ポンプについて知っておくべきこと
技術の支配以来、流体を上昇させ、輸送し、または圧縮するためのデバイス「ポンプ」が発明されました。この発明は、現在さまざまな目的で使用されているため、現代社会の生活を楽にしてくれました。
この記事では、ポンプの定義、図、コンポーネント、用途、機能、分類、仕様、種類、およびポンプのしくみについて説明します。また、あらゆる種類のポンプの長所と短所についても学びます。
ポンプとは?
ポンプは、流体 (液体または気体) を移動または輸送する機械装置です。これは、電気エネルギーから油圧エネルギーに変換された機械的作用によって機能します。また、流体を上昇、輸送、または圧縮するためにエネルギーを消費する装置と見なすこともできます。
ペルシャやローマの水車など、最も初期の農産物ポンプは水を汲み上げるために使用されました。前述のように、ポンプは何らかのメカニズム (通常は往復運動または回転運動) によって動作します。機械的な仕事 (流体の移動) を実行するためにエネルギーを消費します。
このシステムは、多くのエネルギー源を介して動作するように設計できます。これには、手動操作、電気、風力、エンジンなどが含まれます。ポンプは、医療用途の微視的なタイプから大型の産業用タイプまで、さまざまなサイズで利用できます。
最初のポンプは、第 3 でアルキメデスによって記述されました。 紀元前世紀。これが、アルキメデス スクリュー ポンプとして知られている理由です。
ポンプの定義に関する最終意見。ポンプは、液体を低レベルから高レベルに持ち上げるように設計された機械または機械装置です。低圧域から高圧域へ液体を流すことができます。ポンプは、配管ネットワーク システムのブースターとしても機能します。
ポンプケーシングに回転インペラーが 1 つしか含まれていない場合、それは単段ポンプと呼ばれます。しかし、ケーシングに 2 つ以上の回転インペラーが含まれている場合、それは 2 段または多段ポンプとして知られています。
ポンプは液体の動きまたは流れを生成することに注意してください。圧力は生成しません。圧力の発生に必要な流れが生成されます。これは、システム内の流体の流れに対する抵抗の関数です。
ポンプの用途
今日の社会におけるポンプの使用は膨大です。述べたように、初期の用途には、水を汲み上げるための風車または水車の使用が含まれます。今日、ポンプは、灌漑、ガソリン供給、給水、冷凍 (通常はコンプレッサーと呼ばれます) 用に特別に設計されています。また、空調システム、化学薬品の移動、下水の移動、洪水制御などにも使用されます。
生物学では、進化したさまざまな種類の化学的および生体力学的ポンプがあります。生体模倣は、新しいタイプの機械ポンプの開発に使用されることがあります。
ポンプはさまざまな用途があるため、さまざまな形状とサイズがあります。非常に大きいものから非常に小さいものまで、気体を処理するものから液体を処理するものまで、高圧から低圧まで、そして最後に大容量から小容量までです。
注: 一般に、ポンプの機能は液体または気体を増やすことです。液体ポンプは単純に空気を吸い込むことができず、作動メカニズムが異なります。これについては、この投稿の下で説明します。
以下は、機械式ポンプの用途と機能です。
- 井戸から水をくみ上げる
- 水槽のろ過、池のろ過、曝気
- 水冷および燃料噴射の自動車産業
- エネルギー産業での石油と天然ガスの汲み上げに使用
- また、冷却塔や暖房、換気、空調システムのその他のコンポーネントの操作
- 医療業界では、医薬品の開発と製造における生化学プロセスにポンプが使用されています。
- 体の一部、特に人工心臓や人工陰茎の人工的な代替品としても使用されています。
ポンプの分類
ポンプの分類は、さまざまな方法で行うことができます。それらが提供するアプリケーション、およびそれらが構築される材料に応じて。液体の輸送とその空間方向も、ポンプの分類に使用できます。ポンプの分類も、流体にエネルギーを加える原理に基づいて行われます。これにより、すべてのタイプのポンプが2つの主要なカテゴリに分類されました。動的 (遠心) ポンプと容積式ポンプ。これについてはさらに説明します。
さらに、エネルギーが流体に与えられる方法によるポンプの分類について。基本的な方法には、体積変位、運動エネルギーの追加、および電磁力の使用が含まれます。
流体は、機械的に、または別の流体を使用して置換されます。流体の高速回転により、流体に運動エネルギーを加えることができる。また、流れの方向のインパルスを提供することによっても行われます。電磁力を使用した分類では、汲み上げられた流体は良好な導電体でなければなりません。ガスの輸送または加圧に使用されるポンプは、コンプレッサー、送風機、またはファンとして知られています。
