دانلود پایان نامه طراحی و اصول محاسبات پمپ های سانتريفیوژ

280 صفحه word

مقدمه 

نياز انسان در درجة اول به آب و در درجات بعدي به سيالات ديگر كه او را در توليد ، حركت و ادامة حيات ياري مي كنند ، وي را بر آن داشته كه حركت و انتقال بخش مورد نياز سيالات را در دست گيرد و هر جا كه نياز به حركت سيال از سطح پائين تر به بالاتر يا از محيط كم فشار به محيط پرفشار احساس مي شود ، وجود يك پمپ الزامي است . اين نياز گسترده موجب گستردگي سطح تنوع پمپها چه از لحاظ اساس عملكرد و چه از لحاظ حجم سيالي كه مي توانند جابجا كنند ، گرديده است .

نوعي از پمپها كه بر اساس نيروي گريز از مركز سيال در حال گردش طراحي شده ، پمپ سانتريفوژ است .

اين نوع پمپ داراي كاربردهاي فراواني از قبيل استفاده در آبرساني ، آبياري ، دفع فاضلاب ، كنترل و تغيير مسير سيلابها ، صنايع شيميايي ، صنايع غذايي و اطفاء حريق مي باشد .

به دليل اهميت اين نوع از پمپها ، به شيوة طراحي و اصول محاسبات آنها در كاربردهاي مختلف خواهيم پرداخت .

چكيده 

اصل اساسي و تعاريف ابتدايي پمپهاي سانتريفوژ ، انواع تقسيم بندي ، اصول كار ، معرفي قطعات ، نيروهاي مؤثر و مواد ساختماني قطعات اين نوع پمپها عناويني است كه در فصل اول به آنها خواهيم پرداخت .

پس از آشنايي اوليه با پمپهاي سانتريفوژ تئوري شكل گيري آنها و معادلة اساسي پمپهاي سانتريفوژ را در فصل دوم بررسي مي كنيم . سپس مشخصة پمپ نظري كه يك پمپ ايده‌آل با پره هاي نامحدود است را بدست آورده و با محدود كردن تعداد پره ها مشخصة پمپ با پره هاي محدود كه انواع واقعي پمپها هستند را بدست خواهيم آورد .

پس از آن راندمان پمپها را با توجه به اتلافات هيدروليكي در آنها بررسي مي‌كنيم . سرعتهاي ويژه و بستگي آن به ابعاد هندسي پروانه ، رابطة بين راندمان و سرعت ويژه و جريان مباحث ديگري است كه در فصل دوم خواهند آمد .

در فصل سوم اصول ترسيم منحني مشخصة پمپها ، منحني مشخصات لوله‌كشي ، بدست آوردن نقطة كار پمپ روي منحني مشخصة پمپ ، مشخصات مكش پمپ و روشهاي تغيير مشخصات پمپ را از نظر خواهيم گذراند . تركيب پمپها نيز بخشي است كه در فصل سوم به آن اشاره گرديده است .

براي آنكه بدانيم يك پمپ براي چه كاربردي مناسب است بايد مواردي از قبيل دبي و ظرفيت پمپ را بدانيم و بتوانيم با توجه به مدار گردشي سيالي كه پمپ موردنظر را شامل مي شود ، اتلافات ارتفاع و افت فشار سيال را در مسيري كه مي پيمايد محاسبه نمائيم . همچنين بايد توان مصرفي پمپ را بدانيم تا موتوري كه پمپ را به گردش در خواهد آورد بتوانيم انتخاب كنيم .

دبي ، ظرفيت ، ارتفاع پمپ و اتلافات آن ، محاسبه توان مصرفي پمپ و محاسبة قدرت موتور مورد نياز ، عناويني است كه در فصل چهارم به بررسي آنها مي پردازيم . همچنين در اين فصل مثالهاي نمونه در مورد انتخاب پمپ و برگه سفارش پمپ آورده شده اند .

در فصل پنجم به معرفي تجهيزات مورد نياز پمپ جهت انتقال سيال و نيز انتقال نيرو از موتور به پمپ مي پردازيم . همچنين روشهاي مختلف انتقال نيرو از موتور به پمپ و محاسبة‌ قطر شافت از طريق نيروهايي كه از موتور و سيال جاري پمپ به آن وارد مي شود در اين فصل خواهد آمد ، از ديگر عناوين آمده در اين فصل مي توان به محاسبة اندازه و ابعاد حوضچة مكش ، روش كارگذاري و اندازه هاي مربوط به لولة مكش اشاره نمود .

