پمپ ها و کمپرسور ها : چگونه مایعات و گازها را از جای دیگر جابجا می کنند

0

پمپ ها و کمپرسور ها : چگونه مایعات و گازها را از جای دیگر جابجا می کنند

OME اختراعات glamorous- هستند در حال و فیبر نوری کابل های بهار را به ذهن. دیگران ساکت تر و فروتن تر هستند اما از اهمیت کمتری هم برخوردار نیستند. پمپ ها و کمپرسورها مطمئناً در این دسته قرار می گیرند. سعی کنید زندگی بدون آنها را تصویر کنید و خیلی دور نخواهید شد. پمپ ها را از بین ببرید و دیگر چیزی برای فشار دادن آب داغ از طریق لوله های گرمایش مرکزی منزل ندارید و راهی برای خارج کردن گرما از یخچال شما نیست . همچنین ممکن است راه رفتن را نیز شروع کنید ، زیرا نمی توانید لاستیک ها را روی دوچرخه خود منفجر کنید یا بنزین را در ماشین خود قرار دهید. از جک چکش تا تهویه هوا، انواع ماشین آلات از پمپ ها و کمپرسورها برای جابجایی مایعات و گازها از مکانی به جای دیگر استفاده می کنند. بیایید نگاهی دقیق تر به نحوه عملکرد آنها بیندازیم!

فهرست

  1. نحوه جابجایی مواد جامد ، مایعات و گازها
  2. تفاوت بین پمپ و کمپرسور چیست؟
  3. پمپ ها چگونه کار می کنند؟
  4. پمپ های برگشتی
  5. پمپ های دوار
  6. کدام یک بهترین ، دوار یا برگشت پذیر است؟
  7. با استفاده از پمپ ها و کمپرسورها
  8. اطلاعات بیشتر

 

نحوه جابجایی مواد جامد ، مایعات و گازها

پمپ نوع پیچ (auger) ارشمیدس کمپرسور

آثار هنری: چگونه مردم قبل از اختراع پمپ ها مایعات را جابجا کردند؟ یکی از گزینه ها استفاده از جرثقیل برقی با وزنه داخلی ساخته شده ، معروف به شادوف است که مربوط به حدود ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح است. روش دیگر پمپ پیچ است که توسط Archimedes در یونان باستان c.250BCE اختراع شده است ، که از نخ مارپیچ پیچ به آرامی چرخانده شده استفاده می کند تا آب را از سطح کم به یک سطح بالا بکشاند. اثر هنری پمپ پیچ مدرن Archimedes از ثبت اختراع ایالات متحده ۴،۲۳۹،۴۴۹: ساخت پمپ پیچ توسط ویلیام جی. باوئر ، ۱۶ دسامبر ۱۹۸۰ ، با ادای احترام از دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری ایالات متحده.

فرض کنید می خواهید بلوک جامد فلزی را جابجا کنید . انتخاب کمی در مورد چگونگی حل آن وجود دارد: شما باید آن را انتخاب کنید و آن را حمل کنید. اما اگر می خواهید مایعات یا گازها را جابجا کنید ، کارها بسیار ساده تر است. دلیل این است که آنها فقط با کمی کمک ما حرکت می کنند. ما مایعات و گازها را مایعات می نامیم زیرا آنها کانال ها و لوله ها را از جایی به مکان دیگر منتقل می کنند. اما آنها بدون هیچ کمکی حرکت نمی کنند. طول می کشد تا انرژی به چیزهایی حرکت و معمولا ما باید به ارائه که خودمان. گاهی اوقات مایعات و گازها انرژی بالقوه ای را ذخیره می کنند که می توانند از آنها برای جابجایی خود استفاده کنند (به عنوان مثال رودخانه ها)با استفاده از نیروی جاذبه از سرچشمه به دریا سرازیر می شویم) ، اما اغلب ما می خواهیم آنها را به مکانهایی منتقل کنیم که در آنجا عادی نیستند – و برای همین ما به پمپ و کمپرسور احتیاج داریم. (می توانید اطلاعات بیشتری در مورد مواد جامد ، مایعات و گازها در مقاله ما در مورد حالتهای ماده بخوانید .)

 

تفاوت بین پمپ و کمپرسور چیست؟

بعضی اوقات کلمات “پمپ” و “کمپرسور” به صورت متناوب استفاده می شوند ، اما یک تفاوت وجود دارد:

  • پمپ یک ماشین است که حرکت می کند یک سیال (یا مایع یا گاز) از یک مکان به مکان دیگر.
  • کمپرسور یک ماشین است که فشار گاز را به یک حجم کوچکتر و (اغلب) آن را به پمپ در جایی دیگر در همان زمان.

