24-08-2020, 09:05 PM
دسته‌بندی ایمپلرها از نظر تعداد ورودی
نوع رایج دیگری از دسته‌بندی ایمپلرها، دسته‌بندی آن‌ها از نظر تعداد ورودی است. بر این اساس می‌توان آن‌ها را به دو دسته تقسیم کرد. در دسته اول، سیال تنها از طریق یک چشم به پمپ وارد می‌شود و این ایمپلرها تنها یک ورودی دارند و به «تک مکش» (Single Suction) معروف هستند. اما در دسته دوم، سیال از هر دو طرف وارد ایمپلر می‌شود. این ایمپلرها به ایمپلرهای «دو مکش» (Double Suction) معروف هستند. شکل زیر به مقایسه این دو نوع از ایمپلرها می‌پردازد.
![[تصویر: Centrifugal-Pump6.jpg]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump6.jpg)
همانطور که اشاره شد پمپ‌ها دسته‌بندی‌های مختلفی دارند. اما اصول پایه در تمام آن‌ها یکسان است. در این نوع از توربوماشین‌ها، پره چرخان روی سیال کار انجام می‌دهد و انرژی جنبشی سیالی که از ایمپلر عبور می‌کند افزایش می‌یابد. در ادامه مفاهیم و رابط پایه حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز به صورت ساده مورد بررسی قرار می‌گیرند.
روابط حاکم
جریان در پمپ‌های گریز از مرکز واقعی، بسیار پیچیده و به صورت سه‌بعدی و ناپایا است ولی تئوری پایه که روابط حاکم بر این پمپ‌ها را بیان می‌کند، برای ساده‌سازی، جریان میانگین را به صورت یک‌بعدی در نظر می‌گیرد. شکل زیر به صورت ساده، سرعت‌ها در ورودی و خروجی یک پمپ گریز از مرکز را به تصویر کشیده است.
![[تصویر: Centrifugal-Pump8.jpg]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump8.jpg)
شکل ۱
در این شکل، V1 سرعت مطلق سیال در ورودی را نشان می‌دهد و پره با سرعت زاویه‌ای ω در حال چرخش است. در یک پمپ گریز از مرکز، مشابه مطالبی که در مفهوم توربو ماشین تحت عنوان مثلث سرعت بیان شد، سرعت مطلق سیال را می‌توان به صورت جمع برداری سرعت پره U1 و سرعت نسبی سیال W1 به شکل زیر بیان کرد.
![[تصویر: Centrifugal-Pump10.jpg]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump10.jpg)
شکل ۲
![[تصویر: Centrifugal-Pump9.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump9.png)
ارتباط سرعت مطلق سیال، سرعت پره و سرعت نسبی سیال در خروجی نیز به صورت مشابه، مطابق با رابطه زیر نوشته می‌شود.
![[تصویر: Centrifugal-Pump11.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump11.png)
مثلث سرعت در خروجی را نیز می‌توان مشابه مثلث سرعت ورودی و بر اساس مفاهیم پایه توربوماشین به شکل زیر رسم کرد.
![[تصویر: Centrifugal-Pump12.jpg]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump12.jpg)
شکل 3
در این روابط سرعت پره در ورودی و خروجی با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود.
![[تصویر: Centrifugal-Pump13.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump13.png)
![[تصویر: Centrifugal-Pump14.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump14.png)
نکته مهم این است که این سرعت‌ها حاصل میانگین گیری سرعت سیال در ورودی و خروجی هستند و در نتیجه، می‌توان جریان سیال را به صورت پایا در نظر گرفت. بنابراین رابطه مومنتوم زاویه ای در جریان پایا، برای حجم کنترلی که ایمپلر پمپ را در بر می‌گیرد، به شکل زیر قابل بازنویسی است.
