ในระบบการขนส่งของเหลวในอุตสาหกรรม การเลือกปั๊มที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการรับประกันประสิทธิภาพการผลิตและความเสถียรของระบบ เมื่อประเมินประสิทธิภาพของปั๊ม "เฮดของปั๊ม" และ "ข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์" เป็นสองแนวคิดพื้นฐานที่ส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการส่งมอบและประสิทธิภาพการทำงานของปั๊ม บทความนี้ให้คำแนะนำทางเทคนิคที่ครอบคลุมสำหรับวิศวกรและช่างเทคนิค
ลองนึกภาพการออกแบบระบบจ่ายน้ำสำหรับอาคารสูง หรือการวางแผนท่อส่งวัสดุสำหรับโรงงานเคมีขนาดใหญ่ เมื่อต้องเผชิญกับปั๊มหลายรุ่นในตลาด จะเลือกวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดที่ตรงตามข้อกำหนดอัตราการไหลและความดัน ในขณะเดียวกันก็รับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาวได้อย่างไร คำตอบอยู่ที่การทำความเข้าใจพารามิเตอร์หลักสองประการ: เฮดของปั๊มและข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์ ซึ่งเป็น "หัวใจ" และ "สมอง" ของระบบสูบน้ำใดๆ
ปั๊มประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน: ตัวปั๊มและมอเตอร์ แม้ว่า "เฮดของปั๊ม" จะไม่ใช่ส่วนประกอบทางกายภาพ แต่ก็ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก
เฮดแสดงถึงความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่ปั๊มสามารถเอาชนะได้ หรือพูดให้ถูกต้องคือการเพิ่มพลังงานต่อน้ำหนักของของเหลวที่ไหลผ่านปั๊ม โดยทั่วไปจะวัดเป็นเมตร (ม.) หรือฟุต (ฟุต) เฮดที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถส่งของเหลวไปยังระดับความสูงที่มากขึ้น หรือเอาชนะความต้านทานของระบบที่แข็งแกร่งขึ้นได้
ในทางกายภาพ เฮดจะวัดปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการยกของเหลวจากช่องดูดไปยังช่องจ่ายออก โดยแปลงเป็นการเพิ่มขึ้นของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ การวัดนี้สะท้อนโดยตรงถึงความสามารถในการทำงานของปั๊ม
แม้ว่าจะมีความเกี่ยวข้องกัน แต่เฮดและความดันแสดงถึงแนวคิดที่แตกต่างกัน ความดันวัดแรงต่อหน่วยพื้นที่ (Pa, bar หรือ psi) ความสัมพันธ์ของพวกมันขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว:
ความดัน = ความหนาแน่น × แรงโน้มถ่วง × เฮด
สมการนี้แสดงให้เห็นว่าเฮดยังคงเป็นอิสระจากของเหลว ในขณะที่ความดันแตกต่างกันไปตามความหนาแน่น ดังนั้น ปั๊มจึงรักษาเฮดคงที่ในของเหลวต่างๆ แต่สร้างความดันที่แตกต่างกัน
การวัดเฮดประกอบด้วย:
สูตร Total Head คือ:
H = Hs + Hd + Hf
โดยที่:
H = Total head
Hs = Suction head (ระยะทางแนวตั้งจากพื้นผิวของเหลวไปยังศูนย์กลางปั๊ม)
Hd = Discharge head (ระยะทางแนวตั้งจากศูนย์กลางปั๊มไปยังพื้นผิวจ่ายออก)
Hf = การสูญเสียแรงเสียดทาน (รวมถึงท่อดูดและท่อจ่ายออก)
มอเตอร์ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานของปั๊ม โดยแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ประสิทธิภาพของมอเตอร์ส่งผลกระทบโดยตรงต่ออัตราการไหล เฮด และประสิทธิภาพ
มอเตอร์ปั๊มโดยทั่วไปทำงานผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดมอเตอร์จะสร้างสนามแม่เหล็กที่โต้ตอบกับสนามโรเตอร์ ทำให้เกิดแรงบิดที่ขับเคลื่อนการหมุนของใบพัดเพื่อการเคลื่อนที่ของของเหลว
ตามแหล่งพลังงาน:
ตามการควบคุมความเร็ว:
ข้อควรพิจารณาในการเลือก ได้แก่:
การจับคู่เฮดกับกำลังที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุด มอเตอร์ที่มีขนาดเล็กเกินไปจะไม่สามารถบรรลุเฮดที่ต้องการ ในขณะที่หน่วยที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะสิ้นเปลืองพลังงาน
กราฟที่ผู้ผลิตให้มาแสดงความสัมพันธ์ของการไหล เฮด กำลัง และประสิทธิภาพในช่วงการทำงาน
กำลังปั๊มที่ต้องการคำนวณได้ดังนี้:
P = (Q × H × ρ × g) / (1000 × η)
โดยที่:
P = กำลัง (kW)
Q = อัตราการไหล (m³/h)
H = เฮด (m)
ρ = ความหนาแน่นของของเหลว (kg/m³)
g = แรงโน้มถ่วง (9.81 m/s²)
η = ประสิทธิภาพของปั๊ม
เลือกมอเตอร์ที่มีขอบกำลัง 10-20% เหนือข้อกำหนดที่คำนวณได้ เพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลด
การเลือกปั๊มที่ดีที่สุดพิจารณาจากคุณสมบัติของของเหลว อัตราการไหล ข้อกำหนดเฮด สภาพแวดล้อมในการทำงาน และต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน
ประเภทที่พบมากที่สุดจัดการกับน้ำ น้ำเสีย และสารเคมี การออกแบบแบบขั้นตอนเดียวเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีการไหลสูง/เฮดต่ำ ในขณะที่การกำหนดค่าหลายขั้นตอนตอบสนองความต้องการเฮดสูง/การไหลต่ำ
รุ่นเกียร์ สกรู และลูกสูบมีความโดดเด่นด้วยของเหลวหนืดหรือของเหลวที่มีของแข็ง โดยให้การไหลที่เสถียรและความสามารถในการรองพื้นด้วยตัวเองที่แข็งแกร่ง
ปั๊มแบบจุ่ม แนวตั้ง และแบบแม่เหล็กมีบทบาทเฉพาะทางในการใช้งานของเหลวในบ่อน้ำลึก กัดกร่อน หรือเป็นอันตราย
การบำรุงรักษาเป็นประจำช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว กิจกรรมหลัก ได้แก่:
โหมดความล้มเหลวทั่วไป ได้แก่ ความล้มเหลวในการเริ่มต้น (ปัญหาเกี่ยวกับมอเตอร์/ไฟฟ้า) การไหลไม่เพียงพอ (การสึกหรอ/การอุดตัน) การสั่นสะเทือนมากเกินไป (ปัญหาเกี่ยวกับแบริ่ง/ความสมดุล) การรั่วไหล (ความล้มเหลวของซีล) และการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์
เทคโนโลยีปั๊มที่เกิดขึ้นใหม่มุ่งเน้นไปที่:
