چه عواملی بر عملکرد پمپ اسلاری تأثیر می گذارند؟

1. خواص فیزیکی و شیمیایی دوغاب (Slurry Properties)

1.1. غلظت ذرات جامد (Solid Concentration)

• درصد حجمی یا وزنی جامدات: افزایش غلظت ذرات معمولاً ویسکوزیته دوغاب را افزایش داده و عملکرد پمپ را کاهش می‌دهد.
• حداکثر غلظت مجاز: هر پمپ برای یک محدوده غلظت بهینه طراحی شده است که превыشت آن موجب کاهش دبی و افزایش سایش می‌شود.

1.2. اندازه ذرات (Particle Size)

• توزیع اندازه ذرات (PSD): ذرات ریزتر (مثلاً زیر 50 میکرون) رفتار سیال نیوتنی نشان می‌دهند، در حالی که ذرات درشت‌تر موجب رفتار غیرنیوتنی می‌شوند.
• میانگین اندازه ذرات (d50): ذرات بزرگتر معمولاً سایش بیشتری ایجاد می‌کنند ولی ممکن است ته‌نشینی کمتری داشته باشند.

1.3. شکل ذرات (Particle Shape)

• ذرات زاویه‌دار: سایش بیشتری نسبت به ذرات گرد ایجاد می‌کنند.
• ذرات فیبری: می‌توانند موجب گرفتگی پمپ شوند.

1.4. چگالی ذرات (Particle Density)

• نسبت چگالی جامد به مایع: هرچه این نسبت بیشتر باشد، ته‌ نشینی ذرات سریع‌تر رخ می‌دهد.

1.5. ویسکوزیته دوغاب (Slurry Viscosity)

• اثر غلظت و اندازه ذرات: ویسکوزیته با افزایش غلظت به صورت نمایی افزایش می‌یابد.
• رفتار رئولوژیکی: دوغاب ‌ها ممکن است رفتار Bingham Plastic، Pseudoplastic یا Dilatant نشان دهند.

1.6. خورندگی (Corrosiveness)

• pH دوغاب: اسیدی یا قلیایی بودن محیط می‌تواند بر انتخاب مواد پمپ تأثیر بگذارد.
• وجود یون‌ های خورنده: مانند کلرید ها یا سولفات ‌ها.

2. طراحی پمپ اسلاری

2.1. نوع پمپ

• پمپ‌ های گریز از مرکز: رایج‌ ترین نوع برای کاربرد های اسلاری
• پمپ ‌های جابجایی مثبت: برای دوغاب‌ های با ویسکوزیته بسیار بالا یا غلظت بسیار زیاد

2.2. طراحی پروانه (Impeller Design)

• تعداد پره ‌ها: پروانه ‌های با پره‌ های کمتر برای ذرات درشت‌تر مناسب‌ترند.
• شکل پره‌ ها: پره‌ های باز (Open) برای ذرات بزرگتر و پره‌ های بسته (Closed) برای کارایی بیشتر.
• قطر پروانه: تأثیر مستقیم بر هد و دبی پمپ دارد.

2.3. طراحی پوسته (Casing Design)

• ضخامت دیواره: برای مقاومت در برابر سایش افزایش می‌یابد.
• پوشش داخلی: استفاده از مواد مقاوم به سایش مانند لاستیک یا سرامیک.

2.4. سیستم آب‌ بندی (Sealing System)

• گزینه ‌های آب‌ بندی:
  • Packing glands
  • Mechanical seals
  • سیستم‌های آب تمیز (expeller یا gland water)

2.5. مواد ساخت (Construction Materials)

• فولاد های ضد سایش: مانند AISI 316L, CD4MCu
• لاستیک‌ های مقاوم: طبیعی یا مصنوعی با سختی‌های مختلف
• پوشش‌ های سرامیکی: برای کاربرد های با سایش بسیار بالا

3. شرایط عملیاتی

3.1. دبی جریان (Flow Rate)

• نقطه کار بهینه (BEP): عملکرد پمپ در محدوده 80-110% BEP بهینه است.
• اثرات دبی پایین: افزایش سایش، تشکیل رسوب و گرمایش بیش از حد.

3.2. هد (Head)

• نسبت هد به دبی: منحنی عملکرد پمپ باید با سیستم مطابقت داشته باشد.
• هد استاتیک و دینامیک: تأثیر ارتفاع و اصطکاک خط لوله.

3.3. سرعت چرخش (Rotational Speed)

• اثر بر سایش: سایش با توان دوم سرعت افزایش می‌یابد (طبق قانون اشتودی).
• محدودیت‌های Ns عدد خاص سرعت): برای اسلاری معمولاً کمتر از پمپ‌های آب است. (

)3.4. NPSH هد خالص مثبت مکش(

• NPSH موجود سیستم: باید بیشتر از NPSH مورد نیاز پمپ باشد.
• اثرات کمبود NPSH: کاویتاسیون و آسیب به پمپ.

3.5. جهت چرخش

• چرخش معکوس: می‌تواند موجب کاهش شدید عملکرد و آسیب فوری شود.

4. ویژگی ‌های سیستم

4.1. طراحی خط لوله (Piping Design)

• قطر لوله: لوله ‌های با قطر کوچک سرعت دوغاب را افزایش داده و سایش بیشتر می‌شود.
• سرعت دوغاب: معمولاً 1.5-3 m/s برای جلوگیری از ته ‌نشینی و کاهش سایش.
• مواد لوله: باید با مواد پمپ سازگار و مقاوم به سایش باشد.

4.2. اتصالات و شیرآلات

• شیرهای کنترل: نوع و موقعیت نصب تأثیر مهمی بر عملکرد دارد.
• زانوها و خم‌ها: شعاع خم‌ ها باید کافی باشد تا از سایش موضعی جلوگیری شود.

4.3. ارتفاع مکش (Suction Lift)

• محدودیت ‌های ارتفاع مکش: معمولاً کمتر از پمپ ‌های آب به دلیل چگالی بالاتر.
• اثرات ارتفاع مکش زیاد: خطر کاویتاسیون افزایش می‌یابد.

4.4. آرایش سیستم (Series/Parallel)

• پمپ‌ های سری: برای افزایش هد
• پمپ‌ های موازی: برای افزایش دبی

5. پدیده ‌های مخرب

5.1. سایش (Abrasion/Erosion)

• مکانیسم‌های سایش:
  • ضربه مستقیم (Impact)
  • سایش سطحی (Sliding)
  • سایش турбулентного потока
• عوامل مؤثر:
  • سرعت دوغاب
  • سختی ذرات
  • غلظت ذرات

5.2. خوردگی (Corrosion)

• خوردگی یکنواخت
• خوردگی حفره‌ای
• خوردگی گالوانیک
• خوردگی-سایش (Corrosion-Erosion)

5.3. کاویتاسیون (Cavitation)

• علائم: نویز، لرزش و کاهش عملکرد
• پیشگیری:
  • افزایش NPSHa
  • کاهش NPSHr
  • کنترل دمای دوغاب

5.4. ته‌نشینی (Sedimentation)

• شرایط ایجاد: سرعت پایین، غلظت بالا، ذرات درشت
• مشکلات:
  • گرفتگی
  • بارگذاری ناهمگن روی پروانه

6. عوامل محیطی

6.1. ارتفاع از سطح دریا

• تأثیر بر فشار بخار: در ارتفاعات بالاتر خطر کاویتاسیون افزایش می‌یابد.

6.2. دمای محیط

• اثر بر ویسکوزیته: ویسکوزیته معمولاً با دما کاهش می‌یابد.
• محدودیت ‌های مواد: برخی مواد در دماهای خاص مقاومت کمتری دارند.

6.3. شرایط جوی

• رطوبت: می‌تواند بر خوردگی قطعات بیرونی تأثیر بگذارد.
• گرد و غبار: برای پمپ ‌های بیرونی مشکل‌ساز است.

7. عوامل نگهداری و تعمیرات

7.1. برنامه تعمیرات پیشگیرانه (PM)

• بازرسی‌ های دوره‌ای: بررسی سایش، لقی مکانیکی و عملکرد آب‌بندها.
• تعویض به موقع قطعات مصرفی: مانند حلقه‌های سایش (wear rings).

7.2. بالانس دینامیکی

• عدم بالانس: موجب لرزش و کاهش عمر یاتاقان ‌ها می‌شود.

7.3. روان‌کاری (Lubrication)

• نوع و کیفیت روغن: باید مطابق توصیه سازنده باشد.
• دفعات تعویض روغن: در محیط‌ های پرگرد و غبار بیشتر است.

7.4. تراز بودن (Alignment)

• تراز محوری: عدم تراز موجب بارگذاری نامتقارن و خرابی زودرس می‌شود.

8. انتخاب بهینه پمپ اسلاری

8.1. تطابق پمپ با کاربرد

• نوع صنعت: معدن، صنایع شیمیایی، فاضلاب و…
• نوع دوغاب: خورنده، ساینده، فیبری و…

8.2. محاسبات هیدرولیکی

• محاسبه هد سیستم
• تعیین NPSH موجود
• محاسبه توان مورد نیاز

8.3. ملاحظات اقتصادی

• هزینه اولیه در مقابل هزینه چرخه عمر
• هزینه‌ های تعمیرات و نگهداری پیش‌بینی شده

9. فناوری‌ های جدید و بهبود عملکرد

9.1. مواد پیشرفته

• کامپوزیت‌ های مقاوم به سایش
• پوشش‌ های نانوساختار

9.2. سیستم ‌های مانیتورینگ

• حسگرهای ارتعاش و دما
• سیستم ‌های پیش‌بینی خرابی (PdM)

9.3. بهینه ‌سازی طراحی با CFD

• شبیه‌ سازی جریان دوغاب
• کاهش نقاط تمرکز سایش

نتیجه‌گیری

عملکرد پمپ ‌های اسلاری تحت تأثیر ترکیب پیچیده‌ ای از عوامل مربوط به خواص دوغاب، طراحی پمپ، شرایط عملیاتی و ویژگی ‌های سیستم قرار دارد. درک این عوامل و تعامل بین آن‌ ها برای انتخاب، طراحی و بهره ‌برداری بهینه از این تجهیزات حیاتی است. با توجه به هزینه ‌های بالای تعمیرات و توقف تولید ناشی از خرابی پمپ ‌های اسلاری، رویکرد سیستماتیک در مدیریت تمام این عوامل می‌تواند منجر به افزایش قابلیت اطمینان، کاهش هزینه‌ های عملیاتی و بهبود بهره‌وری کلی سیستم شود. پیشرفت‌ های اخیر در مواد، طراحی و فناوری ‌های مانیتورینگ نیز فرصت ‌های جدیدی برای بهینه ‌سازی عملکرد این پمپ ‌ها ایجاد کرده‌اند.

برای خرید محصولات مرتبط با پمپ های انتقال مواد می توانید به سایت دیجی رابر مراجعه بفرمایید.