افت فشار در سیستم لوله‌کشی یکی از مشکلات رایجی است که می‌تواند به دلایل مختلفی رخ دهد و منجر به کاهش دبی آب، کاهش فشار آب در شیرآلات و حتی عملکرد نامناسب برخی از تجهیزات شود. برای جلوگیری از این مشکل، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. در این مقاله به بررسی موثرترین روش‌های جلوگیری از کاهش فشار در سیستم لوله‌کشی می‌پردازیم.
افت فشار در لوله به چه معناست؟
سیستم‌های لوله‌کشی برای تامین نرخ جریان و فشار سیال خاص در اتصالات بحرانی برای کاربرد صنعتی طراحی شده‌اند. اگر فشار بیش از حد زیاد یا ناکافی باشد، مسائل عملیاتی می‌تواند منجر به هزینه‌های قابل اجتناب شود.
افت فشار نتیجه نیروهای اصطکاکی است که بر سیال درون یک سیستم لوله کشی اعمال می شود و در برابر جریان آن مقاومت می کند. با افزایش افت فشار، انرژی مورد نیاز پمپ های سیستم برای جبران نیز افزایش می یابد که منجر به هزینه های عملیاتی بیشتر می شود. پیچیده تر از این، برخی از عوامل موثر بر کاهش فشار می تواند در طول عمر یک سیستم لوله کشی متفاوت باشد. در برخی موارد، ملاحظات طراحی باید از قبل در نظر گرفته شود تا تأثیراتی که برای پنج تا ده سال ظاهر نمی شوند، در نظر گرفته شوند.
پمپ ها نقش عمده ای در انتقال سیالات برای کاربردهای صنعتی دارند. این پمپ ها با قرار گرفتن در معرض سیالات، دما و فشارهای مختلف،به مرور زمان آسیب می بینند. افت فشار یک مشکل رایج است که پمپ های صنعتی را با دلایل احتمالی زیادی با مشکل مواجه می کنند. در زیر به برخی از دلایل اصلی افت فشار و همچنین نحوه رفع آن خواهیم پرداخت.
چه چیزی باعث افت فشار می شود؟
افت فشار عبارت است از افت فشار در لوله هنگام حرکت سیال از یک بخش به بخش دیگر. هر نوع انسداد، محدودیت یا ناهمواری در سیستم باعث مقاومت در برابر جریان هوا و افت فشار می شود. مواردی که باعث افت فشار قابل توجه می شوند را می توان به دو دسته تقسیم کرد – اجزای کیفیت هوا و توزیع هوا. اجزای کیفیت هوا شامل جداکننده‌های هوا/روغن‌کننده، افترکولر، جداکننده‌های رطوبت، خشک‌کن‌ها و فیلترها هستند. در سیستم توزیع هوا، بیشترین افت فشار در نقاط استفاده در شیلنگ‌های کم‌اندازه یا دارای نشتی، سه راهی‌های لوله‌کشی و زانویی، لوله‌ها، کوپلینگ‌های قطع سریع، فیلترها، رگولاتورها و روان‌کننده‌ها مشاهده می‌شود. حداکثر افت فشار زمانی اتفاق می‌افتد که دما و جریان هوا بین طرف عرضه تا نقاط استفاده در بالاترین حد باشد.
بیشتر بخوانید: اتصالات پلی اتیلن
برخی از دلایل رایج افت فشار عبارتند از:
گرانش و ارتفاع
با هر افزایش در ارتفاع لوله، پمپ باید برای غلبه بر کشش گرانش کار کند. از این رو، افزایش ارتفاع بدون توجه به بالابر یا هد پمپ بر خروجی فشار تأثیر منفی می گذارد.
طول لوله
هر چه سیال طولانی‌تر حرکت کند، اصطکاک بیشتری برای غلبه بر آن لازم است. بنابراین، افت فشار با طول همبستگی مثبت دارد. اگر طول تنها متغیر بین دو لوله یکسان باشد، افت فشار در لوله طولانی تر بیشتر خواهد بود.
