کارکرد پمپ در حالت معکوس

سوالات و ابهامات فراوانی در رابطه با عملکرد پمپ­ها در حالت معکوس توسط فعالان حوزه پمپ­های گریز از مرکز مطرح می شود که در این نوشتار سعی خواهد شد کارکرد پمپ­ها در تمامی حالات بررسی گردد.

منظور از کارکرد پمپ در حالت معکوس چیست؟ اینجا ناحیه ای است که باید از کارکرد عادی پمپ­های گریز از مرکز فاصله گرفته و وارد ناحیه­ ای ناشناخته شد. فعالان حوزه پمپ با منحنی ارتفاع- دبی در پمپ­ها آشنا هستند با این حال بسیاری از حالت­های دیگر نیز امکان پذیر است. اکثر این حالت ها به جز حالت توربینی مطلوب نیستند. گولیچ در کتاب پمپ­های گریز از مرکز – که مطالعه این کتاب شدیداً توصیه می شود- حالت های مختلف کارکردی را در شکل زیر نمایش داده است.

ناحیه A : ناحیه کارکردی نرمال به عنوان پمپ بین بیشترین دبی در ارتفاع مساوی با صفر و حالت فلکه بسته با ارتفاع برابر با صفر واقع شده است. اگر فشار در محوطه تخلیه پمپ افزایش یابد، نقطه کاری روی منحنی مشخصه به سمت دبی کمتر حرکت کرده تا به نقطه Q=0 برسد و دبی کلا قطع شود.

ناحیه B: اگر فشار تخلیه بیشتر از ارتفاع فلکه بسته باشد، سیال در پمپ به صورت برعکس جریان می­ یابد، در حالیکه روتور در جهت مثبت می چرخد. در این حالت ارتفاع و گشتاور هر دو مثبت هستند. توان تامین شده در کوپلینگ و انرژی هیدرولیکی منتج از دبی و اختلاف ارتفاع بین فلنج خروجی هر دو تلف خواهند شد و پمپ در حالت ترمز کار خواهد کرد. این شرایط در باز زمانی کوتاه در زمان قطعی برق (توان ورودی) و در حالتی که در مسیر رانش شیر یک طرفه نصب نشده است و یا شیر یکطرفه موجود درست کامل نمی شود، اتفاق می­ افتد.

ناحیه C : این ناحیه، ناحیه کارکرد توربینی نرمال است در محدوده بین سرعت فرار و روتور قفل شده اتفاق می افتد. روتور قفل شده در حالت سرعت دورانی صفر و سرعت فرار در حالت گشتاور صفر اتفاق می افتد.

ناحیه D: اگر دبی جریان خیلی کم باشد و قادر بر ایجاد سرعت فرار نشود، گشتاور خارجی نیاز است که جریان دبی را داخل پمپ به حرکت در آورد. در این حالت توربین به عنوان ترمز عمل خواهد کرد و انرژی را تلف خواهد کرد.

ناحیه E: اگر فشار در فلنج خروجی بیشتر افت کند، پمپ سیال را از ورودی به خروجی با دور برعکس پمپاژ خواهد کرد. این حالت در شرایطی اتفاق می افتد که قطب های الکتروموتور به اشتباه نصب شده و یا پراوانه دومکشه به اشتباه روی پمپ سوار شده باشد. به دلیل تلفات ناشی از برخورد جریان، ارتفاع و راندمان افت بیشتری خواهند داشت.

ناحیه F: اگر فشار در نازل خروجی به فشار کمتر از فشار مکش افت پیدا کند (ارتفاع منفی شود)، پمپ با دور برعکس خواهد چرخید و به عنوان ترمز عمل خواهد کرد.

ناحیه G: اگر فشار در نازل مکش بسیار بیشتر از فشار در نازل خروجی باشد به عبارت دیگر اگر ارتفاع منفی به اندازه کافی موجود باشد، پمپ با جهت دورانی مثبت و به عنوان توربین عمل خواهد کرد. این حالت زمانی اتفاق می افتد که دو یا چند پمپ به صورت سری به هم وصل شده باشند، و الکتروموتور پمپ دوم از کار بیافتد و پمپ اول سیال را از داخل پمپ دوم به حرکت در آورد. مورد دیگر در حالتی اتفاق می افتد که در خط رانش پارگی اتفاق بیافتد و فشار مکش یا فشار سیستم به اندازه کافی بالا باشد.

ناحیه H: این ناحیه در محدوده ای که روتور می تواند به عنوان توربین توان ایجاد کند و ارتفاع صفر در کارکرد نرمال پمپی واقع است. در این حالت هم اختلاف انرژی بین مکش و رانش و هم توان الکتروموتور در کوپلینگ تلف می شود.