پایان نامه طراحی پمپ های سانتریفوژ

 

این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 75 صفحه می باشد.

  فهرست

 مقدمه                ۱
فصل اول : انواع پمپ ها و آشنایی مختصر با آنها          ۳
مقدمه                ۴
۱ . ۱ ) تقسیم بندی پمپ ها       ۴
۱ . ۱ . ۱ ) پمپ های جابجایی مثبت    ۵
۱ . ۱ . ۲ ) پمپ های دینامیکی       ۷
۱ . ۲ ) مقایسه ای بین پمپ های جابجایی مثبت و پمپ های دینامیکی       ۹
فصل دوم : معرفی پمپ های سانتریفوژ اصول کار و محاسبات پایه آنها    ۱۱
۲ . ۱ ) پمپ های سانتریفوژ (گریز از مرکز)             ۱۲
۲ . ۲ . ۱ ) اصول کلی و تئوری حاکم بر پمپ های سانتریفوژ          ۱۳
۲ . ۲ . ۱ ) تبدیل انرژی در پمپ های سانتریفوژ             ۱۳
۲ . ۲ . ۲ ) توان، تلفات و بازده       ۱۵
۲ . ۲ . ۳ ) مجموع هد پمپ       ۱۸
۲ . ۲ . ۴ ) مجموع هد تولید شده به وسیله سیستم پمپاژ          ۱۹
۲ . ۲ . ۵ ) اصول فیزیکی کاویتاسیون و رفتار مکش             ۲۰
۲ . ۲ . ۶ ) ارتفاع خالص مکش ثبت (NPSH)             ۲۲
۲ . ۲ . ۷ ) NPSH در دسترس مجموعه پمپاژ (Available plant NPSH)    ۲۴
۲ . ۲ . ۸ ) روشهای افزایش کارایی مکش    ۲۴
۲ . ۲ . ۹ ) خوردگی کاویتاسیون      ۲۵
فصل سوم : طراحی هیدرولیکی پمپ های سانتریفوژ       ۲۶
مقدمه               ۲۷
۳ . ۱ ) روش های مختلف طراحی پمپ های سانتریفوژ          ۲۸
۳ . ۱ . ۱ ) روش مدل سازی       ۲۸
۳ . ۱ . ۲ ) روش طرح ورودی       ۲۸
۳ . ۱ . ۳ ) روش گردابی آزاد       ۲۸
۳ . ۱ . ۴ ) روش جریان گذران       ۲۹
۳ . ۱ . ۵) روش استپانوف با ضریب طرح   ۲۹
۳ . ۲ ) تئوری طراحی پمپ سانتریفوژ    ۲۹
۳ . ۲ . ۱ ) معادله اویلر          ۳۰
۳ . ۲ . ۲ ) معادله برنولی برای یک پروانه    ۳۱
۳ . ۲ . ۳ ) راندمان کلی          ۳۲
۳ . ۳ . ۴ ) ضریب لغزش (Slip Factor)    ۳۲
۳ . ۳ ) مراحل طراحی یک پمپ سانتریفوژ    ۳۵
۳ . ۳ . ۱ ) ورودی پروانه          ۳۷
۳ . ۳ . ۲ ) طرح پره پروانه       ۳۹
۳ . ۳ . ۲ . ۱ ) روش قوس دایره       ۳۹
۳ . ۳ . ۲ . ۲ ) روش نقطه به نقطه       ۴۱
۳ . ۴ ) حل پروژه عددی از طراحی پمپ سانتریفوژ             ۴۳
فصل چهارم : نصب و راه اندازی، نگهداری و عیب یابی پمپ های سانتریفوژ    ۵۸
۱ . ۴ ) گشتاور راه اندازی در پمپ های سانتریفوژ             ۵۹
۱ . ۱ . ۴ ) راه اندازی پمپ های سانتریفوژ (Start up)          ۶۲
الف ) راه اندازی پمپ در حالت شیر فلکه بسته             ۶۲
ب ) راه اندازی پمپ در حالن شیر فلکه یک طرفه بسته و ..         ۶۳٫
ج ) راه اندازی پمپ در حالت شیر فلکه باز و …             ۶۴
د ) راه اندازی پمپ با شیر فلکه خروجی باز و …             ۶۵
۲ . ۱ . ۴ ) زمان راه اندازی در پمپ های سانتریفوژ             ۶۶
۳ . ۱ . ۴ ) زمان خاموش شدن یک پمپ سانتریفوژ             ۶۷
۲ . ۴ ) راهنمای عیب یابی و تعمیر پمپ های سانتریفوژ          ۶۸
فهرست منابع و مآخذ         ۷۲

 منابع و مآخذ :

 ۱ ) «مبانی و کاربرد انواع پمپ ها» نوشته : STEWART  H . L .  ترجمه : حسین خوش کیش ؛

 ۲ ) نشریات فنی و آموزشی شرکت صنایع پمپ سازی ایران (پمپیران) ؛

 ۳ ) مکانیک سیالات تألیف : Frank M.White ترجمه دکتر کریم موسوی نسب.

