پایان نامه بررسی عملکرد توربو پمپ ها

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی

 مکانیک

مقدمه:

. . با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فصل اول درموردتقسیم بندی پمپ هاوآشنایی با انواع پمپ های جابه جایی مثبت وکاربردهای آن ومقایسه پمپ های دینامیکی وجابه جایی مثبت می باشد.فصل دوم به توضیح درموردتوربوپمپ ها،اجزای اصلی آنها،مثلث سرعت،منحنی مشخصه ،بررسی پدیده کاویتاسیون،قوانین تشابه پمپها وسری وموازی بستن آنها ،بررسی خوردگی درتوربوپمپ هاودرنهایت آشنایی مختصری درموردپمپ های کاربردی درصنعت پرداخته شده است

واژه هیدرولیک به عنوان علم عبورمایعات ازلوله ها تعریف شده است بیشترتئوری هایی که برای پمپ هیدرولیک به دست آمده است به عنوان سیال واسطه ازآب استفاده کرده اند که این به معنای عدم استفاده ازسایرمایعات نیست.

مشخصات هیدرولیکی مدارهای مختلف وهمچنین خصوصیات فیزیکی وشیمیایی سیال از نظرویسکوزیته، وزن مخصوص، درجه حرارت، خورندگی ،وجوداجسام ناخالص وگازهای همراه باسیال وسرانجام مقدارحجم عبوری سیال ازپمپ درواحدزمان وفشار سبب شده تاانواع پمپ هاباساختمان وطرزکارمختلف ساخته وتولیدشود.

پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :

1- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)

2- پمپ های با جابه جایی مثبت

پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر به کار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به psi   250 تاpsi  3000 محدود می گردد مناسب است. ازمعایب این پمپ ها میتوان به عدم پمپاژسیالات با ویسکوزیته بالا اشاره کردکه البته ازنظراقتصادی هم مقرون به صرفه نیست.پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشدکه درشکل زیرنشان داده شده است.

پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال  به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا وهمچنین پمپاژسیالات باویسکوزیته بالااست.

.

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :

1-پمپ های رفت وبرگشتی

2-پمپ های دوار

پمپ های دواربه پمپ های زیرتقسیم

بندی می شوند:

1-پمپ های دنده ای

2-پمپ های یره ای

3-پمپ های گوشواره ای

4-پمپ های پیچی

پمپ های دنده ای   (Gear Pump)

این پمپ هاساده ترین نوع پمپ دوارمی باشد به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار  بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.پمپ های دنده ای امکان پمپاژ سیال باویسکوزیته های مختلف وبافشارورودی متفاوت رادارندبه علاوه جریان درسیستم به آرامی وبدون ضربه (پالس)برقرارمی شود.

پمپ ها ی دنده ای :

1- دنده خارجی External Gear Pumps

2– دنده داخلی Internal Gear Pumps

3- گوشواره ای  Lobe Pumps

4- پیچی  Screw Pumps

1- دنده خارجی :

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد.دندانه های چرخ دنده های درگیر باهم دریچه های ورودی وخروجی پمپ را نسبت به هم آب بندی میکند. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.بایدتوجه کردکه آب بندی بین دندانه های دو چرخ دنده به روغن اجازه نمی دهد که ازوسط پمپ عبور کرده وبه قسمت ورودی پمپ برگردد.

سرعت پمپ های کوچک 1750تا3450 دوردردقیقه است وبرای پمپ های بزرگتر وسیال چسبنده ترسرعت کاهش می یابدبا توجه به این که  لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود (0.025 mm) می باشدکنترل برروی جریان سیال به سادگی صورت می گیردوهمین عامل دلیل استفاده این پمپ ها درانتقال سیالات حساس وگران شده است .جنس قطعات پمپ دنده ای باتوجه به نوع سیال انتخاب می شود.جنس دنده ها معمولا ازفولادزنگ نزن وبوش هاوآب بندمکانیکی ازجنس برنزانتخاب می شود.

2– دنده داخلی :

دراین پمپ هادنده هاازداخل بایکدیگردرگیرهستندویک عضوهلال گونه فضای خالی بین دودنده غیرهم محورراپرکرده سیال پس ازمحبوس شدن درفضای دنده هابه جلورانده می شود.این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از  psi1000  استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود psi 4000نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های  دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

3- پمپ های گوشواره ای  :

این پمپ ها  از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرام تر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری داردوجریان به آرامی جریان پمپ های دنده ای نیست ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.این پمپ برای پمپاژ گستره وسیعی ازسیالات چسبنده ومحلول هااستفاده می شود.