آزمایش ششم :به هم پیوستن پمپ ها سری و موازی

آزمایش ششم :به هم پیوستن پمپ ها سری و موازی

هدف آزمایش :

هدف از این آزمایش بدست آوردن منحنی مشخصه یک  پمپ و تعیین راندمان پمپ و به کار بستن سری و موازی پمپ ها و مقایسه آنها با یکدیگر است .

تئوری آزمایش:

پمپ ها یکی از متداول ترین انواع توربو ماشین های مصرف کننده قدرت می باشند. که در اکثر سیستم های تاسیساتی ، آب رسانی ، هیدرولیکی و غیره به کارمی روند . پمپ ها باعث افزایش انرژی مایعات می گردند.

در پمپ چگالی سیال هم ثابت و هم مقدار آن زیاد است .اختلاف فشار معمولا قابل ملاحظه است و ساختمان پمپ بایستی محکم باشد. هنگامی که وجود یک پمپ به تنهایی نتواند دبی یا ارتفاع مورد نیاز ایستگاه را تامین کند از دو یا تعداد بیشتری پمپ در مدار استفاده می شود اتصال پمپ ها به یکدیگر و یا نحوه قرار گیری آنها در مدار ، بطور کلی در دو حالت موازی یا سری صورت می گیرد .

 به هم پیوستن پمپها به صورت موازی :

در این حالت ، دبی کلی ایستگاه از طریق چند پمپ که بصورت موازی به یکدیگر بسته شده اند عبور خواهد کرد نحوه عملکرد این پمپها شبیه مدارهای الکتریکی در حالت موازی می باشد. شکل (1 )؛ به این صورت که دبی کلی ایستگاه از جمع دبی های عبوری از هر پمپ بدست می آید و ارتفاع تولیدی تمامی آنها نیز با یکدیگر مساوی است. به هم پیوستن پمپ ها به صورت موازی بر نقطه کار هر یک از پمپ ها اثر می گذارد .

برای بدست آوردن منحنی مشخصه مجموعه ، باید دبی های هر یک را  در ازاء ارتفاع ثابت با یکدیگر جمع و نقاط حاصل را به هم متصل نمود .

محل تلاقی مدار با منحنی بدست آمده نقطه کار سیستم را تعیین می کند . برای مشخص کردن نقطه کار هریک از پمپ ها ، باید از محل دو منحنی ، خطی موازی با محور Q ها رسم

شود شکل (1)  نقطه کار پمپ ها را نشان می دهد (Q2 , Q1 ). پمپ ها معمولاً به نحوی انتخاب می شوند که در حوالی نقطه راندمان ماکزیمم خود کار کنند .

ارتفاع کل رامی توان از رابطه زیر بدست آورد :

                                                                        1-6))                      

شکل (1)منحنی عملکرد دو پمپ به صورت موازی

 به ترتیب فشار استاتیکی در دهانه های خروجی و ورودی پمپ ها می باشند .

هنگامیکه پمپ های (1 ) و (2 ) ، هر یک به تنهایی درمدار قرار گیرند دبی تولیدی توسط آنها به ترتیب  خواهد بود .

موازی بستن دو یا تعداد بیشتری پمپ در یک مدار ، هنگامی صورت می گیرد که :

در ازاء دبی مورد احتیاج ، اندازه پمپ انتخابی بزرگ شود که در این صورت با تقسیم دبی بین دو یا چند پمپ می توان در یک ارتفاع ثابت ، پمپ هایی با اندازه کوچکتر انتخاب نمود . با افزایش تعداد پمپ ها کارائی دستگاه بهتر می شود .

نکات قابل توجه در بستن پمپ ها بطور موازی :

1-استفاده از پمپ های یکسان برای بستن درصورت استفاده از پمپ های غیر یکسان باید از شیر یک طرفه در مسیر بعد از هر پمپ استفاده شود .

2-در به هم بستن پمپ های موازی باید سعی شود که مقاومت دینامیکی مدار حتی الامکان کم باشد زیرا همانگونه که از شکل ( 1) مشاهده می شود هرچه شیب منحنی مشخصه مدار بیشتر باشد دبی تولیدی مجموعه پمپ ها کاهش یافته و در این صورت موازی بستن پمپ ها تاثیر چندانی نخواهد داشت .

3-همانطور که گفته شد ، دبی تولید هر یک از پمپ ها در حالت موازی ، کمتر از دبی تولیدی پمپ ها درحالتی است که به تنهایی در مدار قرار گیرند . بنابراین وقتی یکی از پمپ ها از کار بیفتد از مدار خارج شود دبی تولیدی پمپ ها افزایش پیدا می کند .

به هم پیوستن پمپ ها به صورت سری :

به هم پیوستن پمپ ها به صورت سری در یک مدار برای بالا بردن فشار تولیدی در ازاء یک دبی معین صورت می گیرد دراین حالت ، دبی کلی ایستگاه از پمپ های متعدد که بصورت سری قرار گرفته اند گذشته و فشار آن د رهر مرحله افزایش می یابد در این جا نحوه عملکرد پمپ ها همانند مدارهای الکتریکی در حالت سری است برای ترسیم منحنی مشخصه مجموعه پمپ ها در حالت سری ، باید به ازاء یک دبی  معین ارتفاعهای متناظر را با یکدیگر جمع و نقاط بدست آمده را به هم متصل نمود یک نمونه از منحنی مشخصه پمپ ها در حالت سری در شکل (2 ) آمده است محل تلاقی منحنی مشخصه مدار با منحنی بدست آمده ، نقطه کار پمپ را تعیین می کند .