فشار فشار هوا در بالای پمپ پای معمولی کمپرسور

عکس: پمپ یا کمپرسور؟ اگر فشار سنج بر روی آن قرار داشته باشد و هنگام پمپاژ فشار افزایش یابد ، از نظر فنی نیز به عنوان کمپرسور کار می کند. با استفاده از این پمپ پا ، هرچه لاستیک اتومبیل خود را باد می کنید ، همزمان پمپ می شوید و فشرده می شوید. با این وجود ، شما واقعاً این را به عنوان یک کمپرسور هوا توصیف نمی کنید ، زیرا کار اصلی این است که هوا را از جو به لاستیک خود منتقل کنید. یک کمپرسور به طور معمول برای استفاده از هوای فشرده شده به نوعی ساخته شده است ، به عنوان مثال با استفاده از جککمر (دریل هوا پنوماتیک).

کمپرسور در حالی که پمپ ها می توانند روی مایعات یا گازها کار کنند ، کمپرسورها معمولاً فقط روی گازها کار می کنند. دلیل این است که مایعات برای فشرده سازی بسیار مشکل هستند. اتم ها و مولکول ها که از آن مایعات ساخته شده اند به طوری محکم بسته بندی شده که شما واقعا نمی توانید آنها را در هر به هم نزدیک (بخش مهمی از علم است که به استفاده بسیار خوبی را در قرار داده فشار هیدرولیک ماشین آلات). واشر فشار ، که برای تمیز کردن کارها ، جت آب قدرتمندی را ایجاد می کند ، یک استثناست: آنها با فشار دادن مایعات به فشار و سرعت بالاتر کار می کنند. دستگاه های قهوه نیز برای تهیه نوشیدنی های قوی تر و خوش طعم ، آب را تحت فشار قرار می دهند.

گازهای فشرده شده دارای پمپ های داخلی هستند

هنگامی که یک گاز را به فضای کمتری فشار می دهید ، فشار آن را افزایش داده و انرژی داخل آن را ذخیره می کنید ، که می توانید بعداً مدتی استفاده کنید. ما این انرژی بالقوه را می نامیم – زیرا این توانایی را دارد که در آینده کاری مفید انجام دهد. هنگامی که اجازه می دهید مثلاً با باز کردن دریچه ، اجازه دهید یک گاز فشرده شده در یک محفظه محکم بسته شده باز شود و جریان یابد. . این همان چیزی است که وقتی یک بالون را منفجر می کنید و گره ای را در گردن می چسبانید: شما هوا را تحت فشار قرار داده و داخل آن را ذخیره می کنید. هنگامی که شما بالون را حل می کنید ، مانند باز کردن دریچه است. گاز تحت فشار در داخل آزاد می شود و تحت فشار خود بیرون می آید. فشار و انرژی احتمالی ذخیره شده از گاز فشرده شده اجازه می دهد تا به طور کلی و بدون هیچ گونه کمک از پمپ جریان یابد. به عبارت دیگر ، گاز فشرده شده کمی شبیه گاز با پمپ داخلی خود است.

  پیوندهای حمایت شده

 

پمپ ها چگونه کار می کنند؟

فقط دو نوع پمپ متفاوت وجود دارد: پمپ های برگشتی (که با حرکت متناوب به عقب و جلو) و پمپ های دوار (که به دور آن می چرخند) پمپ می شوند .

 

پمپ های برگشتی

یک پمپ پای قرمز که روی چمن عکاسی شده است

عکس: پمپ های پا نمونه هایی از پمپ های متقابل هستند که با حرکت دادن هوا به سمت پایین و پایین حرکت می کنند. با استفاده از این پمپ ، پای خود را روی اهرم سیاه در بالا قرار داده و پایتان را به بالا و پایین پمپ می کنید و باعث می شوید استوانه قرمز به جلو و عقب حرکت کند. دریچه ای درون استوانه اجازه می دهد تا هوا در داخل (هنگام بلند کردن پای خود) ، که از طریق شلنگ سیاه در سمت راست (وقتی پای خود را پایین می آورید) بیرون رانده شود. یک سنج در بالای پمپ (در سمت راست) فشار هوا در تایر را در واحدهای Imperial نشان می دهد (میله ها و پوند در هر اینچ مربع یا psi).

پمپ های دوچرخه شاید آشناترین نمونه پمپ های برگشتی هستند. آنها پیستونی دارند که درون یک سیلندر به جلو و عقب حرکت می کند ، به طور متناوب در هوا از بیرون کشیده می شود (هنگامی که دسته را می گیرید) و آن را به داخل لاستیک لاستیک فشار می دهید (وقتی دوباره دسته را به عقب فشار می دهید). یک یا چند دریچه اطمینان می دهد که هوای شما به پمپ کشیده نشده و به همان شکلی که آمد دوباره برمی گردد. شایان ذکر است ، اتفاقاً پمپ های دوچرخه در حقیقت کمپرسور هوا هستند زیرا هوا را از جو وارد فضای بسته تایر لاستیک می کنند ، باعث کاهش حجم آن و فشار آن می شوند.

