Pompa genelde elektrik enerjisinin hidrolik enerjiye çevrilerek sıvıyı mekanik güçle hareket ettiren bir makinadır. Sıvıyı hareket ettirmek için kullandıkları yönteme göre pompalar üç ana gruba ayrılabilir: "direkt kaldırma", "yer değiştirme" ve "yerçekimi" pompaları.[1]

Küçük, elektrikle çalışan bir pompa

Pompa bazı mekanizmalarla çalışır (genelde git-gel hareket veya döner) hareket ve sıvıyı hareket ettirmek mekanik iş gerçekleştirmek için enerji tüketir. Pompalar, kas gücü, elektrik, içten yanmalı motor veya rüzgar enerjisi dahil olmak üzere birçok enerji kaynağı aracılığıyla çalışır ve tıbbi uygulamalarda kullanım için mikroskobikten büyük endüstriyel pompalara kadar birçok boyuttadır.

Mekanik pompalar kuyulardan su pompalama, akvaryum filtresi, havuz filtreleme ve su havalandırma ve otoda su soğutma ve yakıt enjeksiyonu için, enerji endüstrisinde petrol pompalama ve doğalgaz için veya soğutma kulesi ve ısıtma, havalandırma ve klima sistemlerini çalıştırmak gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır.

Tıp endüstrisinde pompalar ilaç geliştirme ve imalatındaki biyokimyasal işlemlerde ve özellikle yapay kalp vb olmak üzere çeşitli yapay organlarında da kullanılır.

TarihiDüzenle

İlk pompalardan birisi M.Ö. 3. yüzyılda Arşimet tarafından tasarlanmıştır. Mekanik kuvvetlerin fiziksel kaldırma veya sıkıştırma kuvveti ile maddeyi itmesi prensibini kullanarak çalışır.

TipleriDüzenle

Mekanik pompalar, pompaladıkları akışkanın içine 'daldırılabilir' 'veya akışkanın' 'dışına' yerleştirilebilir.

Pompalar yer değiştirme yöntemlerine göre pozitif deplasmanlı pompalar, impulse pompaları, hız pompaları, yerçekimi pompaları, buhar pompaları ve valfsiz pompalar olarak tiplere ayrılır. Üç temel pompa türü vardır: pozitif deplasmanlı, santrifüj ve eksenel akış pompalar. Santrifüj pompalarda akışkanın akış yönü çark üzerinden akarken doksan derece değişir, eksenel akış pompalarında ise akış yönü değişmez.[2]

Pozitif deplasmanlı pompalarDüzenle

 
Lobe pompa içindekiler

Pozitif deplasmanlı pompa sabit bir miktarı yakalayarak bu hacimdeki tahliye borusuna hapseden (yer değiştirerek) sıvının hareket etmesini sağlar. Bazı pozitif deplasmanlı pompalar emme tarafında genişleyen bir boşluk ve tahliye tarafında azalan bir boşluk kullanır. Emme tarafındaki boşluk genişledikçe sıvı pompaya akar ve boşluk çöktüğü için sıvı tahliyeden dışarı akar. Hacim, her işlem döngüsü boyunca sabittir.

Pozitif deplasmanlı pompa davranışı ve güvenliğiDüzenle

Pozitif deplasmanlı pompalar santrifüj 'ün aksine teorik olarak tahliye basıncı ne olursa olsun belirli bir hızda (rpm) aynı akışı üretebilir. Dolayısıyla pozitif deplasmanlı pompalar sabit akışlı makinelerdir . Ancak basınç arttıkça dahili sızıntıda hafif bir artış gerçekten sabit debiyi önler. Pozitif deplasmanlı pompa, santrifüj pompalar gibi kapatma başlığına sahip olmadığından pompanın tahliye tarafındaki kapalı bir valfe karşı çalışmamalıdır. Kapalı bir tahliye vanasına karşı çalışan pozitif deplasmanlı pompa debi vermeye devam eder ve tahliye hattındaki basınç, hat patlayana, pompa ciddi şekilde hasar görene veya her ikisine kadar artar. Bu nedenle, pozitif deplasmanlı pompanın tahliye tarafında bir tahliye veya emniyet valfi gereklidir. Tahliye vanası dahili veya harici olabilir. Pompa üreticisi normalde dahili tahliye veya emniyet valfleri sağlama seçeneğine sahiptir. Dahili valf genellikle yalnızca bir güvenlik önlemi olarak kullanılır. Emiş hattına veya besleme tankına geri dönüş hattına sahip tahliye hattındaki harici bir tahliye vanası hem insan hem de ekipman için güvenlik sağlar.

