تفاوت پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت

آب اولین سیالی بود که انسان برای کشاورزی نیاز به انتقال آن پیدا کرد. قبل از انقلاب صنعتی، پمپ‌های ساده‌ای وجود داشتند که با نیروی بازوی انسان، آب را از عمق چاه به سطح زمین می‌آوردند.

 با پیشرفت فناوری و افزایش نیاز به انتقال سیالات مختلف در صنایع گوناگون، پمپ‌های گریز از مرکز و پمپ‌های جابجایی مثبت توسعه یافتند. امروزه، این دو نوع پمپ از مهم‌ترین تجهیزات مورد استفاده در صنایع مختلف مانند کشاورزی، نفت و گاز، نیروگاه‌ها و صنایع شیمیایی هستند.

شناخت تفاوت پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت اهمیت زیادی در انتخاب صحیح آن‌ها برای کاربردهای صنعتی دارد. انواع پمپ‌های گریز از مرکز برای جابجایی مایعات با دبی بالا و فشارهای مختلف طراحی شده‌اند؛ در حالی که پمپ‌های جابجایی مثبت بیشتر در شرایطی که نیاز به دبی ثابت و فشارهای متغیر وجود دارد؛ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای افزایش دقت و کارایی سیستم‌های صنعتی، خرید تجهیزات ابزار دقیق و استفاده از پمپ سانتریفیوژ باکیفیت از اهمیت بالایی برخوردار است.

در این مقاله، ابتدا به معرفی هر دو نوع پمپ و نحوه عملکرد آن‌ها پرداخته؛ سپس مقایسه پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت را بررسی می‌کنیم و در نهایت، راهنمایی‌هایی برای انتخاب مناسب‌ترین پمپ بر اساس نیازهای صنعتی ارائه خواهیم داد. باید بدانید که خرید فلومتر مغناطیسی نیز با توجه به نوع پمپ صورت می‌گیرد.

آمازون ابزار با ارائه انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق، شرح کاملی از پمپ را به شما ارائه می‌دهد.

پمپ سانتریفیوژ چیست؟

پمپ‌های سانتریفیوژ Centrifugal pump برای انتقال سیالات با تبدیل انرژی چرخشی که توسط یک موتور یا نوعی محرک ایجاد می‌شود؛ به انرژی حرکتی سیال استفاده می‌شوند. سیال از طریق محور چرخان وارد پروانه (Impeller) پمپ شده و در آنجا شتاب می‌گیرد و به سمت یک دیفیوزر (Diffuser) یا حلزون هدایت می‌شود. در حین عبور از پروانه، سیال هم فشار و هم سرعت کسب می‌کند. انواع پمپ های گریز از مرکز بسته به طراحی و کارایی آن‌ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در سیستم‌های صنعتی، اکچویتور پنوماتیک نقش مهمی در کنترل جریان دارد و در کنار پمپ سانتریفیوژ به بهبود عملکرد فرآیندهای انتقال سیالات کمک می‌کند.

پمپ جابجایی مثبت چیست؟

پمپ جابجایی مثبت Positive displacement pump سیالات را با به دام انداختن مقدار ثابتی از مایع و انتقال آن به لوله خروجی، عمل پمپ را انجام می‌دهد. این حرکت معمولاً توسط دو یا سه دنده متحرک، که در جهت مخالف یکدیگر حرکت می‌کنند انجام شده و مایع را پمپ کرده و به جلو هدایت می‌کنند.

انواع پمپ های گریز از مرکز

پمپ‌های گریز از مرکز دارای انواع مختلفی هستند که بسته به نیاز صنعتی، شرایط عملیاتی و نوع سیال مورد استفاده قرار می‌گیرند:

1. پمپ‌های جریان شعاعی (Radial Flow Pumps)

 این نوع پمپ‌ها بیشتر برای ایجاد فشار بالا در سیالات با دبی متوسط استفاده می‌شوند.

2. پمپ‌های جریان محوری (Axial Flow Pumps)

 در این پمپ‌ها، سیال به موازات محور پمپ حرکت می‌کند و برای دبی‌های بالا و فشارهای پایین مناسب هستند.

