نسبت به بیان هد به صورت فشار دارد.

در پمپ های روتاری و جابجایی مثبت نیز، معمولا هد پمپ به صورت ماکزیمم فشار قابل ایجاد توسط پمپ بیان خواهد شد.

• راندمان یا همان بازده پمپ، بیانگر میزان اتلاف انرژی در عمل پمپاژ می باشد. هر چقدر راندمان پمپ بالاتر باشد، اتلاف انرژی کمتری صورت گرفته است. معمولا راندمان پمپ را به صورت: نسبت انرژی تحویل داده شده به سیال، به انرژی مصرفی پمپ بیان می کنند. انرژی تحویل داده شده به سیال، نیز، به صورت حاصل ضرب دبی در فشار سیال بیان می شود. این انرژی (توان) را، انرژی هیدرولیکی یا توان هیدرولیکی نامیده و با PH نمایش می دهند:

در روابط بالا:

PH : توان هیدرولیکی پمپ (بر حسب W)

ΔP : فشار پمپ یا همان اختلاف فشار ایجاد شده در سیال توسط پمپ (بر حسب Pa)،

p: چگالی سیال (بر حسب kg/ m3)

ΔH : هد پمپ یا اختلاف ارتفاع ایجاد شده در سیال توسط پمپ (بر حسب m)، و

Q: دبی پمپ یا همان حجم سیال عبوری از پمپ در واحد زمان (بر حسب s/3m).

توان مصرفی پمپ یا انرژی، معمولا با PBHP بیان شده و گاهی نیز به آن توان ترمزی پمپ می گویند. توان ترمزی، توانی است که برای متوقف کردن پمپ مورد نیاز بوده و با توان مصرفی برابر می باشد. توان مصرفی پمپ، از روش های مختلفی قابل محاسبه است که درباره آن توضیح داده خواهد شد.

بازده پمپ برابر است با:

با توجه به اهمیت بازده در پمپ ها و نیاز به توضیح بیشتر، به شکل ۲ توجه کنید. در این شکل، نحوه محاسبه توان مصرفی در پمپ ها نشان داده شده است.

با ایجاد نسبت توان هیدرولیکی به توان ورودی کل مجموعه موتور پمپ، بازده کل موتور پمپ به دست خواهد آمد.

در این صورت، بدیهی است که بازده کل موتور پمپ، از بازده پمپ تنها کوچک تر است. و در صورتی که از موتور الکتریکی سه فاز AC به عنوان محرکه پمپ استفاده گردد، توان ورودی P1 برابر خواهد شد با:

در این رابطه:

v: ولتاژ شبکه

I: آمپر مصرفی

Cosɸ : ضریب قدرت الکتروموتور می باشد که توسط سازنده، روی پلاک یا کاتالوگ الکتروموتور درج می گردد. بنابر این داریم:

در صورتی که بازده الکتروموتور را از کاتالوگ های سازنده آن به دست آوریم، توان خروجی از الکتروموتور P2 برابر خواهد بود با:

و در صورتی که بازده کوپلینگ (عضو اتصال دهنده پمپ و موتور) را از کاتالوگ سازنده آن استخراج نماییم، خواهیم داشت:

و از طرفی داریم:

در نتیجه، بازده کل مجموعه پمپ و موتور، برابر است با حاصل ضرب بازده پمپ در بازده موتور در بازده کوپلینگ. و اگر علاوه بر کوپلینگ، قطعات دیگری مانند گیربکس، پولی و تسمه وجود داشته باشد، به طریق مشابه می توان ثابت نمود که بازده کل، برابر است با حاصل ضرب بازده تک تک اجزا.