 

پمپ های دوار

یک پمپ دوار که در آتش نشانی مورد استفاده قرار می گیرد. کمپرسور

عکس: پمپ دوار معمولی که در آتش نشانی مورد استفاده قرار می گیرد . پروانه در داخل محفظه نقره ای در زیر کیف دایره ای سیاه قرار دارد. 

پمپ های چرخشی با استفاده از چرخ چرخشی روش کاملاً متفاوتی برای انتقال مایعات از ورودی به پریز برق کار می کنند. به این وسیله بعضی اوقات پمپ های سانتریفیوژ گفته می شوند زیرا با چرخاندن آن مایعات به بیرون می چرخند (کمی شبیه به شستشوی لباس ها با چرخاندن سریع سرعت آنها شلوار جین را خشک می کند). پمپ های دوار دقیقاً برعکس توربین ها کار می کنند . در جایی که یک توربین انرژی خود را از مایعی یا گازی که خود به خود جابجا می شود (مثلاً باد موجود در هوا در اطراف ما یا آب در رودخانه جاری می شود) جذب می کند ، پمپ از انرژی استفاده می کند (به طور معمول از طریق موتور الکتریکی یا یک جمع و جور تأمین می شود). موتور بنزینی یا موتور دیزلی) برای جابجایی مایع از مکانی به مکان دیگر.

کمپرسور آثار هنری خط ساده که اجزای داخل موتور دنده هیدرولیک را نشان می دهد.

آثار هنری: پمپ چرخشی می تواند از چرخ دنده های مش یا پیچ برای جابجایی مایع استفاده کند ، دقیقاً مانند موتور هیدرولیک.

پمپ های چرخشی همگی از بیرون به نظر می رسند: یک محفظه مدور یا استوانه ای محکم با ورودی از یک طرف و یک خروجی از طرف دیگر وجود دارد. در داخل ، با این حال ، آنها می توانند به روش های مختلفی کار کنند. پمپ های پره از ون ها (تیغه های مسطح) استفاده می کنند که به محض چرخیدن در داخل و خارج می شوند و مایع را از ورودی به محل خروجی منتقل می کنند و با سرعت آن را بیرون می زنند. پمپ پروانهاز چرخ با تیغه های خمیده به نام پروانه استفاده کنید ، که کمی شبیه به یک پیشران چند تیغه ای است که در وسط یک لوله بسته به صورت محکم تعبیه شده است. پروانه مایع را از طریق ورودی جریان می دهد ، آن را با سرعت دور می چرخاند ، و سپس آن را از طریق لوله خروجی که معمولاً در جهت مخالف قرار دارد بیرون می کشد. بعضی اوقات پروانه ها از فلز سفت و سخت یا پلاستیک ساخته شده اند (مانند نمونه موجود در عکس زیر) ، اگرچه همچنین می توانند تیغه های لاستیکی انعطاف پذیر داشته باشند که با چرخش آنها طول را تغییر می دهد (به روشی مشابه پره های کشویی یک پمپ پره) بنابراین آنها همیشه یک مهر و موم محکم درست کنید. در یک طراحی دیگر ، پره ها و پروانه ها توسط دو یا چند پیچ بزرگ یا چرخ دنده تعویض می شوند که مشبک هستند و در جهت های مخالف می چرخند و با حرکت مایعات اطراف آنها می چرخند. پمپ های اوگر از یک پیچ بلند منفرد استفاده کنید که مواد را به صورت چرخشی در اطراف خود حمل می کند ، به طور موثری مانند یک میله نصب شده در یک لوله.

 

کدام یک بهترین ، دوار یا برگشت پذیر است؟

پمپ دوار بسیار سریعتر از پمپ متقابل است زیرا مایع به طور مداوم وارد و خارج می شود. در یک پمپ رفت و برگشتی ، نیمی از زمان را وارد می کند و نیمی از زمان را ترک می کند. همچنین قدرت با موتور الکتریکی نسبت به پمپ معکوس آسان تر است ، زیرا موتور نیز در حال چرخش است. رانندگی یک ماشین چرخان با دستگاه دیگر آسان است و استفاده از یک دستگاه چرخشی (موتور) برای رانندگی یک دستگاه متقابل (پمپ مورد نیاز برای حرکت به جلو و عقب) دشوار است. به طور کلی ، پمپ های دوار از نظر مکانیکی ساده تر و مطمئن تر از آن هستند که از نوع برگشتی استفاده کنند زیرا دریچه های متحرک ندارند که به تدریج از بین می روند.

انیمیشن با مقایسه چگونگی حرکت پمپ های متقابل و چرخش مایعات.