نصب ، راه اندازي ، مشكل كاويتاسيون و ضربة قوچ در پمپهاي سانتريفوژ ، نگهداري ضمن بهره برداري ، عيب يابي و رفع عيوب پمپهاي سانتريفوژ را در فصل ششم مطالعه خواهيم كرد . جهت كمك به درك مفاهيم آمده در فصلهاي مختلف ، جداول و نمودارهايي در بخش ضمائم آمده كه مي توان در انتخاب اين مجلد به آن مراجعه نمود .

جهت مطالعه گسترده تر علاقمندان در مورد پمپهاي سانتريفوژ و انواع ديگر پمپها ، نام و منابع و مآخذ مورد استفاده در آخرين صفحات اين پايان نامه آمده است .

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                     صفحه

مقدمه …………………………………………………………………………………………… a

چكيده …………………………………………………………………………………………… b

فصل اول (اصل اساسي و طبقه بندي پمپهاي سانتريفوژ) ………………………. 1

1-1 اصل اساسي …………………………………………………………………………… 2

2-1 ولوت يا مارپيچ ……………………………………………………………………….. 2

3-1 اصطلاحات و طبق بندي پمپهاس سانتريفوژ …………………………………. 6

4-1 تقسيم بندي اصلي …………………………………………………………………. 11

a-4-1 پمپ يك مرحله اي ……………………………………………………………… 11

b-4-1 پمپ چند مرحله اي …………………………………………………………….. 13

5-1 اصول كار پمپهاي سانتريفوژ (تعريف) ………………………………………. 16

6-1 قسمتهاي اصلي يك پمپ سانتريفوژ ………………………………………….. 17

a-6-1 پروانه ………………………………………………………………………………. 17

b-6-1 پوسته ……………………………………………………………………………… 17

c-6-1 پروانه‌و رينگ آب بندي ……………………………………………………….. 26

d-6-1 تعداد طبقات در پمپهاي سانتريفوژ ………………………………………… 33

e-6-1 شافتها و بوش شافتها …………………………………………………………. 36

عنوان                                                                                                     صفحه

f-6-1 كاسه نمدها و آب‌بندها ………………………………………………………… 40

g-6-1 ياتاقانها ……………………………………………………………………………. 44

h-6-1 كوپلينگها ………………………………………………………………………….. 46

i-6-1 نيروي پيشرانه محوري ……………………………………………………….. 50

j-6-1 مواد ساختماني پمپهاي سانتريفوژ …………………………………………. 56

فصل دوم (تئوري شكل گيري پمپهاي سانتريفوژ) ……………………………… 63

1-2 تعريف …………………………………………………………………………………. 64

2-2 معادلة اساسي پمپهاي سانتريفوژ …………………………………………….. 66

3-2 مشخصة‌ پمپ نظري – درجة واكنش …………………………………………. 71

4-2 پروانه با تعداد پره هاي محدود ………………………………………………… 77

5-2 اتلافات هيدروليكي …………………………………………………………………. 81

6-2 راندمان پمپ …………………………………………………………………………. 86

7-2 فرمول هاي تشابه ………………………………………………………………….. 89

8-2 سرعت ويژه و بستگي آن به ابعاد هندسي پروانه ………………………… 93

9-2 رابطة بين راندمان و سرعت ويژه …………………………………………….. 98

10-2 جريان ……………………………………………………………………………… 108

فصل سوم (مشخصه و منحني مشخصه پمپهاي سانتريفوژ) ……………… 118

1-3 مشخصة پمپ ……………………………………………………………………… 119

عنوان                                                                                                     صفحه

2-3 منحني مشخصات پمپ …………………………………………………………. 124

3-3 منحني مشخصات لوله كشي (مشخصات سيستم) ……………………… 125

4-3 نقطه كار پمپ بر روي منحني …………………………………………………. 126

5-3 مشخصات مكش پمپ …………………………………………………………… 127

a-5-3 NPSH لازم …………………………………………………………………….. 127

b-5-3 NPSH موجود …………………………………………………………………. 127

6-3 تغيير مشخصات پمپ …………………………………………………………… 130

a-6-3 سرعت  دوراني ……………………………………………………………….. 130

b-6-3 تغيير دادن سرعت دوراني …………………………………………………. 130

c-6-3 كم كردن قطر پروانه (تراش پروانه) …………………………………….. 132

d-6-3 پمپاژ مايعات با ويسكوزيتة زياد …………………………………………. 133

e-6-3 روش استفاده از تسمه و پولي براي تغيير مشخصات …………….. 134

7-3 تركيب پمپها ………………………………………………………………………… 141

a-7-3 تركيب موازي ………………………………………………………………….. 141

b-7-3 تركيب سري ……………………………………………………………………. 142

فصل چهارم (انتخاب و كاربرد پمپهاي سانتريفوژ) …………………………… 145

1-4 دبي پمپ …………………………………………………………………………….. 148

عنوان                                                                                                     صفحه

