مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محل استقرار پمپاژ آب برحسب شرائط محل متغیر بوده و اغلب در محل برداشت آب (چاه، چشمه، رودخانه) می باشد. از نظر كلی باید محل استقرار پمپ را با درنظرگرفتن خطر طغیان رودخانه و یا خطر استغراق، قرارداده و گذشته از آن باید در مقابل خطرات ناشی از ریزش محل و رطوبت نامناسب و یخبندان محافظت نمود. در داخل محوطه ایستگاه پمپاژ و در كف ساختمان آن شیب 1% منظور نمود و برای هركدام از ماشین آلات موجود، پی و پایه مجرائی درنظر گرفته می شود.
با علم به اینكه ایستگاههای پمپاژ معمولاً در گودترین نقاط شهر واقع می شود، باید تدابیری برای جلوگیری از خرابی تلمبه خانه ها در اثر ورود آبهای سطحی حاصل از بارندگی درنظر گرفت.
در مواردیكه محل تلمبه خانه در داخل شهر است باید ساختمان آن از نظر وضع ظاهری، نظیر منازل مسكونی اطراف بوده و منظره ناخشایندی ایجاد نگردد.

الف- محل ایستگاه پمپاژ وقتی منبع تغذیه چشمه باشد:
درصورتیكه محل برداشت آب چشمه باشد چند حالت زیر مطرح می گردد:

۱- در صورتیكه ارتفاع چشمه ها از ارتفاع مخزن ذخیره بیشتر باشد آب در اثر نیروی ثقل به منبع تغذیه هدایت شده و احتیاجی به عمل پمپاژ نخوهد بود، كه در اغلب روستاهای دارای چشمه این پدیده در سهولت كار آبرسانی آن محل كمك زیادی خواهد نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

ایستگاه پمپاژ فاضلاب اولیه :

در این بخش با توجه به دبی فاضلاب ورودی و بر اساس سطح آب موجود در ایستگاه پمپ ها به ترتیب وارد مدار می شوند تا هد مورد نیاز فاضلاب را جهت انجام دادن فرایند تصفیه بصورت ثقلي مهیا کنند . برای  آن که ساعت کار پمپ های موجود یکسان باشد از سیستم گردش پمپ در روشن شدن استفاده می شود در این روش پس از هربار تخلیه ترتیب پمپ ها برای روشن شدن تغییر می نماید .

مخزن مجهز به کلید سطح پایین می باشد که در صورت پایین آمدن بیش از اندازه سطح ، علاوه بر فعال شدن آلارم سبب خاموش شدن پمپ ها می گردد . در ضمن پمپ ها توسط کلید از محل و از اتاق کنترل قابل روشن و خاموش نمودن می باشند .

لازم بذکر است که اگر سطح مایع از یک حد بخصوص بالاتر برود ، کلید سطح بالا فعال شده ، که علاوه بر فعال شدن آلارم سبب روشن نمودن پمپ ها می شود .

روشن بودن پمپ ها در محل و در اتاق کنترل ، توسط لامپ نشان دهنده قابل نمایش است . به ایستگاه پمپاژ فاضلاب اولیه متعادل ساز نیز گفته می شود . که در واقع بمنظور ایجاد فاضلاب یکنواخت از طریق مخلوط کردن آن بوسیله پمپ ها تعبیه شده است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعریف:
به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته میشود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور میکند، انتقال میدهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش مییابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده میگردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده میکنند.
انواع پمپ
پمپها دارای انواع مختلفی هستند. دسته بندی های گوناگون، پمپ ها را بر پایه ویژگی های گوناگون طبقه بندی می کنند. در یکی از رایج ترین این طبقه بندی ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سيال، پمپ ها به دودسته تقسيم می شوند:

پمپ های ديناميكی: در این پمپ ها انتقال انرژی به سيال به طور دایمی است. انواع پمپ های دینامیکی عبارت اند از:

* پمپ های گریز از مرکز
* پمپ های محیطی
* پمپ های خاص

پمپ های جابجایی مثبت: در این پمپ ها انتقال انرژی به سيال به صورت متناوب يا پريوديك صورت می پذیرد. انواع پمپ های جابجایی مثبت عبارت اند از:

* پمپ های رفت و برگشتی
* پمپ های گردشی

پمپ های دینامیکی
پمپ گریز از مرکز

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قسمت اعظم آب مورد نياز کشاورزى در مناطق خشک و نيمه‌خشک از منابع زيرزمينى تأمين مى‌شود که به‌جز قنوات و چشمه‌ها استخراج آنها بدون پمپ امکان‌پذير نيست. علاوه بر اين در اکثر سيستم‌هاى آبيارى بارانى و قطره‌اى کاربرد پمپ اجتناب‌ناپذير است. در اين قسمت پاره‌اى از خصوصيات پمپ‌ها و اصول پمپاژ مورد مطالعه قرار گرفته است تا مهندسان طراح از مفاهيم مربوط به آنها اطلاع کافى داشته باشند و به هنگام لزوم مناسب‌ترين نوع پمپ را انتخاب نمايند.