انیمیشن: پمپ های برگشت پذیر و چرخشی در مقایسه. سمت چپ: یک پمپ برگشتی ساده به عقب و جلو در یک چرخه دو مرحله ای کار می کند. در طول مصرف ، پیستون (آبی تیره) به سمت راست حرکت می کند. شیر ورودی (سبز) باز می شود و دریچه های موجود در پیستون (قرمز) بسته می شوند. پیستون مایع را از داخل ورودی می کشد و آن را از طریق خروجی فشار می دهد. در زمان بازگشت ، پیستون به سمت چپ حرکت می کند. اکنون شیر ورودی بسته می شود و دریچه های موجود در پیستون باز می شوند ، بنابراین مایعات از طریق پیستون آماده برای پمپاژ در خروجی بعدی در حرکت است.

سمت راست: یک پمپ دوار مایع را از چرخ ورودی به خروجی مانند چرخ دنده تغییر می دهد. با مشاهده اتفاقی که برای یک قطعه واحد رخ می دهد ، می توانیم ببینیم که یک لحظه از مایعات پر می شود ، قبل از اینکه مدتی بعد به داخل پریز سوار شویم. این یک نمونه بسیار ساده از آنچه پمپ پره ای نامیده می شود است: ون ها “تیغه” هایی هستند که چرخ را روشن می کنند. می بینید که نیمی از محفظه ها (قسمت های بالایی) در همه زمان ها خالی می شوند و این باعث می شود پمپ کمتری داشته باشد. به همین دلیل ، پمپهای عملی تمایل دارند که چرخ خارج از مرکز قرار گیرد ، که باعث می شود یک محفظه بزرگتر از هلال به شکل در پایین باشد و امکان پمپاژ بیشتر مایعات در همان زمان را فراهم می کند.

 

با استفاده از پمپ ها و کمپرسورها

در داخل هر دستگاهی که از مایعات استفاده کند ، پمپ هایی وجود دارد ، از موتورهای اتومبیل (که نیاز به پمپ سوخت دارند) تا ماشین های ظرفشویی (که در آن یک پمپ آب داغ را به دور وان چرخ می کند) و کاردستی آب شخصی (که از طریق آب توسط جت فشار قوی از طریق آب تغذیه می شود) وجود دارد. آب با فشار به عقب) Pumps and compressors

پروانه پلاستیکی معمولی سفید از داخل پمپ.

عکس: پروانه پمپ معمولی.

بر خلاف دستگاه های مستقر در اطراف پمپ ها ، ماشین هایی که از کمپرسور استفاده می کنند به سادگی با جابجایی یک مایع کار نمی کنند: آنها همچنین از انرژی ذخیره شده در داخل مایعات هنگام فشرده سازی بهره می برند. برای فشرده سازی یک گاز انرژی لازم است ، اما این انرژی در هوای نازک از بین نمی رود و هدر نمی رود. در داخل گاز ذخیره می شود و بعد از هر زمان که دوست دارید می توانید دوباره از آن استفاده کنید (با استفاده از اجازه گاز در جای دیگر ( چشمه های گازی که در صندلی های اداری مورد استفاده قرار می گیرد و لولا هایی که درهای اتومبیل ها را باز می کند نمونه خوبی از آن است) .

بسیاری از دستگاه های (مانند jackhammers ) استفاده بسیار مطبوع از یک کمپرسور تحت فشار به انجام مفید مشاغل ما آنها می گویند وجود پنوماتیک (یک کلمه که به طور کلی به معنای دستگاه هوا مجهز ). به عنوان مثال ، در یک جک چکش ، هوای تحت فشار وقتی متری از یک لوله بلند رها می شود ، مته را به عقب و جلو سوق می دهد. (شاید متوجه شده باشید که یک جک چکش توسط یک شلنگ هوا به یک کمپرسور هوا بزرگ متصل شده است.) هوای فشرده شده نیز برای تمیز کردن مواردی مانند بلوک های سنگی استفاده می شود. یکی دیگر از کاربردهای بسیار مهم ، در ترمز هوا در قطارها ، کامیون ها و اتوبوس ها است. برای متوقف کردن سریع یک وسیله نقلیه بزرگ بزرگ ، همانطور که می توانید در خودرو (جایی که ترمزها هیدرولیک هستند ، نمی توانید به فشار وارد شده از پای راننده اعتماد کنید.) در عوض ، ترمزهای کامیون و قطار از طریق هوای فشرده شده که راننده پدال را فشار می دهد ، تأمین می شود. ممکن است بعد از قطع شدن ناگهانی کامیون ها صدای خفه کننده ناگهانی شنیده باشید. این هوای فشرده شده پس از فشار ترمزها بر روی چرخ ها رها می شود تا استراحت کند.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.