 ۴ ) PUMP HAND BOOK THIRD EDITION , Igor J . KARRASSIK , … MC Graw HILL 2001 ,

 ۵ ) “Centrifugal and Axial flow pumps ” , stepanoff , Wiley 1957 ,

 ۶ ) ” Fluid Mechanics of Turbomachinery ” , S . L . Dixon , Pergamon , oxford 1978 .

7)Fundamental of Fluid Mechanics ,Fourth Edition,Bruce R.Munson,…,John Wiley & sons ,2002

فصل اول : انواع پمپ ها و آشنایی مختصر با آنها مقدمه :

 امروزه با توجه به توسعه همه جانبه فن آوری و صنعت در زمینه های مختلف و لزوم به کارگیری انواع و اقسام پمپ ها با کاربردهای متفاوت در سطح وسیعی از صنایع از قبیل کشاورزی، پتروشیمی، پالایشگاه، صنایع نظامی شبکه های انتقال و توزیع آب و صدها و شاید هزاران شاخه دیگر از صنعت باید به نقش اساسی و حساس پمپ ها در این راستا اذعان کرد.

 این امر موجب توسعه فن آوری تولید پمپ و عرضه انواع و اقسام مختلف آنها (از لحاظ نحوه کار، جنس مواد، اندازه، کاربرد و حتی از نظر سیالی که می تواند پمپ نمایند) به بازار شده است.

 در این فصل ضمن طبقه بندی پمپ ها به گروههای مجزا (براساس نحوه کار) معرفی و مروری راجع به هر کدام خواهیم داشت.

 ۱ . ۱ ) تقسیم بندی پمپ ها

 ماشین های که به سیال مایع انرژی می دهند پمپ نامیده می شوند. پمپ ها را می توان به دو گروه پمپ های با جابجایی مثبت و پمپ های دینامیکی (تغییر دهنده اندازه حرکت) تقسیم بندی کرد.

 ۱ . ۱ . ۱ ) پمپ های جابجایی مثبت

 پمپ های جابجایی مثبت مرز متحرک داشته وسیال را با تغییرات حجمی جابجایی می کنند. به این صورت که حفره ای باز شده و سیال از میان دریچه ورودی مکیده شده بعد حفره بسته شده و سیال از طریق یک دریچه خروجی رانده می شود.

 مثال رایج برای این نوع پمپ ها قلب پستانداران است. انواع مکانیکی این پمپ ها استفاده وسیعی دارند. تمام پمپ های جابه جایی مثبت سیال را به صورت دوره ای یا منقطع جابجا می کنند. زیرا پس از ورد سیال به داخل خود دریچه بسته شده سیال فشرده و رانده می شود. مزیت عمده این نوع پمپ ها این است که سیال با هر درجه از جهت را جا به جا می کنند. پمپ های جابجایی مثبت را می توان مطابق شکل زیر تقسیم بندی کرد.

۱٫ ۱ . ۲ ) پمپ های دینامیکی :

 پمپ های دینامیکی اندازه حرکت سیال را به وسیله پره ها یا تیغه های خود افزایش می دهند. در اینجا هیچ گونه حجم بسته وجود ندارد سیال در حین عبور از منافذ و گذرگاهها افزایش اندازه حرکت داده و سپس سرعت زیاد با گذرا از یک مقطع واگرا به افزایش فشار تبدیل می شود. پمپ های دینامیکی را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد.

 ۱ . ۲ ) مقایسه ای بین پمپ های جابجایی مثبت و پمپ های دینامیکی

 دبی جریان پمپ های دینامیکی عموماً بیش از پمپ های جابجایی مثبت بوده و حرکت سیال از میان آنها یکنواخت تر است ولی می توان جابجایی مایعات خیلی لزج را ندارد. قبل از استفاده از پمپ های دینامیکی باید آنها را با مایع پر کرد. در غیر این صورت نمی توانند مایع را از یک منبع پایین تر از خود بمکند. در عوض پمپ های جابجایی مثبت تقریباً برای تمام مایعات خود مکنده هستند. یک پمپ جابجایی مثبت جابجایی مثبت برای دبی کم و فشار زیاد مناسب است. در حالی که یک پمپ دینامیکی می تواند جریان با فشار کم و دبی زیاد تولید کند. شکل زیر تفاوت جالبی را در چگونگی عملکرد این دو نوع پمپ نشان می دهد. پمپ های جابجایی مثبت جریانی تقریباً ثابت را در طیف وسیعی از افزایش فشار فراهم می کنند. حال آنکه پمپ های دینامیکی برعکس افزایش فشار یکنواختی را در طیف گسترده ای از حجم های جابجایی به وجود می آورند. تاثیر لزجت بر عملکرد این دو نوع پمپ نیز از شکل قابل مشاهده است.

