تفاوت‌های بین پمپ گریز از مرکز و جابجایی مثبت

امروزه با پیشرفت فناوری و تکنولوژی و ایجاد صنایع گوناگون، نیاز به انتقال سیالات در سیستم‌ها و صنایع مختلف زیاد شده است. با زیاد شدن این نیازها، پمپ‌های گریز از مرکز و پمپ‌های جابجایی مثبت جز مهم‌ترین تجهیزات مورد استفاده در صنایع گوناگون مانند کشاورزی، نفت و گاز، نیروگاه‌ها و صنایع شیمیایی و... هستند. شناخت تفاوت‌های بین پمپ‌های گریز از مرکز و جابجایی مثبت در انتخاب و خرید پمپ گریز از مرکز و یا جابجایی مثبت از اهمیت زیادی برخوردار است.

انواع پمپ‌های گریز از مرکز برای جابجایی سیالات با دبی بالا و فشارهای مختلف طراحی شده‌اند. در صورتی که پمپ‌های جابجایی مثبت بیشتر در شرایطی استفاده می‌شود که نیاز به دبی ثابت و فشارهای متغیر وجود داشته باشد. ما در این مقاله از شرکت بین‌المللی نوین پمپ برسام، تفاوت‌های بین پمپ‌های گریز از مرکز و جابجایی مثبت را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

پمپ‌های گریز از مرکز چیست؟

پمپ‌های گریز از مرکز برای انتقال سیالات، ابتدا انرژی چرخشی را توسط یک موتور یا یک نوع محرک به انرژی حرکتی تبدیل می‌کند، سپس سیالات را انتقال می‌دهد.

سیال توسط محور چرخان وارد پروانه پمپ می‌شوند و در آنجا شتاب گرفته و به سمت محفظه حلزونی هدایت می‌شوند. سیالات عبور از پروانه، علاوه بر افزایش فشار سرعت هم کسب می‌کند. انواع پمپ‌های گریز از مرکز طبق طراحی و کارایی آن‌ها در سیستم ها و صنایع مختلف کاربرد دارند.

پمپ جابجایی مثبت چیست؟

پمپ جابجایی مثبت با به دام انداختن مقدار ثابتی از سیال 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 می‌شود و با پمپاژ کردن سیال آن را به راه خروجی هدایت می‌کنند.

تفاوت‌های پمپ گریز از مرکز و جابجایی مثبت

پمپ گریز از مرکز و جابجایی مثبت در مواردی تفاوت دارند که آنها به شرح زیر هستند.

1. تفاوت در مکانیزم عملکرد

اصلی ترین تفاوت این دو پمپ، تفاوت آنها در نحوه عملکرد آن‌هاست. پمپ‌های گریز از مرکز به پمپاژ سیال سرعت می‌بخشد و این سرعت در نهایت منجر به ایجاد فشار در خروج سیال می‌شود. اما در مقابل، پمپ‌های جابجایی مثبت مقدار مشخصی از سیال را محصور کرده و بعد از ورود سیال آن را به سمت خروجی پمپ انتقال می‌دهند.
به عبارت دیگر، در پمپ‌های گریز از مرکز، ابتدا فشار در پمپاژ سیال ایجاد شده و سپس جریان حرکتی اتفاق می‌افتد؛ در صورتی که در پمپ‌های جابجایی مثبت، ابتدا جریان حرکتی ایجاد شده و سپس فشار در پمپاژ سیال حاصل می‌شود.

2. کنترل جریان

در پمپ‌های سانتریفیوژ، به دلیل اینکه علت فشار، جریان انرژی حرکتی است؛ دبی 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.

6. تفاوت در کارکرد

پیش از خرید پمپ سانتریفیوژ یا تهیه محصول جا‌به‌جایی مثبت باید بدانید اینکه پمپ چه کاربردی دارد، بستگی به سیال خواهد داشت. خصوصیاتی مانند دمای کاری، وجود ذرات جامد در سیال، اسیدی یا بازی بودن، میزان خورندگی و سمی بودن و... عواملی هستند که در نوع کاربرد پمپ تأثیرگذار خواهند بود اما در حالت کلی پمپ گریز از مرکز به علت کارکرد عالی با به دبی‌ زیاد، کاربردهایی مانند در حوزه‌های آتش نشانی، خانگی صنعتی، کشاورزی و... دارد. از پمپ رفت و برگشتی به علت انتقال سیالات غلیظ در حوزه‌های شیمیایی، دارویی، غذایی و... به کار می‌رود. بنابراین می‌توان گفت که از پمپ گریز از مرکز برای دبی‌های بالا و هد کوچک و از پمپ رفت و برگشتی برای تخلیه کمتر و هد بالا استفاده می‌شود.

کلام آخر

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.

سوالات متداول درباره تفاوت‌های بین پمپ گریز از مرکز و جابجایی مثبت 

1. تفاوت اصلی بین پمپ گریز از مرکز و پمپ جابجایی مثبت چیست؟
تفاوت اصلی در نحوه عملکرد آن‌هاست؛ پمپ‌های سانتریفیوژ با افزایش سرعت سیال فشار ایجاد می‌کنند، در حالی که پمپ‌های جابجایی مثبت با محصور کردن مقدار مشخصی از سیال، آن را به سمت خروجی هدایت می‌کنند.

2. کدام نوع پمپ برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب‌تر است؟
پمپ‌های جابجایی مثبت عملکرد بهتری برای سیالات غلیظ دارند، در حالی که بازدهی پمپ‌های سانتریفیوژ در این شرایط کاهش می‌یابد.

3. در چه شرایطی باید از پمپ سانتریفیوژ استفاده کنیم؟
زمانی که نیاز به دبی (جریان) بالا و فشار نسبتاً کم دارید، مانند آتش‌نشانی، کشاورزی یا تأسیسات صنعتی، پمپ‌های سانتریفیوژ گزینه مناسبی هستند.

4. کدام پمپ‌ها توانایی مکش اولیه (پرایمینگ) بهتری دارند؟
پمپ‌های جابجایی مثبت می‌توانند بدون نیاز به پر بودن لوله‌ها عملیات مکش را انجام دهند، در حالی که پمپ‌های سانتریفیوژ برای راه‌اندازی نیاز به پر بودن اولیه دارند.

5. برای کاربردهای با فشار متغیر، کدام پمپ بهتر عمل می‌کند؟
پمپ‌های جابجایی مثبت به دلیل دبی ثابت در برابر تغییرات فشار، عملکرد پایدارتری در این شرایط دارند.

6. آیا پمپ‌های جابجایی مثبت در برابر ورود گاز یا هوا مقاوم هستند؟
بله، این پمپ‌ها می‌توانند مقادیر بیشتری از گاز موجود در مایع را تحمل کرده و همچنان عملکرد مؤثری داشته باشند، بر خلاف پمپ‌های سانتریفیوژ که در این شرایط دچار افت عملکرد می‌شوند.