3. پمپ‌های جریان مختلط (Mixed Flow Pumps)

 ترکیبی از ویژگی‌های دو نوع قبلی هستند و در صنایعی که نیاز به دبی و فشار متوسط دارند استفاده می‌شوند.

4. پمپ‌های تک مرحله‌ای (Single Stage Pumps)

این نوع پمپ‌ها دارای یک پروانه بوده و برای کاربردهای ساده با نیاز فشار کم مناسب‌اند.

5. پمپ‌های چند مرحله‌ای (Multistage Pumps)

 دارای چندین پروانه برای افزایش فشار هستند و در صنایعی مانند نیروگاه‌ها و سیستم‌های تأمین آب کاربرد دارند.

6. پمپ‌های خودمکش (Self-Priming Pumps)

 قادر به تخلیه هوا از داخل خود بوده و در مواردی که امکان ورود هوا به سیستم وجود دارد، استفاده می‌شوند.

7. پمپ‌های ورتکس (Vortex Pumps)

 برای پمپاژ سیالات حاوی ذرات جامد و فاضلاب استفاده می‌شوند.

تفاوت پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت

تفاوت پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت در 5 مورد است که آنها را با هم بررسی می کنیم.

1. مکانیزم عملکرد

تفاوت اصلی بین این دو پمپ در نحوه عملکرد آن‌هاست. پمپ‌های گریز از مرکز به مایع سرعت می‌دهند و این سرعت در نهایت منجر به ایجاد فشار در خروجی می‌شود. در مقابل، پمپ‌های جابجایی مثبت مقدار مشخصی از سیال را محصور کرده و آن را از ورودی به خروجی پمپ انتقال می‌دهند.

به زبان ساده، در پمپ‌های سانتریفیوژ، ابتدا فشار ایجاد شده و سپس جریان حاصل می‌شود؛ در حالی که در پمپ‌های جابجایی مثبت، ابتدا جریان ایجاد شده و سپس فشار نتیجه می‌شود. این تفاوت پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت را مشخص می‌کند.

2. کنترل جریان

در پمپ‌های سانتریفیوژ، به دلیل اینکه جریان نتیجه فشار است؛ دبی (Flow Rate) با تغییر فشار تغییر می‌کند. در مقابل، در پمپ‌های جابجایی مثبت، دبی ثابت است و تحت تأثیر تغییرات فشار قرار نمی‌گیرد.

هر دو نوع پمپ می‌توانند با تغییر سرعت، جریان را تنظیم کنند. در پمپ‌های جابجایی مثبت چرخشی، دبی پمپ به طور مستقیم متناسب با سرعت آن است و تقریباً تحت تأثیر فشار دیفرانسیلی قرار نمی‌گیرد و نسبت تنظیم سرعت معمولاً بیشتر از 10:1 است. 

در مقابل، پمپ‌های سانتریفیوژ معمولاً نسبت تنظیم سرعت 3:1 دارند که نیاز به کاربردهای چندگانه یا پمپ‌های خاص را افزایش می‌دهد. برای کنترل عملکرد پمپ سانتریفیوژ، معمولاً به سیستم‌های خاصی نظیر تنظیم سرعت، تغییر وضعیت مایع یا دریچه‌های کنترلی نیاز است. 

مقایسه پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت نشان می‌دهد که پمپ‌های جابجایی مثبت در شرایط تغییرات فشار عملکرد بهتری دارند.

3. ویسکوزیته (گرانروی سیال)

پمپ‌های گریز از مرکز با افزایش ویسکوزیته، کاهش بازدهی دارند. این کاهش به دلیل افزایش تلفات اصطکاکی در داخل پمپ رخ می‌دهد. به همین دلیل، این پمپ‌ها معمولاً برای سیالاتی با ویسکوزیته بیش از 850 سانتی‌استوکس (cSt) مناسب نیستند و عملکرد آن‌ها از 100 cSt به بالا کاهش می‌یابد. 

در مقابل، کارایی پمپ‌های جابجایی مثبت با افزایش ویسکوزیته سیال افزایش می‌یابد مقایسه پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت نشان می‌دهد که پمپ‌های جابجایی مثبت برای سیالات غلیظ گزینه بهتری هستند.

