نحوه محاسبه ارتفاع مکش مثبت خالص در پمپ آب

محاسبه ارتفاع مکش مثبت خالص (NPSH)

حداقل میزان عملیاتی که می­توان در نقطه پایان مکش پمپ آب بدست آورد، بواسطه شروع کاویتاسیون محدود گردیده ­اند.

کاویتاسیون تشکیل حفره­ های پر از بخار به همراه مایعات بوده که در آن فشار بصورت داخلی به یک میزان بحرانی یا نقطه برابری فشار داخلی و یا کمتر از فشار بخار مایع است.

گردش حفرات پر از بخاری که با جریان هستند، هنگام رسیدن به یک محل فشار بالاتر، بخار موجود در حفرات متراکم می­گردند.

حفرات با امواج فشار مولد انتقال داده شده به سمت دیواره ­ها برخورد می­نمایند. این موارد مربوط به چرخه فشار، به تدریج تغییر شکل داده و بازده ناشی از فرسودگی یا کارکرد زیاد می ­باشند. این پدیده توسط یک طنین متالیک تولید شده از طریق ضربه زدن بر روی جداره ­های لوله طبقه ­بندی شده و کاویتاسیون اولیه نامیده     می­شود.

اهميتNPSH و راههاي مقابله باپديده كاويتاسيون

این امکان وجود دارد که آسیب ناشی از کاویتاسیون بواسطه خوردگی الکتروشیمیایی و یک افزایش محلی درجه حرارت بدلیل تغییر شکل پلاستیک جداره­ ها بزرگ گردد.

موادی که بالاترین مقاومت را در برابر حرارت و خوردگی دارند، فولاد های آلیاژی بوده و بویژه می توان به فولاد آستنیتی نیز اشاره نمود. شرایطی که موجب کاویتاسیون می­گردند ممکن است از طریق محاسبه مجموع head مکش خالص ارزیابی شوند که مربوط به حوزه مباحث فنی با اختصار NPSH (head مکش مثبت خالص)   می­باشند.

NPSH ارائه کننده مجموع انرژی (بصورت m. بیان می­گردد) مایع اندازه­گیری شده در شرایط تحت مکش کاویتاسیون اولیه است و در این میان فشار بخاری که (بصورت m. بیان می­گردد) مایع در ورودی پمپ آب دارد مستثنی است.

پديده كاويتاسيون در پمپ هاي گريز از مركز

بمنظور یافتن ارتفاع استاتیک hz بمنظور نصب دستگاه تحت شرایط ایمن، فرمول ذیل می­بایست در مورد آن بازبینی گردد :

h_p + h_z  ≥ (NPSHr + 0.5) + h_f + h_pv

که در آن :

h_p فشار مطلق اعمال شده بر روی سطح مایع آزاد در منبع مکش بوده و بصورت m. مایع بیان می­گردد.

hp خارج قسمت میان فشار بارومتریک و وزن ویژه مایع می­ باشد.

h_z ترفیع مکش میان محور پمپ آب و سطح مایع آزاد در منبع مکش است که بصورت m. بیان می­گردد. هنگامیکه سطح مایع از محور پمپ آبپایین­تر باشد hz منفی خواهد بود.

h_f  مقاومت جریان در خط مکش و لوازم آن اعم از : فیتینگ (چند راهی)، foot valve، gate valve، آرنجی ­ها و غیره است.

h_pv فشار بخار مایع در درجه حرارت عملیاتی است و بصورت m. مایع بیان می­گردد. Hpv خارج قسمت میان فشار بخار Pv و وزن ویژه مایع می­باشد.

0.5 فاکتور ایمنی است.

حداکثر  head مکش ممکن جهت نصب به میزان فشار جوی (اعم از : ارتفاع بالای سطح دریا در محلی که پمپ آب نصب می­گردد) و درجه حرارت مایع بستگی دارد.

با اشاره به درجه حرارت آب (4°C) و ارتفاع بالا از سطح دریا، جداول ذیل نمایانگر افت و کاهش در head فشار هیدرولیک مرتبط با ارتفاع از سطح دریا و اتلاف مکش مرتبط با درجه حرارت می­باشند.

مقاومت جریان در جداول موجود در صفحات 65-66 این کاتالوگ نمایش داده شده است. بمنظور کاهش آن به یک حداقل، بویژه در موارد head با مکش بالا (بیش از m.  4-5) یا مطابق حدود عملیاتی با مقدار جریان بالا، پیشنهاد می­کنیم که از یک خط مکش که دارای قطر بزرگتر از آنکه مربوط به پورت مکش پمپ آب است استفاده نمائید. بطور همیشگی قرار دهی پمپ آب در نزدیکترین محل ممکن به مایع جهت پمپاژ ایده ای مناسب است.

محاسبه ذیل را انجام دهید :

مایع : آب در°C y = 1 kg/dm³  15~

مقدار جریان مورد نیاز : 30 m³/h

Head برای delivery مورد نیاز : 43 m.

ترفیع مکش : 3.5 m.
برای آب در 15 °C عنوان hpv به شکل (bar 0.01701)=  0.174m  pv/v          و                انتخاب یک پمپ آب FHE 40-200/75  است که مقدار NPSH مورد نیاز آن 30 m³/h , 2.5 m. می­ باشد.

= 10.33m h = pv/v

مقاومت جریان Hf در خط مکش با شیرهای foot 1.2m~ است.

با جایگزین نمودن  پارامترها در فرمول ¿ با ارزش های عددی فوق، خواهیم داشت :

10.33 + (-3.5) ≥ (2.5 + 0.5) + 1.2 + 0.17

که داریم :  6.8 > 4.4

بنابراین رابطه مورد تائید است.