Pozitif yer değiştirme türleriDüzenle

Pozitif deplasmanlı bir pompa sıvıyı hareket ettirmek için kullanılan mekanizmaya göre ayrıca sınıflandırılabilir:

Döner pozitif deplasmanlı pompalarDüzenle

Bu pompalar sıvıyı yakalayan ve içine çekip vakum oluşturarak dönen bir mekanizma kullanarak sıvıyı hareket ettirir.[3]

"Avantajlar:" Döner pompalar çok verimlidir[4] çünkü vizkozite artarken yüksek debilerle çok yüksek vizkoziteli sıvıları basabilirler.[5]

Dezavantajlar: Pompanın yapısı dönen pompa ile dış kenar arasında çok yakın boşluklar olmasını gerektirir ve bu da pompanın yavaş ve sabit bir hızda dönmesini sağlar. Döner pompalar yüksek hızlarda çalıştırılırsa sıvılar erozyona neden olur ve bu da sonunda sıvının geçebileceği genişletilmiş boşluklara neden olur ve bu da verimliliği düşürür.

Döner pozitif deplasmanlı pompalar 5 ana türe ayrılır:

  • Dişli pompalar - sıvının iki dişli arasına itildiği basit bir döner pompa türü
  • Vidalı pompalar - bu pompanın iç kısımlarının şekli genellikle sıvıyı pompalamak için birbirine karşı dönen iki vidadır
  • Döner kanatlı pompalar
  • İçi boş diskli pompalar (eksantrik diskli pompalar veya İçi boş döner diskli pompalar olarak da bilinir), salyangoz kompresör'lere benzer şekilde bunlar dairesel bir muhafaza içine yerleştirilmiş silindirik bir rotora sahiptir. Rotor yörüngede dönerken ve bir dereceye kadar dönerken sıvıyı rotor ile gövde arasında tutar ve pompanın içinden çeker. Petrol türevi ürünler gibi yüksek viskoziteli sıvılar için kullanılır ve ayrıca 290 psi'ye kadar yüksek basınçları destekleyebilir.[6][7][8][9][10][11][12]
  • Titreşimli pompalar aynı çalışma prensibine sahip lineer kompresörlere benzer. Bir diyot üzerinden AC akımına bağlı bir elektromıknatıs ile yaylı bir piston kullanarak çalışırlar. Yaylı piston tek hareketli parçadır ve elektromıknatısın merkezine yerleştirilmiştir. AC akımının pozitif döngüsü sırasında diyot elektriğin elektromıknatıstan geçmesine izin vererek pistonu geriye hareket ettiren yayı sıkıştırıp emiş oluşturan manyetik bir alan oluşturur. AC akımının negatif döngüsü sırasında diyot elektromıknatısa giden akımı engelleyerek yayın sıkıştırmasını açar pistonu ileri hareket ettirir ve sıvıyı pompalar ve pistonlu pompa gibi basınç üretir. Düşük maliyeti nedeniyle ucuz espresso makinelerinde yaygın olarak kullanılır. Ancak büyük miktarlarda ısı ürettikleri için titreşimli pompalar bir dakikadan fazla çalıştırılamaz. Doğrusal kompresörler çalışma sıvısı (genellikle bir soğutucu olan) tarafından soğutulabildikleri için bu sorunları olmaz.[13][14]
Pistonlu pozitif deplasmanlı pompalarDüzenle
 
Emme basma su pompasının(tulumba) detayı
 
Georgia, Alapaha'daki Coloured School'da antika "sürahi" pompa (c. 1924)

Pistonlu pompalar bir veya daha fazla salınımlı piston, piston veya membran (diyafram) kullanarak sıvıyı hareket ettirirken, valfler sıvı hareketini istenen yönde kısıtlar. Emmenin gerçekleşmesi için pompa6 Ağustos 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. odadaki basıncı azaltmak amacıyla önce pistonu dışarı doğru bir hareketle çekmelidir. Piston geri ittirilir ittirilmez basınç odada artar ve pistonun içeriye doğru basıncı daha sonra boşaltma valfini açar ve sıvıyı yüksek hızda dağıtım borusuna basar.[15]

