پمپ جریان محوری

پمپ جریان محوری که به هنوان پمپ پروانه ای نیز شناخته می‌شود از دسته پمپ های دینامیکی و یکی از انواع پمپ های گریز از مرکز است. این پمپ بیشترین کاربرد را برای کاربردهای فشار بالا دارد. این پمپ ها راندمان بالاتری نسبت به پمپ های جابجایی مثبت دارند. در این مقاله از نوین پمپ برسام اطلاعات جامعی در رابطه با پمپ جریان محوری ارائه خواهیم داد با ما همراه باشید.

پمپ جریان محوری چیست؟

پمپ جریان محوری نوعی پمپ دینامیکی است که دارای مکش موازی با جهت پروانه است. جهت جریان سیال با پمپ جریان محوری تغییر نمیکند. در پمپ جریان محوری، سیال در جهت موازی با پروانه وارد پمپ شده و از آن خارج می‌گردد. این پمپ سه تا چهار پره دارد که روی پروانه نصب می‌گردد.

طراحی پره های پمپ به صورتی است که پمپ آب را به صورت محوری در جهت موازی با پروانه تخلیه می‌کند. موازی بودن پره های پروانه فشار کمی را در هنگام پمپاژ آب به وجود می‌آورد. این پمپ ها برای موارد دبی بالا و فشار کم کاربرد دارند.

این پمپ‌های دینامیکی توانایی تولید دبی بالایی را دارند. بعضی اوقات به آن پمپ پروانه ای نیز می گویند چراکه پروانه محوری شبیه به پروانه کشتی است. در بعضی از ساختارها، می‌توان سرعت جریان و هد را با تغییر گام تیغه های پروانه تنظیم کرد.

مشخصات عملکردی پمپ های محوری با دیگر پمپ‌ها کمی متفاوت است. هد تولید شده در نقاط عملیاتی معمولی حداقل است، ولی منحنی هد در مقابل ظرفیت به صورت قابل توجهی نسبت به پمپ های دینامیکی دیگر عمودی است. فشار قطع می تواند سه برابر هد تحویلی پمپ در نقطه ای با بیشترین راندمان باشد. همچنین، با کاهش دبی جریان، توان مورد نیاز افزایش پیدا می‌کند و حداکثر توان مصرفی زمانی است که جریان صفر است. پمپ شعاعی با این عملکرد در تضاد است چراکه به دبی جریان بالاتر و توان بالاتر احتیاج دارد.

آشنایی با اجزای پمپ جریان محوری

پمپ های جریان محوری از اجزایی تشکیل شده اند که به آن‌ها اشاره می کنیم:

• بدنه یا پوسته پمپ
• شفت
• پروانه
• قسمت مکش (ورودی پمپ)
• قسمت تخلیه (خروجی پمپ)
• یاتاقان
• آب بند

مزایای پمپ جریان محوری

مزایای پمپ جریان محوری (Axial Flow Pump) نسبت به دیگر انواع پمپ‌ها:

۱. دبی بسیار بالا

قابلیت جابجایی حجم بسیار زیادی از سیال در مدت زمان کم، که آن را برای کاربردهای آبیاری، زهکشی و نیروگاه‌ها ایده‌آل می‌کند.

۲. راندمان مناسب در هد پایین

در ارتفاع‌های کم (Head پایین) عملکرد عالی و راندمان بالایی دارد.

۳. ابعاد جمع‌وجور در دبی‌های بالا

برای دبی‌های مشابه، ابعاد و وزن کمتری نسبت به پمپ‌های شعاعی دارد.

۴. قابلیت نصب عمودی

معمولاً به‌صورت عمودی نصب می‌شوند که باعث صرفه‌جویی در فضا و سهولت در استفاده در ایستگاه‌های پمپاژ می‌شود.

۵. کاویتاسیون کمتر در شرایط مناسب

در دبی‌های بالا و طراحی استاندارد، مقاومت به پدیده کاویتاسیون نسبتاً خوب است.

