Pumps MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Pumps - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

अपकेंद्री पंप

• एक अपकेंद्री पंप एक यांत्रिक उपकरण है जिसे द्रव के घूर्णी गतिज ऊर्जा को द्रव प्रवाह की हाइड्रोडायनामिक ऊर्जा में परिवर्तित करके द्रव को स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अपकेंद्री पंप को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति द्रव गुणों और परिचालन स्थितियों से संबंधित कई कारकों पर निर्भर करती है। इन कारकों में प्रवाह दर, द्रव घनत्व, द्रव श्यानता और कुल दाबोच्चता (जिसमें चूषण और डिलीवरी दाबोच्चता शामिल हैं) शामिल हैं। हालांकि, मानक परिचालन स्थितियों के तहत पंप को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति को वायुमंडलीय दाब सीधे प्रभावित नहीं करता है। नीचे, हम यह जानेंगे कि ऐसा क्यों है और अन्य विकल्पों का विस्तार से विश्लेषण करेंगे।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: वायुमंडलीय दाब

वायुमंडलीय दाब अपकेंद्री पंप को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति को सीधे प्रभावित नहीं करता है। यहाँ कारण बताया गया है:

अपकेंद्री पंप को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति (जिसे अक्सर "ब्रेक हॉर्सपावर" या BHP कहा जाता है) की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

BHP = (प्रवाह दर × कुल दाबोच्चता × द्रव घनत्व) / (3960 × पंप दक्षता)

• इस समीकरण से, यह स्पष्ट है कि शक्ति की आवश्यकता प्रवाह दर, कुल दाबोच्चता और द्रव घनत्व के सीधे आनुपातिक है, जबकि पंप दक्षता के व्युत्क्रमानुपाती है। यह सूत्र में वायुमंडलीय दाब नहीं दिखाई देता है क्योंकि यह आमतौर पर एक स्थिर कारक है जो पंप सिस्टम के दोनों ओर समान रूप से प्रभावित करता है (अर्थात, चूषण पक्ष और डिस्चार्ज पक्ष)। जब तक सिस्टम में ऐसी स्थितियां शामिल नहीं होती हैं जहाँ वायुमंडलीय दाब में महत्वपूर्ण रूप से भिन्नता होती है (जैसे, उच्च ऊंचाई पर संचालन या निर्वात प्रणाली), यह पंप को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति को निर्धारित करने में प्रत्यक्ष भूमिका नहीं निभाता है।

अधिकांश व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, अपकेंद्री पंपों को मानक वायुमंडलीय परिस्थितियों में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और वायुमंडलीय दाब में कोई भी मामूली बदलाव पंप शक्ति आवश्यकताओं पर उनके प्रभाव के संदर्भ में नगण्य है। इसलिए, वायुमंडलीय दाब पंप शक्ति की गणना में एक प्रत्यक्ष कारक नहीं है।

व्याख्या:

अपकेंद्री पंप की समग्र दक्षता:

एक अपकेंद्री पंप यांत्रिक ऊर्जा को द्रव ऊर्जा में परिवर्तित करके काम करता है। पंप की समग्र दक्षता द्रव शक्ति उत्पादन की यांत्रिक शक्ति इनपुट से तुलना करके निर्धारित की जाती है। दक्षता का सूत्र इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

दक्षता (η) = (द्रव शक्ति उत्पादन / यांत्रिक शक्ति इनपुट) × 100

इस मामले में, द्रव शक्ति उत्पादन 10 kW है, और यांत्रिक शक्ति इनपुट 15 kW है। इन मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करना:

η = (10 / 15) × 100

गणना करने पर:

η = 0.6667 × 100

η = 66.67%

व्याख्या:

वेन्ड डिफ्यूज़र के साथ डबल वोल्यूट आवरण

• एक वेन्ड डिफ्यूज़र के साथ एक डबल वोल्यूट आवरण अपकेंद्री पंपों में एक विशिष्ट डिज़ाइन है जो हाइड्रोलिक प्रदर्शन और दक्षता को बढ़ाता है। डबल वोल्यूट आवरण इम्पेलर पर कार्य करने वाले रेडियल बलों को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे संतुलित संचालन और बेहतर दक्षता प्राप्त होती है। दूसरी ओर, वेन्ड डिफ्यूज़र, द्रव की वेग ऊर्जा को अधिक प्रभावी ढंग से दबाव ऊर्जा में बदलने में मदद करता है, ऊर्जा हानि को कम करता है और समग्र हाइड्रोलिक प्रदर्शन में सुधार करता है।
• एकल वोल्यूट आवरण डिज़ाइनों की तुलना में, डबल वोल्यूट आवरण अतिरिक्त लाभ प्रदान करता है। डबल वोल्यूट आवरण प्रवाह को दो सममित पथों में विभाजित करता है, जो इम्पेलर के चारों ओर दबाव को संतुलित करने में मदद करता है। इसके परिणामस्वरूप इम्पेलर पर कम रेडियल बल लगते हैं, जिससे कम कंपन, कम घिसाव और पंप घटकों की बढ़ी हुई लंबी आयु होती है। एक वेन्ड डिफ्यूज़र का समावेश प्रवाह पथों को सुव्यवस्थित करके और अशांति को कम करके दक्षता में और सुधार करता है।
• एक वेन्ड डिफ्यूज़र के साथ डबल वोल्यूट आवरण, एकल वोल्यूट आवरण की तुलना में बेहतर हाइड्रोलिक प्रदर्शन और दक्षता प्रदान करता है। डबल वोल्यूट डिज़ाइन रेडियल बलों को संतुलित करता है, जो पंप घटकों पर यांत्रिक तनाव को कम करता है। यह संतुलन कंपन और घिसाव को कम करता है, जिससे सुचारू संचालन और लंबा सेवा जीवन मिलता है।
• वेन्ड डिफ्यूज़र वेग ऊर्जा को दबाव ऊर्जा में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने में मदद करके हाइड्रोलिक प्रदर्शन में महत्वपूर्ण योगदान देता है। इसके परिणामस्वरूप प्रवाह पथ में अशांति और ऊर्जा हानि कम हो जाती है, जिससे पंप की समग्र दक्षता बढ़ जाती है। डबल वोल्यूट आवरण और वेन्ड डिफ्यूज़र वाले पंप उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से फायदेमंद होते हैं जिनमें उच्च दक्षता और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, जैसे कि औद्योगिक प्रक्रियाओं, जल उपचार और बिजली उत्पादन में।

Additional Information 

ध्यान देने योग्य महत्वपूर्ण बिंदु:

• कम रेडियल बल: डबल वोल्यूट आवरण डिज़ाइन प्रवाह को दो सममित पथों में विभाजित करता है, जिससे इम्पेलर पर रेडियल बल कम हो जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप सुचारू संचालन और पंप घटकों पर कम घिसाव होता है।
• बेहतर दक्षता: वेन्ड डिफ्यूज़र वेग ऊर्जा को दबाव ऊर्जा में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करके ऊर्जा हानि को कम करता है। इससे समग्र हाइड्रोलिक प्रदर्शन में वृद्धि होती है।
• अनुप्रयोग: वेन्ड डिफ्यूज़र वाले डबल वोल्यूट आवरण व्यापक रूप से उन उद्योगों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ उच्च दक्षता और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण होती है, जैसे कि रासायनिक प्रसंस्करण, जल उपचार और बिजली उत्पादन।
• स्थायित्व: कम यांत्रिक प्रतिबल और घिसाव से पंप के लिए लंबा सेवा जीवन और कम रखरखाव आवश्यकताएँ होती हैं।

व्याख्या:

रेडियल प्रवाह पंप:

• रेडियल प्रवाह पंप एक प्रकार का अपकेंद्री पंप होता है जहाँ द्रव अक्षीय रूप से इम्पेलर में प्रवेश करता है लेकिन पंप शाफ्ट के लंबवत, रेडियल रूप से बाहर निकलता है। ये पंप अपेक्षाकृत कम प्रवाह दरों के साथ उच्च दबाव विकसित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे वे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं जहाँ एक महत्वपूर्ण दबाव शीर्ष की आवश्यकता होती है।

कार्य सिद्धांत: एक रेडियल प्रवाह पंप में, द्रव को इसके अक्ष (अक्षीय दिशा) के साथ इम्पेलर के केंद्र में खींचा जाता है। घूर्णन करने वाला इम्पेलर द्रव को गतिज ऊर्जा प्रदान करता है, इसे दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है क्योंकि द्रव रेडियल दिशा में बाहर की ओर गति करता है। द्रव शाफ्ट के 90 डिग्री के कोण पर पंप आवरण से बाहर निकलता है।

लाभ:

• उच्च दबाव उत्पन्न करने में सक्षम, जिससे वे बड़े दबाव शीर्ष की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श होते हैं।
• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन और अपेक्षाकृत आसान रखरखाव।
• कम श्यानता वाले स्वच्छ तरल पदार्थों को संभालने के लिए उपयुक्त।

हानि:

• अक्षीय प्रवाह पंपों की तुलना में सीमित प्रवाह दर क्षमताएँ।
• बड़ी मात्रा में द्रव या अत्यधिक श्यान तरल पदार्थों को संभालने के लिए उपयुक्त नहीं।

अनुप्रयोग: रेडियल प्रवाह पंप आमतौर पर जल आपूर्ति, रासायनिक प्रसंस्करण, बॉयलर फ़ीड अनुप्रयोगों और सिंचाई प्रणालियों जैसे उद्योगों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ उच्च दबाव और कम प्रवाह दरों की आवश्यकता होती है।

व्याख्या:

मैनोमेट्रिक दक्षता:

• एक अपकेंद्री पंप की मैनोमेट्रिक दक्षता को मैनोमेट्रिक दाबोच्चता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है जो इम्पेलर द्वारा दिए गए दाबोच्चता से होता है।
• मैनोमेट्रिक दाबोच्चता वह वास्तविक दाबोच्चता है जिसके विरुद्ध एक अपकेंद्री पंप कार्य करता है।

इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए शब्दों को तोड़ दें:

मैनोमेट्रिक दाबोच्चता:

• यह पंप द्वारा विकसित कुल दाबोच्चता है, घटाकर पंप में होने वाले नुकसान।
• यह अनिवार्य रूप से वह दाबोच्चता है जिसका प्रभावी रूप से द्रव को उठाने के लिए उपयोग किया जाता है।

इम्पेलर द्वारा दी गई दाबोच्चता:

• यह सैद्धांतिक दाबोच्चता है जो इम्पेलर द्रव को प्रदान करेगा यदि कोई नुकसान नहीं होता।

मैनोमेट्रिक दक्षता (ηm) का सूत्र इस प्रकार दिया गया है:

ηm = (मैनोमेट्रिक दाबोच्चता) / (इम्पेलर द्वारा दी गई दाबोच्चता)

Important Points 

• पंप में होने वाले नुकसान के कारण मैनोमेट्रिक दक्षता हमेशा 100% से कम होती है।
• उच्च मैनोमेट्रिक दक्षता कम नुकसान वाले अधिक प्रभावी पंप को इंगित करती है।

Additional Information 

अपकेंद्री पंपों से संबंधित अन्य दक्षताएँ शामिल हैं:

(1) आयतनिक दक्षता:

• यह वास्तविक निर्वहन का सैद्धांतिक निर्वहन से अनुपात है।
• यह पंप के भीतर रिसाव के नुकसान के लिए जिम्मेदार है।

(2) यांत्रिक दक्षता:

• यह इम्पेलर पर उपलब्ध शक्ति का शाफ्ट पर शक्ति से अनुपात है।
• यह पंप में यांत्रिक नुकसान के लिए जिम्मेदार है।

(3) समग्र दक्षता:

• यह आयतनिक दक्षता, यांत्रिक दक्षता और मैनोमेट्रिक दक्षता का उत्पाद है।

स्पष्टीकरण:

धनात्मक विस्थापन पंप:

• धनात्मक विस्थापन पंप वे पंप होते हैं जिनमें तरल को चूषण किया जाता है और फिर इसे एक हिलते हुए भाग द्वारा उस पर लगाए गए जोर पर धकेल दिया जाता है या विस्थापित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तरल को आवश्यक ऊंचाई तक उठाना पड़ता है।
• प्रत्यागामी पंप, वेन पंप, लोब पंप सकारात्मक विस्थापन पंप के उदाहरण हैं जबकि अपकेंद्री पंप गैर-धनात्मक विस्थापन पंप है।

स्पष्टीकरण:

विशिष्ट गति:

• इसे ज्यामितीय रूप से समान पंप की गति के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक मीटर की दाबोच्चता के विरुद्ध प्रति सेकंड एक घन मीटर तरल वितरित करेगा।
• इसका उपयोग 2 विभिन्न पंपों के कार्य-निष्पादन की तुलना करने के लिए किया जाता है।
• इसका विमा M0L3/4T-3/2 है और सूत्र द्वारा दिया जाता है और निम्न द्वारा दिया गया है

जहाँ N_S = विशिष्ट गति, Q = निस्सरण, H = वह दाबोच्चता जिसके अंतर्गत पंप कार्य कर रहा है, N = पंप की कार्य करने की गति

Additional Information

(टरबाइन के लिए विशिष्ट गति) = 

स्पष्टीकरण:

समग्र क्षमता (η): इसे पंप के शक्ति आउटपुट से पंप के शक्ति इनपुट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

पंप की समग्र दक्षता को निम्न रूप में दिया जाएगा,

गणना:

Additional Information

दाबमापीय दक्षता (ηman): यह दाबमापीय दाबोच्चता से प्रणोदक द्वारा पानी को दिए गए दाबोच्चता का अनुपात होता है।

यांत्रिक दक्षता (ηm): यह प्रणोदक पर उपलब्ध शक्ति से अपकेंद्रीय पंप के शाफ़्ट पर शक्ति का अनुपात होता है।

संकल्पना:

बड़े आकार के पंपों के निर्माण से पहले, उनके मॉडल जो वास्तविक पंपों (जिसे प्रोटोटाइप भी कहा जाता है) के साथ पूरी समानता में होते हैं,उन्हे निर्मित किया जाता है। परीक्षण मॉडल पर किए जाते हैं और प्रोटोटाइप के निष्पादन का पूर्वानुमान किया जाता है। मॉडल और वास्तविक के बीच पूर्ण समानता मौजूद होगी यदि निम्न स्थिति संतुष्ट की जाती है।

I)

II) 

III) 

(1) से

(2) से

Q ∝ N

(1) और (2) के योग से

∴ H ∝ Q²
∴ दाबोच्चता 'H' निस्सरण 'Q' के वर्ग के साथ परिवर्तित होती है।

दाबोच्चता  'H' और निस्सरण 'Q'  के बीच के संबंध को प्रचालन अभिलाक्षणिक वक्र के साथ बेहतर ढंग से समझा जा सकता है जैसा कि आरेख में दिखाया गया है जो निस्सरण के संबंध में दाबांतरीय दाबोच्चता (H), शक्ति(P) और दक्षता (η) के बीच संबंध देता है ,जब गति (N) स्थिर रखी जाती है।

व्याख्या:

• अपकेंद्रीय पंप एक अंतरस्थ अरीय प्रवाह वाले प्रतिक्रिया टरबाइन के प्रतिक्रम के रूप में कार्य करता है।
• इसका अर्थ है कि अपकेंद्रीय पंपों में प्रवाह अरीय रूप से बाहर की दिशा में होता है।

• अपकेंद्रीय पंप बलकृत जलावर्त वाले प्रवाह के सिद्धांत पर कार्य करता है जिसका अर्थ है कि जब तरल के एक निश्चित द्रव्यमान को एक बाहरी बलाघूर्ण द्वारा घुमाया जाता है, तो घूर्णन तरल के दबाव शीर्ष में वृद्धि होती है।
• अपकेंद्रीय पंप के एक आवरण में प्रणोदक से निकलने वाले पानी का प्रवाह मुक्त जलावर्त होता है।

वर्णन:

अपकेंद्रीय पंप बल जलावर्त के सिद्धांत पर कार्य करता है। जहाँ बाहरी बलाघूर्ण आदि प्रवर्तक के माध्यम से प्रेरक के लिए प्रदान किया जाता है।

पंप में दो महत्वपूर्ण भाग होते हैं, पहला प्रेरक है जो घूर्णन के दौरान वेग निर्मित करता है। और दूसरा आवरण है जो क्षेत्रफल में परिवर्तन द्वारा इस वेग को दबाव में परिवर्तित करता है।

जब तरल पदार्थ प्रेरक के अंदर होता है, तो तरल पदार्थ की गति आदि प्रवर्तक द्वारा प्रदान किये गए बलाघूर्ण के कारण घूर्णी गति का अनुभव करती है, और प्रवाह को बलात् जलावर्त प्रवाह के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जब तरल पदार्थ घूर्णित प्रेरक से बाहर निकलता है, तो उस समय पर भी तरल पदार्थ में तरल पदार्थ के जड़त्व के कारण जलावर्त गति होती है। लेकिन चूँकि बाहरी बलाघूर्ण आवरण के बाहर अनुपस्थित होता है, इसलिए यह मुक्त जलावर्त प्रवाह बन जाता है।

Additional Information

अपकेंद्रीय पंप के लिए सामान्यतौर पर आवरण के दो प्रकार उपलब्ध होते हैं। 

1. कुंडलित आवरण:

कुंडलित आवरण में क्षेत्रफल धीरे-धीरे बढ़ता है, जैसा आप उपरोक्त आकृति में देख सकते हैं। क्षेत्रफल में क्रमिक वृद्धि के कारण वेग कम होता है और दबाव बढ़ता है। 

2. विसारक आवरण: 

विसारक आवरण में प्रेरक की परिधि को इस प्रकार डिज़ाइन किया जाता है जिससे इसका क्षेत्रफल धीरे-धीरे बढ़ता है जो वेग के व्यय पर दबाव में वृद्धि को बढ़ावा देता है। 