また、機械的に押しのけを行うポンプを容積式ポンプと呼びます。最後に、キネティック ポンプは、急速に回転するインペラーを介して流体に運動エネルギーを与えます。
ポンプのコンポーネント
ポンプは2つに分類されるため、動的ポンプと容積式ポンプ。以下は、2 種類のポンプの主要コンポーネントです。
動的または遠心ポンプの主要な部分は、インペラー、ケーシング、デリバリー パイプ、およびサクション パイプです。さまざまな種類の容積式ポンプがあるため、部品も異なります。たとえば、ダイアフラムの容積式ポンプ部品には、2 つのダイアフラム、トランスファー バルブ、ボール、またはチェック バルブが含まれます。また、このポンプのギアタイプは、ダイヤフラムと比較して異なる部分があります。
仕様
ポンプはさまざまな目的を果たすため、馬力、体積流量、ヘッドのメートル (またはフィート) 単位の出口圧力にはさまざまな期待値があるはずです。ヘッドの吸引フィート（またはメートル）での吸気口の吸引も別の側面です。この水頭は、ポンプが大気圧でカラムを上下できるフィート数またはメートル数として単純化できます。
エンジニアは、初期設計の観点から比速度と呼ばれる量を使用します。この用語は、流量と揚程の特定の組み合わせに最適なポンプ タイプを識別するために使用されます。
ポンプでは、単位体積あたりのエネルギーを増加させるために流体に動力が与えられます。したがって、力の関係は、ポンプ機構の機械的エネルギーの変換とポンプ内の流体要素との間にあります。一般に、これは、Navier-strokes 方程式として知られる一連の連立微分方程式によって支配されます。ベルヌーイの方程式は、使用できるより単純な方程式ですが、流体のさまざまなエネルギーのみを関連付けます。
ポンプの種類
以下は、分類に基づくさまざまなタイプのポンプです。動的ポンプと容積式ポンプ。
ダイナミック ポンプ
動的ポンプのタイプには、遠心式、垂直遠心式、水平遠心式、水中式、および消火栓システムが含まれます。彼らの説明に飛び込みましょう。
遠心ポンプ:
これらのタイプのポンプは、世界中で一般的です。その動作はそれほど複雑ではなく、よく説明されており、慎重にテストされています。遠心ポンプは強力で効率的で、かなり安価で簡単に作成できます。その動作中、流体圧力はポンプの入口から出口まで増加します。圧力が変化すると、システム全体に液体が流れます。
このポンプでは、電気モーターを使用して、回転インペラー全体で液体に機械的動力を伝達します。液体の流れはインペラーの中心に入り、ブレードとともに出ます。これらのタイプのポンプの重要性は、そのパワーが流体の速度を増加させ、運動エネルギーなどのエネルギーを力に変えることができることです.
垂直遠心ポンプ
これらのタイプのポンプは、カンチレバー ポンプとも呼ばれます。専用シャフトを採用し、ベアリングがピットの外側にあるため、ボリュームがピット内に収まるように設計されています。縦型遠心ポンプでは、シャフトを覆うために充填容器は使用されません。ただし、スロットル ブッシングを使用します。
水平遠心ポンプ
横遠心型のポンプは、最低でも 2 枚以上の羽根車を使用します。それはその有効性のためにポンプサービスで広く使用されており、すべての段階は基本的に分割ポンプです。これらのステージはすべて、同様のシェルターにあり、同様のシャフトに取り付けられています。単独の水平シャフトでは、最低 8 つの追加のステージを取り付けることができます。すべての段階で、熱は同じ量だけ増加します。多段式ポンプは、最初のインペラーで単一吸引または二重吸引にすることもできます。
水中ポンプ
これらのタイプのポンプは、雨水ポンプ、下水ポンプ、浄化槽ポンプとも呼ばれます。水中ポンプのアプリケーションには、建物サービス、家庭用、産業用、および商業用アプリケーションが含まれます。農村、地方自治体、および雨水の再利用もそれを有効に利用しています。
これらのタイプのポンプは、雨水、下水、地下水、汚水、グレーウォーター、および雨水を移送するのに適しています。廃棄物、化学薬品、井戸水、食料品を取引します。クローズド、ボルテックス、コントラブロック、マルチステージ、シングルチャンネル、カッター、またはグラインダー ポンプなどのさまざまなインペラー。用途に応じて、高流量、低流量、低水頭、高水頭のいずれかを複数選択できます。
消火栓ポンプ システム
消火栓ポンプ システムは、消火栓ブースター、消火ポンプ、消火水ポンプとも呼ばれます。これらのタイプのポンプは、消火栓サービス内の力を高めることにより、建設の消火レベルを上げることを目的とした高力ウォーターポンプです。このポンプ システムのアプリケーションには、灌漑と水の移送が含まれます。
容積式ポンプ
また、ダイアフラム、ギア、蠕動、ローブ、およびピストン ポンプを含む 5 種類の容積式ポンプがあります。彼らの説明を見てみましょう!
ダイヤフラム ポンプ:
これらのタイプのポンプ システムは、空気作動ダイヤフラム、空気圧および AODD ポンプである AOD として知られています。これらのポンプは、主に一般プラント、工業、鉱業などの連続用途で使用されます。特に、動力が得られない場所や、不安定で可燃性の場所で使用されます。ダイアフラム ポンプは、食品製造、坑内炭鉱、薬品移送などにも利用されています。
このポンプの動作では、2 つのダイヤフラムが凝縮空気で駆動されます。トランスファーバルブにより空気を吸引し、2枚のダイヤフラムに交互に空気を当てます。すべてのダイアフラムには、ボールまたはチェック バルブのセットがあります。
ギア ポンプ
ギアポンプは一種の回転正転位ポンプです。つまり、回転ごとに安定した量の液体が強制的に供給されます。これらのタイプのポンプは、非刺激的なポンピング動作を行うために、メッシュの内側と外側にある機械で液体を移動させます。それらはより高い力でポンピングすることができ、厚い液体を効率的にポンピングすることを上回ります.
ギアポンプには、摩擦や高速インペラーなどの損失を引き起こすバルブがありません。これが、燃料やグリースオイルなどのより粘り気のある液体を処理できる理由です。ただし、固形物や刺激の強い液体を運転するのは得意ではありません.
蠕動ポンプ
蠕動ポンプはチューブポンプとも呼ばれます。それらは、化学、食品、および水処理産業の処理に使用される一種の容積式ポンプです。ポンプ式で安定した計量・調合が可能です。また、歯磨き粉やあらゆる種類の化学薬品など、さまざまな液体をポンプで送ることもできます。
ローブ パンプス
ローブポンプは、信頼性、防錆性、優れた高効率、衛生的な品質など、さまざまな特性を備えています。これらのタイプのポンプは、厚い液体や固体を破壊することなく処理する能力を備えています。彼らの仕事はギアポンプに大きく関係していますが、互いに接触しないローブだけです。さらに、これらのポンプは、スラリーを移動させることができるギアポンプと比較して、優れた排気室を持っています。それらは非常に磨かれたステンレス鋼で作られています.
ピストンポンプ
最後に、これが最後の容積式ポンプです。これらのポンプは、チョコレート、ペストリー、塗料などを移送するための、高い信頼性の高い圧力と高い配送システムを必要とするイベントである散水で頻繁に使用されます。
ポンプの仕組み
さまざまな種類のポンプに関する上記の説明から、それらの動作が異なることは明らかです。その説明で、ポンプの動作原理を理解できるはずです。ただし、ポンプの動作の基本的な側面は、機械的な力を使用して材料または物質を押すことです。これは、物理的な持ち上げまたは圧縮力によって行われます。
ポンプの働きについて詳しくは、以下のビデオをご覧ください:
結論
ポンプは、アルキメデスによって記述された機械装置です。液体または気体のいずれかの流体を伝送するために意図的に設計されました。システムは、多くのエネルギー源を介して動作するように設計できます。この記事では、ポンプの定義、用途、分類、種類について調べました。また、機械式ポンプの仕組みをビデオ形式で説明しています。
このレッスンから多くのことを学んでいただければ幸いです。そうであれば、他の技術系の学生と共有してください。読んでくれてありがとう！またね。
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