Bu kategorideki pompalar tek silindirli tek yönlü den bazı durumlarda dörtlü (dört) silindire veya daha fazlasına kadar değişir. Pistonlu tipteki pompaların çoğu duplex (iki) veya triplex (üç) silindirdir. Bir yönde piston hareketi ve diğerinde tahliye sırasında emme ile tek etkili veya her iki yönde emme ve boşaltma ile çift etkili olabilirler. Pompalar elle, hava veya buharla veya bir motor tarafından tahrik edilen bir kayışla da çalıştırılabilir. Bu tip pompa 19. yüzyılda buhar tahrikinin ilk günlerinde kazan besleme suyu pompaları olarak yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Şimdi pistonlu pompalar tipik olarak beton ve ağır yağlar gibi yüksek viskoziteli sıvıları pompalar ve yüksek dirence karşı düşük debileri gerektiren özel uygulamalarda çalışır. Pistonlu el pompası kuyulardan su pompalamak için yaygın olarak kullanıldı. Lastik şişirme için genel bisiklet pompası ve ayak pompaları ileri geri hareketi kullanır.

Bu pozitif deplasmanlı pompalar emme tarafında genişleyen bir hacme ve boşaltma tarafında azalan bir hacme sahiptir. Sıvı emme tarafındaki hacım genişledikçe pompanın içine akar ve boşluk çökerken sıvı tahliyeden dışarı çıkar. Hacim her çalışma döngüsü için sabittir ve pompanın hacimsel verimliliği valflerinin düzenli bakımı ve kontrolu ile sağlanır.[16]

Hacimsel pompalar şu şekilde sınıflanır:

  • Rotodinamik değildir. Rotodinamik pompalar da şu şekilde sınıflandırılır:
    • Santrifüj veya radyal akışlı pompalar
    • Eksenel akışlı
    • Karışık akışlı

Bunların içinde maliyeti en düşük olan pompa tipi de santrifüj tipidir. Bunlardan ayrı olarak bir de özel dizaynlı pompalar vardır ki bunlara örnek olarak da, jet veya ejektörlü pompalar, elektromagnetik pompalar ve sıvı kumandalı pompalar verilebilir.

Pompalar genellikle bahçe işlerinde, çeşitli yangın ve su baskınlarında insanların kullanımına uygunluk sağlar.

GaleriDüzenle

KaynakçaDüzenle

  1. ^ Pump classifications 8 Ocak 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Fao.org. Retrieved on 2011-05-25.
  2. ^ Engineering Sciences Data Unit (2007). "Radial, mixed and axial flow pumps. Introduction" (PDF). 22 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  3. ^ "Understanding positive displacement pumps | PumpScout". 4 Ocak 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ocak 2018. 
  4. ^ "The Volumetric Efficiency of Rotary Positive Displacement Pumps". www.pumpsandsystems.com. 21 Mayıs 2015. 27 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Mart 2019. 
  5. ^ inc., elyk innovation. "Positive Displacement Pumps - LobePro Rotary Pumps". www.lobepro.com. 4 Ocak 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ocak 2018. 
  6. ^ "Eccentric Disc Pumps". PSG. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  7. ^ "Hollow Disc Rotary Pumps". APEX Equipment. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  8. ^ "M Pompe | Hollow Oscillating Disk Pumps | self priming pumps | reversible pumps | low-speed pumps". www.mpompe.com. 6 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  9. ^ "Hollow disc pumps". Pump Supplier Bedu. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  10. ^ "3P PRINZ - Hollow rotary disk pumps - Pompe 3P - Made in Italy". www.3pprinz.com. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  11. ^ "Hollow Disc Pump". magnatexpumps.com. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  12. ^ "Hollow Rotary Disc Pumps". 4 Kasım 2014. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  13. ^ "FAQs and Favorites - Espresso Machines". www.home-barista.com. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  14. ^ "The Pump: The Heart of Your Espresso Machine". Clive Coffee. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020. 
  15. ^ "Preventing Suction System Problems Using Reciprocating Pumps". Triangle Pump Components, Inc. (İngilizce). 26 Şubat 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ağustos 2017. 
  16. ^ Inc., Triangle Pump Components. "What Is Volumetric Efficiency?". 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ocak 2018.