अवधारणा:

समानता नियम के अनुसार, प्रणोदक की शक्ति और व्यास के बीच संबंध निम्न द्वारा दिया जाता है:

जहाँ P शाफ़्ट शक्ति है, D प्रणोदक का व्यास है,

गणना:

दिया गया:

P1 = 12 hp, D1 = 127 mm, D2 = 254 mm

दिए गए प्रश्न में यह कहा गया है कि केवल व्यास बदला गया है और अन्य पैरामीटर स्थिर हैं

वर्णन:

संवृत प्रणोदक (दोनों पक्षों से आच्छादित):

• संवृत या आच्छादित प्रणोदकों में, दोनों पक्षों पर वैन आवरण (पार्श्व प्लेट) से आवृत्त होते हैं
• पश्च आवरण शाफ्ट पर स्थापित होता है और अग्र आवरण वैन द्वारा युग्मित होता है
• यह लंबे समय तक धावन अवधि के लिए उच्च दक्षता के साथ पूर्ण क्षमता वाले संचालन को सुनिश्चित करता है
• इस प्रकार के प्रणोदक का उपयोग केवल साफ पानी, गर्म पानी और अम्ल को पंप के लिए किया जाता है

अर्ध विवृत प्रणोदक (एक पक्ष से आच्छादित):

• इसमें पश्च पक्ष पर केवल एक प्लेट (आवरण) होता है
• डिजाइन को औद्योगिक पंप समस्याओं के लिए अनुकूलित किया गया होता है, जिसमें रेशेदार पदार्थ जैसे पेपर लुगदी, चीनी शीरा और मल जल आदि के लिए एक मजबूत पंप की आवश्यकता होती है

विवृत प्रणोदक:

• विवृत प्रणोदक में किसी भी पक्ष पर कोई आवरण या प्लेट प्रदान नहीं किया जाता है अर्थात दोनों पक्षों पर वैन खुले होते हैं
• ऐसे पंपों का उपयोग वहाँ किया जाता है, जहां पंप को बहुत कठोर कार्य करना होता है अर्थात पानी, रेत, कंकड़, कीचड़ और मिट्टी के मिश्रण जैसे अपघर्षक तरल पदार्थ का वहन करना, जिसमें ठोस सामग्री 25% तक उच्च हो सकती है।

अतः कीचड़ का वहन करने वाले अपकेंद्रीय पंपों में एक विवृत प्रणोदक होता है।

अपकेंद्रीय पंप की स्थिति में शक्ति पंप के शाफ़्ट से प्रणोदक तक कम होती है और फिर प्रणोदक से पानी तक कम होती है। निम्नलिखित एक अपकेंद्रीय पंप की महत्वपूर्ण दक्षताएँ हैं:

1. दाबमापीय दक्षता (ηman): यह दाबमापीय शीर्ष से प्रणोदक द्वारा पानी को दिए गए शीर्ष का अनुपात होता है।

2. यांत्रिक दक्षता (ηm): यह अपकेंद्रीय पंप के शाफ़्ट पर शक्ति से प्रणोदक पर उपलब्ध शक्ति का अनुपात होता है।

\({\eta _m} = \frac{{{\rm{Power\;at\;the\;impeller}}}}{{{\rm{Power\;at\;the\;shaft}}}} = \frac{{\frac{W}{g}\left( {\frac{{{V_{w2}}{u_2}}}{{1000}}} \right)}}{{{\rm{SP}}}}\)

3. कुल दक्षता (ηo): इसे पंप के शक्ति आउटपुट से पंप के शक्ति इनपुट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

ηo = ηman × ηm

अवधारणा:

अपकेंद्री पंप:

अपकेंद्री पंपों का उपयोग द्रव प्रवाह की घूर्णनशील गतिज ऊर्जा को द्रवगतिकी ऊर्जा में रूपांतरण द्वारा तरल पदार्थ के परिवहन के लिए किया जाता है। घूर्णन ऊर्जा सामान्यतौर पर एक इंजन या विद्युतीय मोटर से प्राप्त की जाती है। इस उद्देश्य के लिए स्क्विरल केज प्रेरण मोटर का उपयोग किया जाता है.

श्रृंखला में दो समान पंप का संचालन:

• मुख्य बढ़त में दबाव बढ़ जाता है, यह लगभग दोगुना हो जाता है और निर्वहन स्थिर रहता है।
• स्थिर प्रवाह दर पर शीर्ष भी बढ़ जाता है।

Important Points

समानांतर में पंप: