محاسبات پایه سیستم منحنی و عملکرد پمپ

منحنی مقاومت سیستم برای پمپ چیست؟

منحنی مقاومت سیستم پمپ یک نمایش گرافیکی از رابطه بین دبی پمپ و کل هد (فشار) مورد نیاز سیستم پمپاژ است.

این منحنی رابطه بین نرخ جریان و کل هد دینامیکی (TDH) را نشان می دهد که پمپ باید برای رساندن سیال از طریق سیستم بر آن غلبه کند. برای ایجاد منحنی مقاومت سیستم پمپ، مهندسان و تکنسین ها باید منحنی سیستم را که نشان دهنده مشخصات هیدرولیکی سیستم است و منحنی پمپ را که نشان دهنده عملکرد پمپ است محاسبه کنند.

منحنی مقاومت سیستم پمپ برای طراحی، نصب و راه اندازی سیستم های پمپ که کارآمد، قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند، بسیار مهم است.

درک منحنی مقاومت سیستم می تواند به ما کمک کند:

• پمپی را انتخاب کنید که دبی مورد نیاز را در فشار مناسب ارائه دهد.
• کمک به عیب یابی مشکلات در سیستم های موجود.
• مناطق افت فشار بالا را شناسایی کنید و علت مشکل را مشخص کنید، مانند گرفتگی لوله ها یا اتصالات کم اندازه.
• بهینه سازی عملکرد سیستم های موجود
• با تجزیه و تحلیل منحنی و تنظیم پارامترهای سیستم، مانند قطر لوله یا تنظیمات شیر، تلفات فشار را به حداقل برسانید و بازده کلی سیستم را بهبود بخشید.

تفاوت بین منحنی سیستم و منحنی پمپ چیست؟

منحنی سیستم نموداری است که فشار یا هد مورد نیاز سیستم سیال را در دبی های مختلف نشان می دهد. با محاسبه مقاومت در برابر جریان تمام اجزای سیستم، مانند تلفات اصطکاک ناشی از قطر لوله، طول و زبری تعیین می شود. تغییرات ارتفاع؛ و اتصالات و شیرآلات. منحنی سیستم ثابت است و تغییر نمی کند مگر اینکه تغییری در تنظیمات یا شرایط عملکرد سیستم ایجاد شود.

منحنی پمپ نموداری است که دبی، هد و توان مصرفی پمپ را در نقاط مختلف کار نشان می دهد. با انجام تست های عملکردی پمپ در شرایط کنترل شده تعیین می شود. منحنی پمپ مخصوص مدل و اندازه پمپ است و تغییر نمی کند مگر اینکه تغییری در پیکربندی یا عملکرد پمپ ایجاد شود.

منحنی پمپ و منحنی سیستم برای ایجاد منحنی سیستم پمپ یا منحنی کل هد ترکیب می شوند که کل هد را نشان می دهد که پمپ باید بر آن غلبه کند تا نرخ جریان خاصی را در سیستم ارائه دهد.

تقاطع منحنی پمپ و منحنی سیستم نشان دهنده نقطه عملکرد پمپ است، جایی که دبی و هد تولید شده توسط پمپ با فشار یا هد مورد نیاز سیستم مطابقت دارد. این فرض را بر این می‌گذارد که پمپ در وضعیت «مثل جدید» است، هیچ حباب هوای ندارد و حفره‌ای مکش ندارد.

برای پیش‌بینی نقاط عملکرد پمپ، ابتدا باید با سیستم لوله‌کشی که پمپ به آن متصل است، آشنا شویم.

محاسبه منحنی مقاومت سیستم پمپ

محاسبه افت فشار کل در یک سیستم لوله کشی با نرخ جریان، منحنی مقاومت سیستم را به ما می دهد. جایی که این منحنی منحنی پمپ را قطع می کند جایی است که پمپ باید کار کند.

برای محاسبه منحنی سیستم، باید دو مقدار را بدانیم:

• سر استاتیک
• تلفات اصطکاک

اندازه گیری سر استاتیک آسان است . شما فقط به یک متر نوار یا یک نقشه سیستم دقیق نیاز دارید. فاصله عمودی از منبع مایع تا بالاترین نقطه آن در سیستم، سر استاتیک است. مراقب سیستم های لوله کشی باشید که به دلیل ایجاد سیفون زاویه دار می شوند.

محاسبه تلفات اصطکاکی مستلزم درک کامل تمام اجزای سیستم است. به عنوان مثال، طول لوله، قطر، نوع مواد، نوع و تعداد دریچه‌ها و اتصالات، و سایر تجهیزات مانند فیلترها، مبدل‌های حرارتی یا نازل‌ها باید در نظر گرفته شود.

همه این اجزا منحنی های مقاومت سیستم خود را دارند که در داده های مرجع یافت می شوند. معمولاً سازنده یا تامین کننده بهترین مکان برای این اطلاعات است. 

به عنوان مثال، ما می‌توانیم به جداول رایج در دسترس برای تعیین تلفات اصطکاکی یک لوله فولادی اشاره کنیم. اگر لوله ای به طول 100 فوت و قطر 2 اینچ داشته باشیم که 50 GPM از آن عبور می کند، تلفات اصطکاکی حدود 2 psi تخمین زده می شود. با افزایش این دبی، تلفات نیز افزایش می یابد.

روابط مشابهی را می توان برای سایر اجزای سیستم لوله کشی نیز یافت.

نحوه ترسیم منحنی مقاومت سیستم برای یک پمپ

با نگاهی به سیستم، می توانیم مقاومت ها را با هم جمع کنیم تا مجموع تلفات اصطکاکی را بدست آوریم. به عنوان مثال، در نرخ جریان معمولی 50 GPM، هر یک از تلفات اصطکاکی اجزا را با هم جمع کنید، هد استاتیک را اضافه کنید و آن را بر روی منحنی پمپ رسم کنید.

این فرآیند را برای سایر نرخ های جریان تکرار کنید. اگر همه این نقاط را با یک خط صاف به هم وصل کنیم، منحنی مقاومت سیستم خواهیم داشت. اکنون می توانیم تخمین بزنیم که برای رسیدن به یک جریان و هد خاص از چه سرعت پمپ یا قطر پروانه استفاده کنیم.

اکنون که اصول اولیه را می دانیم، می توانیم سیستم های پیچیده تری را تحلیل کنیم.