بیشتر بخوانید: لوله پلی اتیلن تک جداره
قطر لوله
هرچه قطر بیشتر باشد جریان بهتری دارد. قطر لوله باید بر اساس ظرفیت پمپ انتخاب شود. افزایش قطر لوله بیش از یک نقطه افت فشار قابل توجهی ایجاد می کند.
پیچ های تیز یا دریچه های واسطه
یک سیال در یک خط مستقیم بسیار کارآمدتر از خطوط لوله با پیچ های تیز یا دریچه هایی در بین آنها حرکت می کند. پیچ های تند مقاومت بسیار بیشتری در برابر سیالات دارند زیرا تغییر ناگهانی در جهت جریان وجود دارد. این نوع افت فشار معمولاً به عنوان افت فشار در خم ها شناخته می شود. مقدار افت فشار در درجه اول به زاویه خم بستگی دارد.
بیشتر بخوانید: انواع پمپ های فاضلابی
افزایش اصطکاک داخلی
اصطکاک عامل اصلی افت فشار است. اصطکاک در دیواره لوله رخ می دهد. هنگامی که سیال در داخل این لوله ها حرکت می کند، سطح نامنظم لوله جریان سیال را محدود می کند. یک لوله کاملاً جدید دارای پوشش داخلی است که سطح صافی را ارائه می دهد. با این حال، ذرات درون سیال می توانند به عنوان ساینده عمل کنند و این پوشش داخلی را خراش دهند. با گذشت زمان، این بی نظمی های داخلی افزایش می یابد و به اصطکاک و افت فشار بیشتر کمک می کند.
نشتی در سیستم
وجود هرگونه نشتی در سیستم لوله‌کشی باعث کاهش فشار آب در نقاط دیگر سیستم می‌شود.
ایجاد رسوب و جرم در لوله
لوله هایی که سیالات غنی از مواد معدنی را حمل می کنند می توانند پوسته پوسته شدن را ایجاد کنند که به معنای تجمع مواد معدنی در دیواره های لوله است. جرم گیری جریان سیال را مسدود می کند و فشار سیال را کاهش می دهد.
پمپ تقویت فشار نامناسب
در صورتی که از پمپ تقویت فشار استفاده شود، انتخاب نامناسب پمپ یا تنظیم نادرست آن می‌تواند باعث افت فشار شود.
چگونه افت فشار را محاسبه کنیم؟
محاسبه افت فشار مستلزم فاکتورگیری در بسیاری از متغیرها است. همه چیز از قطر لوله و خم ها گرفته تا زانویی و شیرها در افت فشار نقش دارند. عامل مهم دیگر خود مایع است. هر نوع سیال در داخل لوله ها رفتار متفاوتی دارد زیرا ویسکوزیته و اصطکاک داخلی متفاوتی دارند.
بیشتر بخوانید: ایستگاه پمپاژ فاضلاب چیست؟
چگونه از افت فشار جلوگیری کنیم؟
به حداقل رساندن افت فشار نیازمند یک رویکرد سیستمی در طراحی و نگهداری سیستم است. اجزای تصفیه هوا، مانند خنک کننده ها، جداکننده های رطوبت، خشک کن ها و فیلترها باید به گونه ای انتخاب شوند که کمترین افت فشار ممکن را در حداکثر شرایط کاری مشخص شده فراهم کنند. هنگام نصب، مراحل نگهداری توصیه شده باید دنبال و مستند شود.
راه های مختلفی برای کاهش افت فشار در جریان سیالات وجود دارد. اولین قدم این است که علت خاص افت فشار در پروژه خود را پیدا کنید. با در نظر گرفتن عواملی که قبلاً در مورد آنها صحبت کردیم، حال بیایید تا به چند راه حل برای کاهش افت فشار اشاره کنیم:
- استفاده از لوله‌های با قطر مناسب: انتخاب قطر مناسب لوله‌ها بر اساس دبی مورد نیاز و طول لوله‌ها بسیار مهم است. استفاده از لوله‌هایی با قطر کمتر از حد مورد نیاز باعث افزایش سرعت جریان آب و در نتیجه افزایش افت فشار می‌شود.