در به هم پیوستن پمپ ها بصورت سری باید به نکات زیر توجه کرد :

1-به علت آنکه سیال به هنگام ورود به دومین پمپ سری ، دارای فشار بیشتری است فشار در پوسته و محفظه آب بندی این پمپ بیشتر می باشد از این رو پمپ نیاز به آب بندی مناسب تری دارد و همچنین فشار داخل آن نباید از فشار آزمایش پوسته پمپ بالاتر رود .

2-در حالتی که دو پمپ یکسان با یکدیگر به صورت سری بسته شوند ارتفاع کل دو برابر هر یک از پمپ ها خواهد بود اما دراین مورد نیاز ارتفاع تولیدی مجموعه دو پمپ ، کمتر از دو برابر ارتفاع تولید یک پمپ ، در حالتی است که به تنهایی در مدار قرار گیرد .

3-بهتر است د رسری بستن از پمپ های یکسان استفاده شود .

در حالت سری ارتفاع کل را می توان از رابطه زیر بدست آورد .

                                                 (2-6)                                  

شکل (2) منحنی عملکرد دو پمپ به صورت سری

برای هر پمپ داریم:

                                                              (3-6)                                                QH =مفید P

توان مصرفی پمپ برابر توان الکتریکی گرفته شده از شبکه برقی شهری است

                                                             (4-6)                                                               P=VI                                                                          

پس راندمان بصورت :

QH / VI              (5-6)       = مصرفی P/ مفید  

راندمان درحالت موازی برابر  است با   و راندمان درحالت سری برابر است با

شرح دستگاه :

دستگاه مورد آزمایش از یک میز هیدرولیک تشکیل یافته است که بر روی آن دو پمپ متصل گشته اند . مدار لوله کشی پمپ ها به قسمی است که می توان توسط بستن شیرهای مربوطه هر دو پمپ را بصورت جداگانه سری و موازی راه اندازی نمود .

بر روی پانل دستگاه به ازاء هر پمپ یک دیمر الکتریکی برای تغییر دور پمپ یک ولتمتر و یک آمپر برای قرائت  توان الکتریکی داده شده به پمپ وجود دارد .

این دستگاه آزمایش ، برای کنترل جریان از چهارشیر استفاده می کند .

شیر (4) دررانش پمپ (1 ) متصل شده و این قسمت را به عکس پمپ (2 ) متصل می کند که تنها درراه اندازی سری پمپها باید باز باشد شیر ( 1) قسمت رانش پمپ (1 ) را به مدار خروجی متصل کرده و در هنگامی که پمپ (1 ) به تنهایی کار می کند و یا در راه اندازی سری پمپ ها باید باز باشد و شیر (3) در قسمت مکش پمپ (2 ) نصب شده است و این شیر را باید در زمانی باز نمود که بخواهیم پمپ (2 ) را به تنهایی و یا دو پمپ را بصورت موازی راه اندازی نمود .

روش کار :

ابتدا ورودی و خروجی سیستم را به میز هیدرولیک وصل کنید سپس دیمر ها را روی صفر ( سمت چپ ) تنظیم کنید محیط حرکت دیمرها را به سه قسمت مساوی تقسیم کنید اینک کلید ورودی دستگاه را در حالت ON قرار دهید .

الف : پمپ (1 ) را روشن کرده پمپ (2 ) را د روضعی خاموش قرار دهید شیر 2 را در

حالت باز شیر3 را درحالت بسته و  شیر 1 را باز و شیر 4 را در حالت بسته قرار دهید ،

دراین حالت برای سه وضعیت دیمر پمپ (1 ) سه دبی و سه هد را قرائت کنید و منحنی مشخصه را رسم کنید. ( می توانید همین آزمایش را برای پمپ (2 ) انجام دهید. )

ب : اینک پمپ های 1 و 2 را در حالت موازی قرار دهید بدین ترتیب که : شیر 2 باز و شیر 4 بسته و شیر 3 باز و شیر 1 باز  باشد در این حالت هر دو پمپ را روشن کنید و برای سه وضعیت دیمرها دبی و هد را قرائت کنید و منحنی مشخصه را رسم کنید ( سعی کنید که دیمرها را به یک اندازه بچرخانید تا آزمایشها کمترین خطا را داشته باشند). در این حالت بعد از رسم منحنی مشخصه آنرا با منحنی های مشخصه پمپ ها 1 و2 مقایسه کنید و نتایج را با تئوری آزمایش تطبیق دهید .

ج : اینک پمپ های 1 و2 را د رحالت سری قرار رهید بدین ترتیب که :

شیر4 بسته و شیر2باز و شیر3 بسته باشد در این حالت نیز دیمرها را همز مان در سه وضعیت قرار دهید نتایج را یادداشت کنید.

خواسته ها و محاسبات :

1.                  منحنی مشخصه پمپ را در حالت ها ی مختلف رسم نمایید.

2.                  منحنی مشخصه پمپ ها را در حالت های مختلف با هم مقایسه کنید.آیا منحنی های بدست آمده مطابق با منحنی های معمولی  این پمپ ها است ؟

3.                  راندمان پمپ را در حالت های مختلف بدست آورید و با یکدیگر مقایسه کنید.

4.                  جهت انتخاب پمپ ها به چه مشخصاتی باید توجه نمود؟