آرایش سیستم پمپ ها

احتياج طرح‌هاى مختلف آبيارى به دبى‌هاى گوناگون ايجاب مى‌کند تا ترکيبى از پمپ‌ها به‌کار رفته و فشار و دبى مورد نظر تأمين گردد. زيرا يک پمپ ممکن است به تنهائى نتواند دقيقاً نيازهاى طرح را تأمين کند. پمپ‌ها يا به‌طور سرى يعنى پشت سرهم نصب مى‌شوند و يا موازي.
نصب پمپ‌هاى سرى براى افزايش فشار و نصب پمپ‌هاى موازى به منظور بالا بردن دبى است. پمپ‌هاى بوستر حالت خاصى از پمپ‌هاى سرى است که در قسمتى از خط انتقال فشار را افزايش مى‌دهند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اساس مكش پمپ ها
هوا در سطح زمين داراي فشاري معادل 6/14 پوند بر اينچ مربع و يا يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي باشد. لوله طويلي را در نظر بگيريد كه يك انتهاي آن بسته شده است، اگر اين لوله را پر از آب كرده و آن را بطور وارونه در تشك حاوي آب قرار دهيم، سطح آب در درون لوله رفته پايين مي آيد و اين عمل تا زماني كه فشار هواي خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به يك اندازه برسند، ادامه خواهد يافت. به تجربه ديده شده است كه تعادل مذكور هنگامي حاصل مي گردد كه ارتفاع آب درون لوله برابر با 32 فوت ( 10 متر ) باشد.
بنابراين ستوني از آب به ارتفاع 10 متر، داراي فشاري معادل يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
حال چنانچه لوله اي طويل را در يك انتها مسدود نموده و انتهاي ديگر آن را به ظرف حاوي آب وارد سازيم و هواي درون لوله را تخليه كنيم، خواهيم ديد كه آب لوله با فشار اتمسفر ( يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) به طرف بالا حركت مي كند.
اگر بتوان تمام هواي درون لوله را تخليه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع 32 فوت بالا مي رود.انجام اين كار، يعني تخليه كامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع 10 متري امكان پذير نيست، چرا كه حدوداً در ارتفاع 6 تا 7/6 متر عمل بالا رفتن متوقف مي گردد و سطح آب به صورت ساكن، باقي مي ماند. علت اين امر وجود وزن ستون آب است كه در عمل تعادل فشار هواي بيرون و درون لوله مداخله نموده و اين عمل را تسريع مي بخشد. اولين كار پمپ عبارت است از تخليه هوا از درون لوله مكش، اين عمل باعث مي شود كه فشار اتمسفر بتواند به مايعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و يا پيستون هدايت نمايد. بايد بخاطر سپرد كه پمپ بايد حداكثر بين ارتفاع 6 تا 7/6 متري از سطح مايع قرار گيرد تا بتواند عمل جابجايي مايع را به خوبي انجام دهد.كـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژي به مواد سيال و هدايت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن قسمت چرخنده ) به مقصد نهائي.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پمپهای گریز از مرکز ماشین هایی هستند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز (عکس العمل سیال در برابر نیروی مرکز گرا ) سیالات را جابه جا میکنند. در ادامه به موارد مهم در موضوع سیالات اشاره می شود. كه با دانستن آنها مي توانيد بدون نياز به تجربه كافي مشكلات ايجاد شده را رفع و پيش بيني كنيد.