- از لوله تمیز و صیقلی استفاده کنید: اطمینان حاصل کنید که از لوله هایی استفاده می کنید که سطح داخلی صافی دارند.
- در صورت نیاز قطر لوله را افزایش دهید: اگر قطر لوله مشکل دارد، برای جریان راحت تر از لوله های بزرگتر استفاده کنید.
- خم ها و موانع را به حداقل برسانید: خم و زانویی ها فشار جریان را کاهش می دهند. بنابراین، به حداقل رساندن تعداد خم ها و انسدادها یک راه عالی برای جلوگیری از افت فشار است.
- در صورت امکان ارتفاع را به حداقل برسانید: از اضافه کردن ارتفاعات غیر ضروری به سیستم لوله کشی خود اجتناب کنید.
- در صورت نیاز پمپ قوی تر استفاده کنید: اگر طرح لوله‌کشی شما درست است و هنوز فشار سیال مورد نظر را دریافت نمی‌کنید، به احتمال زیاد باید خروجی پمپ را افزایش دهید.
- سیستم توزیع را به درستی طراحی کنید
- فیلترهای هوا و خشک کن ها را برای کاهش اثرات رطوبت، مانند خوردگی لوله، حفظ کنید
- کاهش تعداد سه راهی و زانویی در سیستم توزیع
- کاهش طول لوله‌ها: در صورت امکان، طول لوله‌ها را کاهش دهید.
- کاهش تعداد اتصالات: تعداد اتصالات را به حداقل برسانید و از اتصالات با کیفیت بالا استفاده کنید.
- نصب فیلتر: نصب فیلتر در ورودی سیستم لوله‌کشی می‌تواند از ورود ذرات جامد به داخل لوله‌ها جلوگیری کرده و از ایجاد رسوب جلوگیری کند.
- استفاده از پمپ تقویت فشار مناسب: در صورتی که نیاز به استفاده از پمپ تقویت فشار دارید، پمپی را انتخاب کنید که ظرفیت و فشار مورد نیاز سیستم شما را تامین کند.
- بازرسی و تعمیر دوره‌ای سیستم: بازرسی و تعمیر دوره‌ای سیستم لوله‌کشی به شما کمک می‌کند تا از وجود هرگونه نشتی یا مشکل دیگری در سیستم آگاه شوید و اقدامات لازم را انجام دهید.
- استفاده از مواد مناسب برای لوله‌ها: انتخاب مواد مناسب برای لوله‌ها نیز در جلوگیری از خوردگی و رسوب‌گذاری بسیار موثر است.
انتخاب نوع مناسب لوله
انتخاب مواد مناسب برای لوله‌ها یکی از مهم‌ترین عوامل در جلوگیری از افت فشار است. برخی از مواد مناسب برای لوله‌کشی عبارتند از:
- لوله‌های PVC: این لوله‌ها در برابر خوردگی مقاوم هستند و به راحتی نصب می‌شوند.
- لوله‌های پلی اتیلن: لوله پلی اتیلن این لوله‌ها انعطاف‌پذیر هستند و در برابر ضربه مقاوم می‌باشند.
- لوله‌های چدنی: این لوله‌ها دوام و مقاومت بالایی دارند اما وزن زیادی دارند.
- لوله‌های مسی: این لوله‌ها از نظر بهداشتی بسیار مناسب هستند اما قیمت بالایی دارند.
نتیجه‌گیری
جلوگیری از افت فشار در سیستم لوله‌کشی با رعایت نکات ذکر شده در این مقاله امکان‌پذیر است. با انتخاب صحیح مواد، طراحی مناسب سیستم و انجام تعمیرات دوره‌ای، می‌توان از عملکرد بهینه سیستم لوله‌کشی اطمینان حاصل کرد.