![[تصویر: Centrifugal-Pump15.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump15.png)
سمت چپ عبارت بالا، مجموع گشتاورهای خارجی وارده به حجم کنترل را نشان می‌دهد و سمت راست این معادله بیان‌گر نرخ جریان مومنتوم زاویه‌ای از سطح کنترل است. در صورتی که جریان در یک پمپ مد نظر باشد، می‌توان این رابطه را برای سیالی که در مقطع ۱ به پمپ وارد و از مقطع ۲ خارج شود، به شکل زیر بیان کرد.
![[تصویر: Centrifugal-Pump16.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/09/Centrifugal-Pump16.png)
نوع رایج دیگری از دسته‌بندی ایمپلرها، دسته‌بندی آن‌ها از نظر تعداد ورودی است. بر این اساس می‌توان آن‌ها را به دو دسته تقسیم کرد. در دسته اول، سیال تنها از طریق یک چشم به پمپ وارد می‌شود و این ایمپلرها تنها یک ورودی دارند و به «تک مکش» (Single Suction) معروف هستند. اما در دسته دوم، سیال از هر دو طرف وارد ایمپلر می‌شود. این ایمپلرها به ایمپلرهای «دو مکش» (Double Suction) معروف هستند. شکل زیر به مقایسه این دو نوع از ایمپلرها می‌پردازد.
همانطور که اشاره شد پمپ‌ها دسته‌بندی‌های مختلفی دارند. اما اصول پایه در تمام آن‌ها یکسان است. در این نوع از توربوماشین‌ها، پره چرخان روی سیال کار انجام می‌دهد و انرژی جنبشی سیالی که از ایمپلر عبور می‌کند افزایش می‌یابد. در ادامه مفاهیم و رابط پایه حاکم بر پمپ‌های گریز از مرکز به صورت ساده مورد بررسی قرار می‌گیرند.
روابط حاکم
جریان در پمپ‌های گریز از مرکز واقعی، بسیار پیچیده و به صورت سه‌بعدی و ناپایا است ولی تئوری پایه که روابط حاکم بر این پمپ‌ها را بیان می‌کند، برای ساده‌سازی، جریان میانگین را به صورت یک‌بعدی در نظر می‌گیرد. شکل زیر به صورت ساده، سرعت‌ها در ورودی و خروجی یک پمپ گریز از مرکز را به تصویر کشیده است.
شکل ۱در این شکل، V1 سرعت مطلق سیال در ورودی را نشان می‌دهد و پره با سرعت زاویه‌ای ω در حال چرخش است. در یک پمپ گریز از مرکز، مشابه مطالبی که در مفهوم توربو ماشین تحت عنوان مثلث سرعت بیان شد، سرعت مطلق سیال را می‌توان به صورت جمع برداری سرعت پره U1 و سرعت نسبی سیال W1 به شکل زیر بیان کرد.
شکل ۲ارتباط سرعت مطلق سیال، سرعت پره و سرعت نسبی سیال در خروجی نیز به صورت مشابه، مطابق با رابطه زیر نوشته می‌شود.
مثلث سرعت در خروجی را نیز می‌توان مشابه مثلث سرعت ورودی و بر اساس مفاهیم پایه توربوماشین به شکل زیر رسم کرد.
شکل 3در این روابط سرعت پره در ورودی و خروجی با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود.
نکته مهم این است که این سرعت‌ها حاصل میانگین گیری سرعت سیال در ورودی و خروجی هستند و در نتیجه، می‌توان جریان سیال را به صورت پایا در نظر گرفت. بنابراین رابطه مومنتوم زاویه ای در جریان پایا، برای حجم کنترلی که ایمپلر پمپ را در بر می‌گیرد، به شکل زیر قابل بازنویسی است.
سمت چپ عبارت بالا، مجموع گشتاورهای خارجی وارده به حجم کنترل را نشان می‌دهد و سمت راست این معادله بیان‌گر نرخ جریان مومنتوم زاویه‌ای از سطح کنترل است. در صورتی که جریان در یک پمپ مد نظر باشد، می‌توان این رابطه را برای سیالی که در مقطع ۱ به پمپ وارد و از مقطع ۲ خارج شود، به شکل زیر بیان کرد.