در انتخاب پمپ یا بوستر پمپ، معمولاً گفته می‌شود:
«به یک پمپ یا بوستر نیاز داریم که ۸ لیتر بر ثانیه را در ارتفاع ۴۵ متر تأمین کند.»
اما این فقط یک نقطه از زمان است. در سیستمهای واقعی ، دبی و هد (ارتفاع فشار) متغیر و دینامیک هستند. اگر طراحی فقط بر مبنای یک نقطه انجام شود ، خطراتی نظیر کاهش بازدهی ، کنترل نامناسب یا حتی خرابی پمپ وجود دارد. بیایید این موضوع را از منظر ریاضی و عملیاتی ، عمیق‌تر بررسی کنیم :
منحنی‌های عملکرد سیستم بوستر ، یک خط ساده نیستند ؛ بلکه یک خانواده از منحنی‌ها هستند یا بهتر بگوییم ، یک سطح سه‌بعدی.
در طراحی کلاسیک هیدرولیکی هد تولیدی پمپ تابعی از دبی است ، به‌صورت : Hₚ(Q) = H₀ − aQ²
- که در آن Hₚ هد پمپ و Q دبی جریان است.
منحنی سیستم به این صورت تعریف می‌شود : Hₛ(Q) = Hₛ + bQ²
نقطه تلاقی این دو منحنی ، نقطه عملکرد پمپ را تعیین می‌کند. اما نکته اینجاست که در عملکرد واقعی سیستمهای بوستر، Hₛ و b ثابت نیستند.
این پارامترها تحت تأثیر عوامل زیر تغییر می‌کنند :
- وضعیت باز و بسته بودن شیرها
- تغییرات ارتفاعی
- سوئیچ کردن بین زون‌ها (مناطق)
- واکنش‌های سیستم کنترل
بنابراین پمپ نه با یک منحنی ، بلکه درون یک سطح یا ناحیه‌ی سه‌بعدی کار می‌کند : H = f(Q, t)
که در آن t (زمان) شامل سناریوهای عملکردی ، بارهای ناشی از حضور افراد و تصمیمات سیستم کنترل می‌شود.
به عبارتی:
شما در حال تلاش برای تطبیق یک منحنی پمپ تک‌بعدی با یک سطح عملکردی دوبعدی هستید. منطق کنترل ، سطح عملکرد را تغییر می‌دهد ، اگر سیستم شما دارای درایو با دور متغیر (VFD) باشد ، سرعت پمپ به یک متغیر تبدیل می‌شود :
Hₚ(Q, N) = H₀ₙ − aₙQ² که در آن N سرعت پمپ است.
در این حالت منحنی پمپ نیز دیگر ثابت نیست و خود به یک سطح تبدیل می‌شود. در واقع سیستم کنترل شما میان دو سطح دینامیک ، سطح عملکرد پمپ و سطح عملکرد سیستم حرکت می‌کند و سعی دارد نقاط تلاقی پایداری بیابد . اگر درک درستی از این فرآیند نداشته باشید ، نمی‌توانید از ناپایداری عملکرد سیستم جلوگیری کنید ، در صورتی که پمپ انتخاب‌شده در این ناحیه عملکردی بازده مناسبی نداشته باشد، پیامدهایی نظیر کنترل ضعیف اتلاف انرژی و روشن و خاموش شدن‌های پی‌در‌پی (short cycling) رخ خواهد داد.
حالا تصور کنید که قرار است دو یا سه پمپ را در چنین سطح عملکردی کنترل کنید. لازم است که روابط زیر را مدل‌سازی و تحلیل کنید :
- رابطه بین سرعت، دبی و هد پروفایل منحنی‌های سیستم واکنش‌های کنترلی سیستم
- انتخاب هوشمندانه‌تر = تفکر سطح‌محور
فراموش کنید که فقط یک نقطه عملکردی کافی است. در عوض طیفی از رفتارهای سیستم را مدل کنید ، شرایط مختلف تقاضا نواحی عملکردی را که پمپ واقعاً در آن‌ها کار خواهد کرد ترسیم نمایید.
ابتدا استراتژی کنترل را ارزیابی کنید ، سپس پمپی را انتخاب کنید که با آن سازگار باشد. به‌جای نقطه تقاطع ، منحنی‌های خانواده‌ی پمپ را در کنار برش‌هایی از سطح عملکرد سیستم مقایسه و تحلیل کنید. انتخاب پمپ بوستر نیازمند درک دامنه‌ای از شرایط عملکرد ، نحوه واکنش منطق کنترل و رفتار سیستم در طول زمان است.
مثل یک ریاضیدان فکر کنید ، مثل یک مهندس مدل‌سازی کنید و مثل یک اپراتور برنامه‌ریزی کنید
تا سیستمی طراحی کنید که روان و کارآمد کار کند!
دیدگاهتان را بنویسید