۶. مناسب برای سیالات تمیز و نیمه‌تمیز

برای پمپاژ آب خام، آب دریا و سیالات مشابه با ذرات معلق کم بسیار کارآمد است.

۷. انعطاف‌پذیری در تغییر شرایط کاری

با تغییر زاویه پره‌ها (در مدل‌های پره متغیر – Adjustable Blade)، می‌توان دبی و هد را تنظیم کرد.

معایب پمپ جریان محوری

۱. هد پایین

این پمپ‌ها نمی‌توانند فشار یا هد بالایی ایجاد کنند، بنابراین برای مصارف با ارتفاع زیاد مناسب نیستند.

۲. حساسیت به ذرات معلق

پمپ جریان محوری بیشتر برای سیالات تمیز یا نیمه‌تمیز طراحی شده و ذرات معلق زیاد می‌توانند باعث ساییدگی پره‌ها و کاهش عمر پمپ شوند.

۳. محدودیت در فشار عملیاتی

به دلیل طراحی پروانه، تحمل فشار زیاد در خروجی محدود است و نمی‌توانند جایگزین پمپ‌های شعاعی در سیستم‌های با فشار بالا شوند.

۴. راندمان پایین‌تر در هد بالا

در شرایطی که هد بالا نیاز باشد، راندمان این پمپ‌ها کاهش چشمگیری پیدا می‌کند.

۵. نگهداری و تعمیر تخصصی

به‌خصوص مدل‌های پره قابل تنظیم، نیاز به سرویس تخصصی دارند و نگهداری آن‌ها نسبت به پمپ‌های شعاعی پیچیده‌تر است.

۶. محدودیت در سیال‌های چسبناک یا خورنده

سیالات با ویسکوزیته بالا یا خورنده می‌توانند عملکرد و عمر پمپ را به شدت کاهش دهند.

کاربرد پمپ جریان محوری

۱. ایستگاه‌های پمپاژ آب و زهکشی

پمپاژ حجم زیاد آب رودخانه‌ها، کانال‌ها و تالاب‌ها

زهکشی زمین‌های کشاورزی و مناطق شهری

۲. نیروگاه‌ها

گردش آب در سیستم‌های خنک‌کننده

انتقال آب از سدها به توربین‌ها

۳. آبیاری کشاورزی

تأمین آب برای زمین‌های کشاورزی بزرگ

سیستم‌های آبیاری تحت فشار و کانالی

۴. کنترل سیلاب و مدیریت آب

تخلیه سریع آب از مناطق سیل‌زده

مدیریت آب در سدها و کانال‌ها

۵. صنایع دریایی

انتقال آب در کشتی‌ها و سکوهای نفتی

سیستم‌های خنک‌کننده موتور و تجهیزات دریایی

۶. صنایع آب و فاضلاب

جابجایی حجم بالا از فاضلاب یا آب خام

سیستم‌های تصفیه و انتقال آب شهری

عوامل موثر بر قیمت پمپ جریان محوری

عوامل موثر در قیمت پمپ جریان محوری (Axial Flow Pump) متنوع هستند و بسته به نوع پمپ، کاربرد و شرایط محیطی تغییر می‌کنند. مهم‌ترین عوامل عبارت‌اند از:

۱. ظرفیت پمپ (دبی و هد)

هرچه دبی بیشتر و هد بالاتر باشد، قیمت پمپ افزایش می‌یابد.
پمپ‌های دبی بالا به پره‌ها و موتور بزرگ‌تر نیاز دارند که روی افزایش قیمت پمپ جریان محوری تاثیر گذار هستند.

۲. جنس بدنه و پروانه

جنس فولاد ساده، چدن، استیل ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم به خوردگی قیمت را متفاوت می‌کند.
پمپ‌هایی که برای آب شور یا سیالات خورنده ساخته شده‌اند، معمولاً گران‌تر هستند.

۳. توان و نوع موتور

موتور با توان بالا و راندمان بالا هزینه بیشتری دارد.
نوع موتور (الکتریکی یا دیزلی) هم در قیمت تاثیرگذار است.

