پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) و اصول کار آن

پمپ‌های دینامیکی بیشترین کاربرد را در زمان‌هایی دارند که نیاز به جریان فشار قوی و بسیار زیاد است. این پمپ‌ها در مقایسه با پمپ‌های جابجایی مثبت دارای راندمان بالایی هستند. انواع مختلفی از پمپ‌های پویا وجود دارند که پمپ جریان محوری یکی از آن‌ها است. با توجه به جریان سیال، پمپ‌های دینامیکی دارای دو نوع اصلی پمپ جریان شعاعی گریز از مرکز و پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) هستند.

پمپ جریان‌محور یا خطی چیست؟

پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) نوعی پمپ پویا است که مکش موازی جهت پروانه دارد. پمپ‌های جریان محوری جهت جریان سیال را تغییر نمی‌دهد. در این پمپ، سیال وارد و از پمپ در جهت موازی به پروانه خارج می‌شود. این پمپ‌ها دارای پروانه در داخل لوله است. این پمپ دارای سه تا چهار پره است که روی پروانه نصب‌ شده‌اند.

طراحی تیغه‌های پمپ به‌ گونه‌ای است که پمپ آب را به‌ صورت محوری در جهت موازی به پروانه و عمود تخلیه می‌کند. تراز موازی پره‌های پروانه هنگام پمپاژ آب فشار بسیار پایینی ایجاد می‌کند. این پمپ‌ها برای کاربردهای جریان بالا و فشار کم استفاده می‌شوند.

این پمپ‌های پویا می‌توانند سرعت جریان بالا تا صدها هزار گالن در دقیقه را تولید کنند. گاهی اوقات آن را پمپ پروانه می‌نامند؛ زیرا پروانه آن‌ها محوری شبیه پروانه کشتی دارد. در برخی از پیکربندی‌ها، می‌توان سرعت جریان و هد را با تغییر سطح پره‌های پروانه تنظیم کرد.

مشخصات عملکردی پمپ‌های محوری با انواع دیگر پمپ‌ها کمی متفاوت است. هد تولیدشده در نقاط دارای حداقل عملکرد معمولی است، اما منحنی هد در مقابل ظرفیت به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای نسبت به سایر پمپ‌های پویا عمودی است. فشار خاموش می‌تواند سه برابر هد تحویل پمپ در نقطه با بیشترین بازده باشد.

علاوه بر این، با کاهش میزان جریان، توان موردنیاز افزایش می‌یابد و حداکثر مصرف برق با خاموش بودن قدرت (جریان صفر) است. این با گرایش یکسان برای پمپ شعاعی که نیاز به نرخ جریان بالاتر و قدرت بیشتر دارد، در تضاد است.

اصل کار پمپ جریان محوری

در پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial )، پره‌های پروانه سیال را به‌ صورت محوری هدایت می‌کنند. این پمپ، فشار با عبور سیال از روی پره‌های پروانه ایجاد می‌شود. در این پمپ‌های پویا، پره‌های پروانه دارای یک قسمت ایرفویل هستند که مایع از طریق آن عبور کرده و فشار ایجاد می‌کند.

مایع در جهت محور چرخش پروانه فشار می‌آورد؛ یعنی ذرات سیال هنگام عبور از پمپ موقعیت شعاعی خود را تغییر نمی‌دهند. این اجازه می‌دهد تا مایع به‌ صورت محوری به پروانه جریان یابد و تقریباً به‌ صورت محوری از سیال خارج شود. پروانه‌های این پمپ‌های پویا از طریق یک موتور الکتریکی حرکت می‌کنند.

توان مورد نیاز با کاهش دبی افزایش می‌یابد و حداکثر توان با نرخ جریان صفر کشیده می‌شود. درحالی‌که در مورد پمپ شعاعی گریز از مرکز، این ویژگی برعکس است که در آن با افزایش سرعت جریان، نیاز به قدرت افزایش می‌یابد. نیازهای قدرت و هد پمپ نیز با افزایش شیب افزایش می‌یابد تا پمپ را در شرایط سیستم برای کارآمدترین عملکرد تنظیم کند.

در مقایسه با پمپ‌های گریز از مرکز یا شعاعی معمولی، پمپ‌های محوری می‌توانند تا سه برابر بیشتر مایعات با هد تحویل کمتر از 4 متر پمپاژ کنند. با تغییر سطح ملخ، می‌توانید به‌ راحتی با این پمپ‌های پویا با حداکثر بازده در فشار بالا یا پایین و فشار کم/زیاد کار کنید.

پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) به‌ طور کلی دارای هد پایین نسبت به پمپ‌های شعاعی است اما می‌تواند جریان‌های بالاتری تولید کند. پمپ‌های جریان محوری فقط می‌توانند هدهای 10 تا 20 فوت تولید کنند. این میزان در مقایسه با انواع دیگر پمپ‌های گریز از مرکز کمتر است.

نحوه انتخاب پمپ محوری

اگر می‌خواهید پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) بخرید، برای انتخاب بهترین پمپ مناسب، مشخصات زیر را در نظر داشته باشید:

میزان جریان: سرعت جریان مایعات توسط پمپ ( گالن بر دقیقه (GPM) ) به‌ عنوان دبی جریان شناخته می‌شود. برای انتخاب پمپ، باید میزان جریان سیالی را که می‌خواهید پمپ کنید بدانید؛ زیرا ظرفیت اسمی و دبی پمپ باید برای یک فرآیند روان مطابقت داشته باشد.

فشار: فشار یکی دیگر از عوامل مهم است که برای انتخاب پمپ باید به آن توجه داشته باشید. پمپی را انتخاب کنید که ممکن است فشار مایع شما را مطابق میل شما کنترل کند.

هد: ارتفاع از ناحیه ورودی تا ناحیه تخلیه است. در فوت یا متر توصیف می‌شود. پمپی را انتخاب کنید که بتواند مایع را تا هد موردنظر شما پمپ کند.

سر مکش مثبت خالص (NPSH): اختلاف فشار بین هدهای ورودی پمپ و هد بخار به‌ عنوان NPSH شناخته می‌شود. این عبارت برای جلوگیری از مسائل حفره محاسبه می‌شود.

توان خروجی: توان مطلق تولیدشده توسط پمپ به‌ عنوان توان خروجی شناخته می‌شود. پمپ جریان محوری را با توجه به توان خروجی موردنظر خود انتخاب کنید.

توان ورودی: انرژی موردنیاز برای کار کردن پمپ.

کارایی: نسبت توان ورودی به توان خروجی است. بازده میزان انرژی ورودی مورد استفاده برای پمپاژ را مشخص می‌کند. این یکی دیگر از عوامل مهم است که برای انتخاب پمپ باید در نظر داشته باشید.

کاربردهای پمپ محوری

پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) عمدتاً در صنایع مختلف در سراسر جهان استفاده می‌شود. این پمپ‌ها برای تصفیه فاضلاب شیلات، کشاورزی، شهری و تجاری استفاده می‌شود. پمپ جریان محوری در هضم‌کننده‌ها و نیروگاه‌ها برای گردش مایعات مورداستفاده قرار می‌گیرد.

 این نوع پمپ‌های پویا برای هدهای کم و برنامه‌های جریان بالا استفاده می‌شود. آن‌ها در صنایع شیمیایی برای گردش مایعات در اواپراتور استفاده می‌شوند. در قایق‌های بادبانی، این پمپ‌ها برای انتقال پمپ‌هایی که بالا هستند، استفاده می‌شوند.

مزایای پمپ‌های جریان محوری

مزیت اصلی پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) این است که دارای هد نسبتاً کم و سرعت جریان نسبتاً بالایی است. این پمپ‌های پویا برای جریان بالا و هد کم ایده‌آل هستند. با استفاده از پمپ‌های محوری، آثار چرخش سیال شدیدتر نیست. پمپ‌های محوری را می‌توان به‌راحتی برای جریان کم و هد بلند برای عملکرد با کارایی بالا تنظیم کرد. از بین بسیاری از پمپ‌های معمولی، این پمپ‌ها کوچک‌ترین هستند. ابعاد کوچک، استفاده و کار با آن را آسان می‌کند.

معایب پمپ‌های جریان محوری

پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) هزینه بالایی دارند. این پمپ‌ها نمی‌توانند مایعات دارای ویسکوزیته بالا را کنترل کنند. آن‌ها برای برنامه‌هایی که نیاز به هد بلند دارند مناسب نیستند.

توضیح نهایی

در این مقاله، ما پمپ خطی یا جریان محوری ( Axial ) و اصل کار آن را مطالعه کردیم. پمپ‌های محوری به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پمپ‌ها بر پمپ‌های شعاعی گریز از مرکز ترجیح داده می‌شوند.

پمپ‌های گریز از مرکز دارای جریان سیال عمود بر پروانه بوده، درحالی‌که پمپ‌های محوری دارای جریان مکش موازی سیال به محور پروانه هستند. در این مقاله تنها پمپ جریان محوری را به صورت دقیق بررسی کردیم.