نیروی وزن باعث میشود که اگر سیال در یک ارتفاع باشد به ارتفاع پایین تر جریان یابد. انرژی پتانسیل ، انرژی است که در سیال ذخیره میشود و مایع دارای فشار بالاتر انرژی پتانسیل بیشتری دارد، بنابراین سیال از سطوح با فشار بالا به سطوح با فشار پایین جریان می یابد.
در صورتی که فشار دو مخزن برابر باشد یا اینکه اختلاف ارتفاع نداشته باشند سیال میان آنها جریان نمی یابد.بنابراین در این حالت ها نیاز به استفاده از پمپ داریم. همچنین میتوان از پمپ به منظور افزایش مقدار سیال جابه جاشده، ( دبی) استفاده کرد .
پس میتوان نتیجه گرفت یک پمپ با افزایش انرژی سیال آنرا جابجا می کند.
در پمپ های سانتریفیوژ این عمل توسط پروانه انجام میشود، که با چرخاندن سیال انرژی آن را می افزاید. سیال باعبوراز ورودی پمپ وارد چشم ( مرکز ) پروانه میگردد و با دوران پروانه از لبه آن خارج میگردد. هرچه سرعت پروانه بیشتر باشد سیال سریعتر جابجا می شود. در زیر یک نمونه محفظه و پروانه نشان داده شده است. هنگامی که سیال وارد پوسته( محفظه) میشود سرعت آن کاهش می یابد.چون سرعت سیال کاهش می یابد فشار آن افزایش یافته و از طرف دیگر چون سیال بافشار زیاد در لبه و دور از چشمی خارج میگردد باعث ایجاد یک ناحیه کم فشار در چشمی شده که در اثر آن جریان سیال به درون چشمی امکان پذیر میگردد. (اختلاف فشار) وقتی سیال به خارج پمپاژ میشود سرعت آن افزایش می یابد این افزایش سرعت در خروجی به شکل فشار بسیار زیاد و بخشی از آن در محفظه به صورت فشار نمایان میشود.
پروانه که به عنوان پیشران می باشد توسط یک منبع محرک بیرونی چرخانده میشود. محرک به شکل های مختلف الکتروموتور،توربین و موتور با سوخت فسیلی می باشد. نیروی محرک توسط یک شافت به پیشران منتقل میگردد. محلی که شافت از محفظه پمپ خارج می شود، دچار نشتی میگردد برای رفع این مشکل از آب بند یا جعبه لایی استفاده میشود. در جایی که لایی قرار میگیردممکن است که شافت به شدت دچار ساییدگی گردد به همین دلیل باید از مواد قابل انعطاف استفاده کرد. همچنین برای جلوگیری از سایش، از یک آستین متحرک شافت استفاده می کنند. آستین به راحتی تعویض میگردد.
سیال از ناحیه خروجی با فشار بالا به پشت ناحیه مکش نشتی پیدا می کند . به همین جهت فضای بین آنها را به حلقه های تحت سایش مجهز میکنند . حلقه سایش بدنه ثابت اما حلقه سایش پیشران همراه آن دوران میکند.بستن مناسب حلقه های سایش مقدار نشتی را به اندازه زیادی کاهش میدهد. البته مقداری نشتی برای روانکاری لازم است ، سیال نشت شده سبب روانکاری و خنک سازی حلقه های سایش میشود و همچنین از سایش رینگها در مقابل هم جلوگیری میکند.با ضعیف شدن رینگها فضای میان آنها زیاد شده و نشتی بیشتر میشود. در اینصورت باید رینگ ها تعویض شوند. همچنین حلقه های تحت سایس بوسیله سیال پمپاژ شده روانکاری میشوند و اگر روانکاری مناسب نباشدحلقه ها باهم تماس داشته، ساییده میشوند، گرم شده و جام میکنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کاویتاسیون، تشکیل حباب های بخار در پمپ می باشد و متعاقب آن ترکیدن و متلاشی شدن آنها می باشد.کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که فشار مطلق در مایع، پایین تر از فشار بخار آن باشد.انواع کاویتاسیون که ممکن است در پمپ ها اتفاق بیافتد:

- کاویتاسیون تبخیری (نارسایی NPSHa) :

شایعترین نوع کاویتاسیون می باشد و حدود 70% از کاویتاسیون ها را در بر می گیرد. برای جلوگیری از این نوع کاویتاسیون، مقدار NPSHa در سیستم باید از مقدار NPSHr (حداقل انرژی مورد نیاز پمپ که توسط کارخانه سازنده توسط منحنی هایی به همراه کاتالوگ پمپ ارائه می گردد) بیشتر باشد.برای جلوگیری از صدمات ناشی از این نوع کاویتاسیون، راهکار های زیر پیشنهاد می گردد:

1-کاهش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را کاهش دهد، هرچه دما کمتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن کمتر خواهد شد و در نتیجه احتمال کمتر شدن این فشار نسبت به فشار داخل پمپ افزایش می یابد . بنابراین وقتی خواستید که سیال با دمای بالا را پمپ کنید بسیار باید به این نوع کاویتاسیون دقت کنید.

 2-افزایش تراز مایع در مخزن مکش که مقدار هد استاتیکی را افزایش می دهد.
 
3-بهبود و اصلاح پمپ شامل موارد زیر :

-کاهش سرعت که مقدار H_f(هد ناشی از افت) را کاهش می دهد.

-افزایش قطر چشمه پره

-بکار بردن دو پمپ کوچکتر بصورت موازی که موجب کاهش افد هد می شود.

 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موارد مختلف در انتخاب پمپ ها

پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، توان مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی یا احتراق داخلی تامین می گردد به توان هیدرولیکی تبدیل می کند. پمپ فقط مولد جریان سیال بوده و سطح فشار ایجاد شده به میزان بار مقاومی که توسط عملگر سیستم هیدرولیک بر آن غلبه میشود، بستگی دارد.   

پمپ جابجایی مثبت به ازاء هر دو ر چرخش محور پمپ ،مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیك ارسال مینماید. پمپ جابجائی مثبت (دبی ثابت و متغییر ) شامل انواع پمپ دنده ای ، پره ای و  پیستونی محوری و شعاعی میباشد.


در انتخاب پمپهای با جابجایی ثابت موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

قطر دهانه های پمپ
فشار كاری در خروجی پمپ
فشار كاری در ورودی پمپ
سرعت دوران پمپ
حجم جابجایی روغن
دبی موثر
توان موتور محرك پمپ
دمای كاری روغن
درجه ویسكوزیته
فیلتراسیون

مرجع تخصصی آب و فاضلاب