۴. نوع نصب و طراحی

پمپ‌های عمودی یا با پره قابل تنظیم معمولاً گران‌تر هستند.
طراحی ویژه برای شرایط خاص محیطی یا صنعتی نیز قیمت را افزایش می‌دهد.

۵. سایز و ابعاد

بزرگ‌تر بودن پمپ باعث افزایش مواد مصرفی و هزینه تولید می‌شود.

۶. برند و کشور سازنده

برندهای معتبر و شناخته‌شده، قیمت بالاتری دارند اما کیفیت و خدمات پس از فروش تضمین‌شده است.

۷. امکانات جانبی و تجهیزات اضافی

سیستم‌های کنترل اتوماتیک، سنسورها و تجهیزات حفاظتی می‌تواند قیمت را افزایش دهد.

نکات مهم درباره خرید پمپ جریان محوری

هنگام خرید پمپ جریان محوری (Axial Flow Pump)، باید چند نکته مهم را مد نظر قرار داد تا انتخاب درست و کارآمدی داشته باشید:

۱. دبی و هد مورد نیاز

ابتدا مشخص کنید چه حجم سیال (دبی) و ارتفاع یا فشار (هد) نیاز است.
پمپ محوری برای دبی زیاد و هد پایین مناسب است، بنابراین مقادیر هد را دقیق محاسبه کنید.

۲. نوع سیال

مطمئن شوید که سیال تمیز یا نیمه‌تمیز است.
ذرات معلق زیاد یا ویسکوزیته بالا می‌تواند باعث آسیب به پره‌ها شود.

۳. متریال و مقاومت در برابر خوردگی

بسته به سیال، جنس پروانه و بدنه پمپ را انتخاب کنید:
آب تمیز → فولاد معمولی
آب شور یا خورنده → استیل ضدزنگ یا مواد مقاوم به خوردگی

۴. نوع نصب پمپ

عمودی یا افقی بودن نصب را بررسی کنید.
نصب عمودی برای صرفه‌جویی در فضا و انتقال آب از کانال‌ها رایج است.

۵. توان موتور و راندمان

یکی از مهم‌ترین موارد هنگام خرید پمپ جریان محوری، توان موتور است. مطمئن شوید موتور توان کافی برای تامین دبی و هد دارد. راندمان پمپ را بررسی کنید تا مصرف انرژی بهینه باشد.

۶. شرایط عملیاتی

دمای سیال، فشار کاری و محیط نصب را در نظر بگیرید.
برخی پمپ‌ها برای محیط‌های صنعتی سخت یا دمای بالا طراحی شده‌اند.

۷. قابلیت سرویس و نگهداری

دسترسی آسان به پروانه و شفت برای تعمیر و نگهداری مهم است.
مدل‌هایی با پره قابل تنظیم (Adjustable Blade) نیاز به سرویس دوره‌ای دارند.

۸. برند و گارانتی

از برند معتبر با پشتیبانی خدمات پس از فروش انتخاب کنید.
گارانتی و موجود بودن قطعات یدکی مهم است.

 در ادامه با 2 نمونه از پمپ های گریز از مرکز آشنا می شویم.

پمپ جریان مختلط

پمپ جریان مختلط پمپ‌هایی گفته می شود که تحت عمل پمپاژ محوری و شعاعی قرار دارند. پمپ های جریان مختلط با ایجاد مکش و با استفاده از پروانه چرخشی کار می‌کنند. پمپ‌های جریان مختلط  معمولاً در دو نوع سرعت پایین و سرعت بالا موجود هستند.

الکتروموتور به کار رفته در پمپ‌های جریان مختلط آسنکرون و قفس سنجابی هستند و با جریان متناوب کار می‌کند. این پمپ‌ها معمولاً به صورت عمودی نصب می‌شوند، ولی در برخی از موارد خاص و با توجه به تعداد طبقات و اندازه موتور در آن‌ها، امکان نصب افقی و مایل هم وجود دارد.

