سرعت مخصوص پمپ
سرعت مخصوص یا Ns پروانه پمپ یکی از پارامترهای مورد استفاده در طراحی پمپ های سانتریفوژ است که نشان دهنده ساختار و هندسه پروانه خواهد بود.
برای محاسبه مقدار سرعت مخصوص از رابطه زیر استفاده می شود که در آن n مقدار سرعت چرخش شفت بر حسب دور بر دقیقه، Q مقدار دبی پمپ بر حسب متر مکعب بر ثانیه و H هد پمپ در نقطه BEP بر حسب متر می باشد.
باید توجه داشت که رابطه فوق بدون بعد نیست و در صورتی که بجای مقادیر گفته شده در سیستم SI از سیستم US استفاده شود مقادیر بدست آمده برای Ns تقریبا 52 برابر خواهد بود.
همان گونه که از رابطه NS پیدا است با افزایش هد تولیدی مقدار Ns کاهش یافته و با کاهش مقدار هد تولیدی Ns زیاد می شود. بدین لحاظ انتظار داریم بیشترین مقدار سرعت مخصوص مربوط به پمپ های محوری باشد که هد اندکی تولید می کنند و کمترین مقدار Ns هم از آن پمپ های رفت و برگشتی باشد. در پمپ های سانتریفوژ نیز هر چقدر قطر پروانه بزرگ و عرض پره (فاصله بین دیواره جلویی و پشتی پروانه) کوچک باشد، مقدار هد زیاد و دبی کم است و به این ترتیب سرعت مخصوص کم خواهد بود.
البته از آن جا که مقدار سرعت مخصوص به نسبت دبی به هد بستگی دارد نه هر کدام از آن ها به تنهایی، امکان دارد یک پروانه با ابعاد کوچک سرعت مخصوصی برابر با یک پروانه با ابعاد بزرگ داشته باشد. در این شرایط با فرض راندمان یکسان، هر دو پروانه از نظر هندسی «مشابه» هستند یعنی زوایای داخلی یکسان است و با ضرب کردن ابعاد پروانه کوچک در نسبت تبدیل، پروانه بزرگ بدست می آید.
مقدار راندمان تئوری در پمپ های سانتریفوژ به دو عامل سرعت مخصوص و مقدار دبی بستگی دارد. عموما هر چقدر سرعت مخصوص بالاتر باشد راندمان بیشتر خواهد بود. افزایش دبی هم که نشان دهنده بزرگ تر شدن ابعاد پمپ است باعث بالا رفتن راندمان می شود. این مفهوم در شکل زیر نشان داده شده است.
مثال) پمپ مناسب با دور 2900 rpm که دبی 11 متر مکعب بر ساعت (معادل 0.03 متر مکعب بر ثانیه) و هد 100 متر داشته باشد، چند طبقه می تواند داشته باشد؟ در صورتی که بخواهیم با یک پروانه این هد و دبی تامین شود، با جای گذاری در فرمول Ns=5 بدست می آید که کمتر از حداقل سرعت مخصوص در پمپ های سانتریفوژ (Ns=10) است. بدین لحاظ در کاتالوگ پمپ های یک طبقه (مانند سری BL در ویلو یا پمپ مشابه دیگر سازندگان) پمپ با چنین مشخصاتی دیده نمی شود. منحنی راندمان در شکل فوق نشان می دهد برای آن که در دبی مورد نظر به محدوده مناسبی از راندمان برسیم می باید مقدار سرعت مخصوص بیش از 30 باشد. این امر با افزایش تعداد پروانه ها قابل دسترس می باشد. به عنوان مثال در پمپ طبقاتی استیل مدل MVI 814-1 که دارای 14 طبقه پروانه است، مقدار سرعت مخصوص به 37 افزایش پیدا نموده تا بهترین راندمان ممکن حاصل آید.
در شکل زیر با داشتن دبی، دور موتور و هد تولیدی هر طبقه مقدار سرعت مخصوص بدست می آید.
به هنگام محاسبه سرعت مخصوص باید در نظر داشت:
