آشنایی با سرعت مخصوص و روابط محاسبه آن

سرعت مخصوص یکی از اعداد ترکیبی مهم برای محاسبات پمپ می باشد.

برای دست یابی به پمپ ایده آل باید به خوبی با این مفهوم و روش محاسبه آن آشنا باشیم.

در این مقاله به توضیح این پارامتر و روابط آن در قسمت های مختلف پمپ و توربین می پردازیم، همراه ما باشید.

1# مفهوم سرعت مخصوص 

سرعت مخصوص (specific speed)، سرعت دورانی ای است که جسم متحرک (دوار و یا رفت و برگشتی) باید داشته باشد تا به ازای یک واحد دبی، یک واحد هد (Head) در واحد زمان بدهد.

در پمپ ها این مقدار فقط وابسته به هندسه پمپ است.

2# رابطه دبی و فشار پمپ

سرعت مخصوص در طراحی و انتخاب پمپ های سانتریفیوژ تاثیرگذار بوده و با بهره برداری از دو عدد بی بعد دبی و هد تولید می شود.

به زبان ریاضی سرعت مخصوص، حاصل تقسیم توان های غیر صحیح عدد دبی بر عدد هد است.

بنابراین فرمول آن به شرح زیر می باشد.

3# محاسبه سرعت مخصوص پمپ

معادله سرعت مخصوص به شرح زیر است:

که یکای هرکدام از ترم ها در دو دستگاه SI و US به صورت زیر تعریف می شود.

1-3# معادله Ns در دستگاه SI

در این دستگاه ترم های فرمول به صورت زیر تعریف می شوند:

N_s بیانگر سرعت مخصوص و بدون یکا

N بیانگر سرعت دورانی پمپ و برحسب دور بر دقیقه (rpm)

Q_bep بیانگر دبی در نقطه عملکرد بهینه و برحسب لیتر بر ثانیه (l/s)

H_bep بیانگر هد کلی پمپ در نقطه عملکرد بهینه و برحسب متر (m)

2-3# معادله Ns در دستگاه US

در دستگاه US ترم های فرمول به صورت زیر تعریف می شوند:

N_s بیانگر سرعت مخصوص و بدون یکا

N بیانگر سرعت دورانی پمپ و برحسب دور بر دقیقه (rpm)

Q_bep بیانگر دبی در نقطه عملکرد بهینه و بر حسب گالن بر دقیقه (gal/m یا gpm)

H_bep بیانگر هد کلی پمپ در نقطه عملکرد بهینه و برحسب فوت (ft)

3-3# ضریب تبدیل

براساس استاندارد API 610 می توان اعداد در یکاهای متفاوت را با ضریب تبدیل 51.64 تبدیل کرد.

4# سرعت مخصوص در دهانه مکش (N_ss)

سرعت مخصوص در دهانه مکش، پارامتر دیگری است که رفتار پمپ در قبال سیال را در دهانه ورودی پروانه مشخص می کند.

مقدار بهینه برای N_ss در دستگاه SI مقدار 175 یا به عبارت دیگر 9000 در دستگاه US حاصل می شود.

N_ss بیانگر سرعت مخصوص در دهانه مکش  و بدون یکا

N بیانگر سرعت دورانی پمپ و برحسب دور بر دقیقه (rpm)

Q بیانگر ظرفیت دبی در نقطه عملکرد بهینه پمپ و برحسب لیتر بر ثانیه (l/s) و یا گالن بر دقیقه (gpm)

NPSH_R بیانگر NPSH مورد نیاز در نقطه عملکرد بهینه پمپ و برحسب متر (m) و یا فوت (ft)

1-4# محاسبه NPSH براساس سرعت مخصوص دهانه مکش

مطابق با آخرین نتایج به دست آمده از درس های آموخته و بررسی میدانی مهندس اسکندرلو پیشنهاد می شود تا
با برابر قرار دادن N_s  با 175 (یا 9000) در فرمول، مقدار مناسب NPSH_R محاسبه گردد.

پس داریم:

به طور کلی NPSH_R بالا نشان دهنده بالا بودن قدرت مکش پمپ است.

البته نه همیشه به دلیل آن که بعضی مواقع این مورد به دلیل نقص در زاویه ورودی سیال به پره پمپ است.

5# سرعت مخصوص توربین

رابطه سرعت مخصوص برای توربین در دو سیستم متریک و انگلیسی تعریف می شود.

1-5# در سیستم یکای متریک

در سیستم متریک، فرمول به صورت زیر بیان می شود:

در این فرمول داریم که:

n بیانگر سرعت چرخ و برحسب دور بر دقیقه (RPM)

P بیانگر قدرت و بر حسب کیلو وات (KW)

h بیانگر هد و بر حسب متر (m)

تذکر: ضریب 0.2626 فقط در صورت تنظیم سرعت خاص در واحدهای انگلیسی لازم است.
در کشورهایی که از سیستم متریک استفاده می کنند، این فاکتور حذف شده است و
سرعت های خاص به نقل از آن به همین ترتیب بزرگتر هستند.

2-5# در سیستم یکای انگلیسی

در سیستم انگلیسی، فرمول به صورت زیر بیان می شود:

در این فرمول داریم که:

n بیانگر سرعت چرخ و برحسب دور بر دقیقه (RPM)

P بیانگر قدرت و بر حسب اسب بخار (hp)

h بیانگر هد و بر حسب فوت (feet)