 ۲ . ۱ ) پمپ سانتریفوژ (گریز از مرکز) :

 مطابق شکل ۲ . ۱ این پمپ شامل پروانه دواری است که در داخل یک محفظه جای گرفته است. سال از طریق چشم بدنه به صورت محوری وارد پمپ شده از لابه لای پروانه ها لغزیده به طریق مماسی و شعاعی به سمت پیرامون پروانه می چرخد؛ تمام قسمت های محیطی پروانه را پشت سر گذاشته و به داخل قسمت واگرای محفظه پمپ رانده می شود.

 سیال با عبور از پروانه فشار و سرعت پیدا می کند. شکل حلزونی محفظه باعث کاهش سرعت جریان و در نتیجه افزایش فشار می گردد. پروانه ها معمولاً با انحنای رو به پشت طراحی شده اند ولی پروانه های دارای انحنای رو به جلو نیز وجود دارند که فشار خروجی را اندکی تغییر می دهند. پره ها می توانند باز باشند یعنی تنها به وسیله یک لقی (فاصله باریک) از محفظه جلویی پمپ جدا شوند. یا بسته باشند یعنی به کمک دیواره خود پروانه از دو طرف محفظۀ پمپ جدا شوند.

 قسمت های مختلف پمپ سانتریفوژ عبارتند از : پروانه، پره ها، حلزونی و چشم پمپ

.

۲ . ۲ ) اصول کلی و تئوری پمپ های سانتریفوژ :

 دراین بخش اصول حاکم بر پمپ های سانتریفوژ را با استفاده از معادلات اویلر و کاربرد قضیه اندازه حرکت و تبدیل انرژی در پمپ های سانتریفوژ را بررسی می کنیم. همچنین به بررسی روابط توان، تلفات، بازده و هدپمپ می پردازیم.

 ۲ . ۲ . ۱ ) تبدیل انرژی در پمپ های سانتریفوژ :

 در پمپ های سانتریفوژ تبدیل انرژی به روشهای هیدرو دینامیکی صورت می گیرد. برای ارائه یک تئوری مقدماتی درباره نحوه عملکرد پمپ جریان را یک بعدی فرض کرده و بردارهای سرعت ایده آل سرعت سیال بر روی پروانه را با قضیه اندازه حرکت زاویه ای برای حجم کنترل تلفیق و هماهنگ می کنیم. شکل ۲ . ۲ نمودار سرعت ایده آل را نشان می دهد فرض می شود که سیال در شعاع  با مؤلفه سرعت مماسی (مماسی بر زاویه پره ) به اضافه سرعت محیطی  (مربوط به سرعت نوک پره) وارد پروانه می شود؛ بنابراین سرعت مطلق ورود () برابر با جمع برداری  خواهد شد. به همین ترتیب جریان در شعاع  با سرعت برآیند  (برابر با جمع مؤلفه  به موازات زاویه پره  و سرعت نوک پره () خارج می شود.

۲ . ۲ . ۳ ) مجموع هد پمپ

در طراحی پمپ معمولاً انرژی مفید منتقل شده به سیال در واحد تحت مقدار معین شتاب گرانش تعیین می کند این مقدار که واحد طول است. هد پمپ (H) نامیده می شود.

هد را می توان از اندازه گیری فشار استاتیک در مکش و رانش بوسیلۀ اندازه گیری هندسی هد و بوسیله اندازه گیری سرعت جریانها در مکش و رانش بهدست آورد. بنابراین هد واحد انرژی است و بنابر معادله بر نولی به مجموع اختلاف ارتفاع بین نازلهای مکش و رانش بستگی دارد و مستقل از مشخصات سیال پمپ شده است و برای یک پمپ به خصوص فقط به نرخ جریان و سرعت محیطی بستگی دارد. برخلاف این موضوع، فشار نهایی پمپاژ و توان مصرف شده به جرم حجمی سیال بستگی دارد.

۲ . ۲ . ۴ ) مجموع هد تولید شده بوسیله یک سیستم پمپاژ