از جمله مزایای این پمپ ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دبی بالا
• می توانند مایعات شفاف و تمیز و یا مایعات، کدر و گل آلود را پمپاژ کنند
• ترکیب دبی بالاتر به همراه فشار بالاتر در این پمپ‌ها به منظور عملکرد بهینه‌تر
• عملکرد دوگانه محوری و شعاعی

پمپ گریز از مرکز جریان شعاعی

یکی از انواع پمپ‌های گریز از مرکز می توان به پمپ گریز از مرکز جریان شعاعی اشاره کرد که نیروی فشار استاتیکی در آن عامل اصلی پمپاژ سیال محسوب می‌شود. در پمپ‌های گریز از مرکز جریان شعاعی، سیال (اعم از مایع یا گاز) از طریق مکش انتهایی به پمپ وارد شده و با چرخش پروانه‌ها، سرعت آن افزایش پیدا می کند. سپس، سیال با زاویه مشخصی نسبت به محور، به‌صورت شعاعی از پمپ خارج می‌گردد. پمپ گریز از مرکز جریان شعاعی در مقایسه با مدل‌های محوری و مختلط، قادر به تولید فشار یا هد بالاتر در کنار جریان کمتر است.

نوع پروانه و پره‌های پمپ اثر مستقیمی بر میزان ارتفاع و سرعت آبدهی دارد. به‌صورت کلی، قطر پروانه می‌تواند دبی و ارتفاع مختلفی را برای پمپ به وجود آورد. در مواقعی که نیاز به هد بیشتری است، از پمپ شعاعی چند طبقه استفاده می‌شود. در این مدل، مایع بعد از عبور از هر طبقه، فشار بیشتری دریافت کرده و نهایتا، با عبور از یک دیفیوزر به سمت لوله رانش هدایت می‌شود.

تفاوت پمپ جریان محوری و شعاعی

تفاوت پمپ جریان محوری و شعاعی در چند بخش اصلی مشخص می‌شود:

۱. جهت حرکت سیال

پمپ جریان شعاعی: سیال وارد پروانه شده و پس از چرخش، در جهت عمود بر محور پمپ (شعاعی) به بیرون پرتاب می‌شود.

پمپ جریان محوری: سیال تقریباً در راستای محور پمپ حرکت کرده و بدون انحراف زیاد، در همان راستا تخلیه می‌شود.

۲. میزان هد و دبی

شعاعی: هد بالا تولید می‌کند ولی دبی (دبی کم تا متوسط) محدود است.

محوری: دبی بسیار بالا تولید می‌کند ولی هد تولیدی پایین است.

۳. کاربرد

شعاعی: مناسب برای تأمین فشار بالا، مثل تأسیسات آبرسانی، بویلرها، سیستم‌های صنعتی.

محوری: مناسب برای انتقال حجم بالای آب با ارتفاع کم، مثل ایستگاه‌های پمپاژ کشاورزی، نیروگاه‌ها، زهکشی و آبیاری.

۴. طراحی و ساختار پروانه

شعاعی: پروانه دارای پره‌هایی خمیده است که سیال را به اطراف (شعاعی) پرتاب می‌کند.

محوری: پروانه شبیه ملخ کشتی یا پره‌های فن است که جریان را در امتداد محور هدایت می‌کند.

۵. راندمان

شعاعی: راندمان در فشارهای بالا بهتر است.

محوری: راندمان در دبی‌های بسیار زیاد و هد پایین بهینه است.

سخن پایانی

در این مقاله در رابطه با پمپ‌‌های جریان محور اطلاعاتی را با شما به اشتراک گذاشتیم. به طور خلاصه از این پمپ که به پمپ پروانه ای نیز معروف است بیشتر در حوزه هایی که ارتفاع کم و دبی زیاد باشد که برخی از آن‌ها شامل پمپ آب کشاورزی و یا زهکشی فاضلاب و سیلاب که نیاز به انتقال حجم زیاد آب و سیال در فاصله کم دارد استفاده می شود. همچنین مزیت اصلی پمپ جریان محور این است که دبی آن در نقطه خروجی پمپ بسیار بالا است حتی اگر ارتفاع یا هد پایین باشد.