2-4 ظرفيت يا اندازة پمپ …………………………………………………………….. 151

3-4 ارتفاع پمپ ………………………………………………………………………….. 152

4-4 تعيين اتلاف ارتفاع در خطوط لوله ، شيرآلات و اتصالات ……………. 158

a-4-4 اتلافات ارتفاع در لوله ها ……………………………………………………. 159

b-4-4 قطر اقتصادي در لوله ها …………………………………………………… 161

c-4-4 اتلافات‌ارتفاع‌ناشي از انبساط تدريجي مقطع لوله (تبديل افزايشي) 164

d-4-4 اتلافات ارتفاع ناشي از انقباض ناگهاني مقطع لوله ها ………………. 164

e-4-4 افت فشار مايعات با ويسكوزيتة زياد در لوله هاي مستقيم ………. 165

f-4-4 اتلاف ارتفاع ناشي از زانوئي 90 درجه …………………………………. 166

g-4-4 اتلاف ارتفاع در شيرآلات و اتصالات …………………………………… 168

h-4-4 اتلاف ارتفاع در صافي ………………………………………………………. 174

5-4 تنظيم پمپهاي سانتريفوژ ……………………………………………………….. 174

a-6-4 توان لازم براي پمپاژ ………………………………………………………… 178

b-6-4 محاسبة توان مصرفي پمپ ………………………………………………… 179

c-6-4 محاسبه قدرت موتور ………………………………………………………… 179

d-6-4 موتور محرك پمپ هاي سانتريفوژ ……………………………………… 180

e-6-4 روش محاسبه و انتخاب كليد ، فيوز و كابل …………………………… 183

عنوان                                                                                                     صفحه

7-4 انتخاب در طراحي پمپ …………………………………………………………. 188

8-4 مصالهاي نمونه در مورد انتخاب پمپ ……………………………………… 191

9-4 برگة سفارش پمپ ……………………………………………………………….. 203

فصل پنجم (تجهيزات پمپ) …………………………………………………………… 205

1-5  صافي و شير پاياب …………………………………………………………….. 206

2-5  لولة مكش با اتصالات ………………………………………………………….. 207

3-5 شير تنظيم ………………………………………………………………………….. 208

4-5 لولة رانش با اتصالات …………………………………………………………… 208

5-5 واسطة انتقال ………………………………………………………………………. 209

6-5 محور (شافت) انتقال …………………………………………………………….. 212

a-6-5 انتقال مستقيم ………………………………………………………………….. 212

b-6-5 انتقال با شافت كوتاه ………………………………………………………… 212

c-6-5 انتقال با ميل گاردان ………………………………………………………….. 212

d-6-5 شافت بلند ………………………………………………………………………. 213

e-6-5 محاسبة قطر شافت …………………………………………………………… 214

f-6-5 سرعت بحراني شافت ………………………………………………………… 215

7-5 محاسبة پوسته ……………………………………………………………………. 219

عنوان                                                                                                     صفحه

8-5 محاسبة اندازه و ابعاد حوضچة مكش پمپ ………………………………. 221

9-5 روش كارگذاري و اندازه هاي مربوط به لولة مكش ……………………. 223

فصل ششم (نصب و نگهداري و رفع عيوب) ……………………………………. 226

1-6 نصب پمپهاي سانتريفوژ 227

2-6 راه اندازي پمپهاي سانتريفوژ ………………………………………………… 234

a-3-6 كاويتاسيون يا حفرگي در پمپهاي سانتريفوژ ………………………… 238

b-3-6 شرايط حفرگي در پمپهاي سانتريفوژ …………………………………… 240

4-6 ضربة قوچ در پمپهاي سانتريفوژ ……………………………………………. 348

5-6 نگهداري ضمن بهره برداري ………………………………………………….. 254

6-6 عيب يابي پمپهاي سانتريفوژ ………………………………………………….. 256

ضمائم ……………………………………………………………………………………… 259

فهرست منابع …………………………………………………………………………….. 277