4. بازدهی (Efficiency)

پمپ‌های سانتریفیوژ در نقطه بالاترین بازدهی (BEP – Best Efficiency Point) به حداکثر راندمان خود می‌رسند. اما در فشارهای کمتر یا بیشتر از این نقطه، کارایی آن‌ها کاهش می‌یابد.

پمپ‌های سانتریفیوژ  معمولاً در بازه 80 تا 110 درصد از BEP خود عملکرد مناسبی دارند. 

در پمپ‌های جابجایی مثبت، بازدهی با افزایش فشار بهبود می‌یابد که یک مزیت مهم در شرایط عملیاتی با تغییرات فشار زیاد محسوب می‌شود. 

5. شرایط مکش (Inlet Conditions)

برای عملکرد مناسب، پمپ‌های سانتریفیوژ نیاز دارند که مایع درون آن‌ها وجود داشته باشد تا بتوانند اختلاف فشار لازم را ایجاد کنند. علاوه بر این، پمپ های سانتریفیوژ نمی‌تواند بیش از 15 درصد از حجم گاز در مایع (GVF – Gas Volume Fraction) را مدیریت کند.

 بنابراین، لوله‌های مکش و پمپ باید قبل از راه‌اندازی، پر از مایع باشند زیرا پمپ‌های سانتریفیوژ به‌صورت خودکار قادر به پُر کردن اولیه یا پرایم کردن (Priming) نیستند. 

پمپ‌های جابجایی مثبت با ایجاد فشار منفی در ورودی (مکش) می‌توانند عملیات مکش را خودشان انجام دهند. همچنین برخلاف پمپ‌های سانتریفیوژ، این پمپ‌ها قادر به مدیریت مقادیر زیادی از گازهای همراه با مایع بوده و می‌توانند خود را پرایم کنند. 

این قابلیت، همراه با نیاز کم به NPSHr (حداقل فشار مکش مورد نیاز)، باعث می‌شود که پمپ‌های جابجایی مثبت، توانایی فوق‌العاده‌ای در عملیات مکش و تخلیه خطوط داشته باشند. 

کدام پمپ را باید انتخاب کرد؟

تفاوت پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت در شرایط مختلف تأثیرگذار است. در حالت کلی:

• با افزایش ویسکوزیته سیال، استفاده از پمپ‌های جابجایی مثبت ضروری می‌شود.

• در شرایطی که فشار متغیر است یا پمپ در حالت خشک راه‌اندازی می‌شود، پمپ جابجایی مثبت گزینه بهتری خواهد بود.

• برای سیالات کم‌ویسکوز و جریان‌های با دبی متغیر، پمپ‌های سانتریفیوژ گزینه بهتری هستند.

کاربرد پمپ‌های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت در صنایع مختلف

نتیجه‌گیری

مقایسه پمپ های سانتریفیوژ و جابجایی مثبت نشان داد که پمپ‌های سانتریفیوژ برای مایعات رقیق مناسب هستند، در حالی که پمپ‌های جابجایی مثبت برای سیالات غلیظ، فشارهای متغیر و شرایط خاص گزینه بهتری می‌باشند. انتخاب بین این دو نوع پمپ باید بر اساس نیاز عملیاتی و مشخصات سیال انجام شود.

آمازون ابزار مفتخر است که انواع پمپ ها را همراه با گواهینامه اصالت کالا برای شما مشتریان عزیز، تامین نماید.

سوالات پر تکرار

1- پنج تفاوت اصلی پمپ های گریز از مرکز با پمپ های جابجایی مثبت کدام موارد است؟

این پنج تفاوت عبارت است از: 

• نحوه عملکرد 

• کنترل جریان 

• گرانروی سیال

•  بازدهی 

• شرایط مکش

2-نحوه عملکرد پمپ گریز از مرکز چگونه است؟

سیال از طریق محور چرخان وارد پروانه (Impeller) پمپ شده و در آنجا شتاب می‌گیرد و به سمت یک دیفیوزر (Diffuser) یا حلزون هدایت می‌شود.

3- شرایط مکش در پمپ های گریز از مرکز چگونه است؟

لوله‌های مکش و پمپ باید قبل از راه‌اندازی، پر از مایع باشند زیرا پمپ‌های سانتریفیوژ به‌صورت خودکار قادر به پُر کردن اولیه یا پرایم کردن (Priming) نیستند.