آشنایی با نیروی محوری در پمپ ها

نیروی محوری برآیند نیروهای وارد شده بر محور پمپ می باشد. این نیروها شامل نیروهای هیدرولیکی و نیروی استاتیکی وزن محور و قطعات سوار شده بر آن می باشد. نیروهای هیدرولیکی در پروانه پمپ بواسطه تغییرات مومنتوم خطی سیال و اختلاف فشار بین دو سمت پروانه ایجاد می گردد. (شکل زیر)

                                                                         

در این روابط جهت مثبت نیرو از سمت راست به چپ می باشد.

طبق مطالب بیان شده و توجه به این نکته که با تغییرات میزان آبدهی پمپ فشار خروجی آن نیز تغییر می کند بنابراین میزان نیروی    نیز تابعی از میزان آبدهی و فشار خروجی پمپ می باشد. بنابراین در شرایطی که آبدهی پمپ به مقدار معینی افزایش یابد بدلیل کاهش فشار خروجی پمپ و افزایش نیروی مومنتوم آب برآیند نیرو ها صفر شده می شود. با افزایش بیشتر آبدهی پمپ جهت برآیند نیروها عکس می شوند که این امر در پمپ های شناور منجر به بالا آمدن مجموعه محور و متعلقات آن می شود که در صورت عدم کنترل آن می تواند منجر به تخریب پمپ و موتور گردد.همچنین ذکر این نکته نیز ضروریست که با افزایش لقی بین پروانه و بدنه پمپ بدلیل سایش و .... میزان افت فشار در سمت دهانه مکش بیشتر شده که این امر منجر به افزایش اختلاف فشار بین دو سمت پروانه و نهایتا افزایش نیروی محوری می گردد. با استفاده از رابطه تقریبی زیر می توان برآیند نیروهای محوری هیدرولیکی را تخمین زد:

 

در این رابطه a ضریب نیروی محوری بوده و از رابطه زیر محاسبه می گردد:

 

 

بعنوان مثال بر اساس فرمول ارائه شده میزان نیروی عمودی تولید شده برای هر پروانه پمپ تیپ 345 در نقطه BEP حدود 1100 نیوتن می باشد. این مقدار برای یک پمپ 10 طبقه تیپ 345 در حدود 11000 نیوتن یا حدود 1120 کیلوگرم خواهد شد.