เปรียบเทียบระหว่างปั๊มแรงเหวี่ยงกับปั๊มปริมาตรคงที่
ปั๊มแรงเหวี่ยง (Centrifugal Pump) และปั๊มแบบแทนที่ปริมาตร (Positive Displacement Pump, PD) มีการออกแบบทางไฮดรอลิกที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลให้มีข้อพิจารณาเฉพาะในการใช้งานแต่ละประเภท และมีผลต่อการเลือกใช้ปั๊มที่เหมาะสมกับงานนั้น ๆ
ปั๊มแรงเหวี่ยงใช้ใบพัดหมุน (Impeller) เพื่อถ่ายเทพลังงานจลน์ (Kinetic Energy) ไปยังของเหลวที่ถูกสูบ และของเหลวจะไหลออกจากใบพัดในทิศทางรัศมี (Radially) ลักษณะการทำงานของปั๊มชนิดนี้คือ อัตราการไหล (Flow Rate) จะเปลี่ยนแปลงตามแรงดันต่าง (Differential Pressure) หรือความสูงรวมของระบบ (Total Head) ซึ่งหมายความว่าปั๊มแรงเหวี่ยงสามารถให้การไหลที่เปลี่ยนแปลงได้แม้จะหมุนด้วยความเร็วคงที่
นอกจากนี้ ปั๊มแรงเหวี่ยงจะทำให้ของเหลวถูกเฉือน (Shear) ระหว่างการสูบ ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของปั๊มได้รับผลกระทบอย่างมากจากความหนืดของของเหลวที่สูบ
อีกประเด็นที่ควรพิจารณาคือ แม้ว่าปั๊มแรงเหวี่ยงจะสามารถทำงานได้ในช่วงอัตราการไหลที่กว้าง แต่ก็ได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ดีที่สุดที่จุดประสิทธิภาพสูงสุด (Best Efficiency Point – BEP) เพียงจุดเดียว หากใช้งานในอัตราการไหลที่ต่ำหรือสูงกว่าจุด BEP จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง และช่วงการทำงานที่อนุญาต (Allowable Operating Region – AOR) ก็มีขอบเขตจำกัด
นอกจากนี้ หากการใช้งานต้องการอัตราการไหลต่ำและแรงดันต่างสูง การออกแบบปั๊มแรงเหวี่ยงเพื่อให้เหมาะกับเงื่อนไขนี้จะมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าปั๊มแรงเหวี่ยงที่ออกแบบมาสำหรับอัตราการไหลสูง
ลักษณะทั่วไปของกราฟสมรรถนะของปั๊มแรงเหวี่ยงแบบไดนามิกหมุน (Rotodynamic Centrifugal Pump) และปั๊มแบบแทนที่ปริมาตร
ปั๊มแบบแทนที่ปริมาตร (Positive Displacement Pump) รวมถึงเทคโนโลยีของปั๊มแบบโรตารี (Rotary) และปั๊มแบบลูกสูบ (Reciprocating)
- ปั๊มโรตารีจะมีชิ้นส่วนที่ประกบกันเพื่อดักของเหลวและส่งผ่านจากทางเข้าไปยังทางออกของปั๊ม
- ปั๊มลูกสูบจะใช้ลูกสูบ (Piston), แท่งสูบ (Plunger) หรือไดอะแฟรม (Diaphragm) เพื่อดักของเหลวปริมาณคงที่ไว้ในห้องปั๊ม แล้วอัดของเหลวนั้นผ่านท่อจ่ายออก
ด้วยการออกแบบแบบแทนที่ปริมาตร จึงทำให้ปั๊มชนิดนี้สามารถให้ อัตราการไหลเกือบคงที่ โดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันต่าง (Differential Pressure) ซึ่งถือเป็นความแตกต่างสำคัญเมื่อเทียบกับปั๊มแรงเหวี่ยง
นอกจากนี้ ปั๊มแบบแทนที่ปริมาตรจะทำให้ของเหลวถูกเฉือนน้อยกว่า (Low Shear) ดังนั้นประสิทธิภาพของปั๊มจึง ได้รับผลกระทบน้อย จากความหนืดของของเหลว
การใช้ปั๊มปริมาตรการใหลคงที่ มีเหตุผลดังนี้
- ต้องการอัตราการไหลต่ำ
- มีแรงดันต่างสูง
- ต้องการอัตราการไหลคงที่
- ของเหลวมีความหนืดสูง
การใช้งานของปั๊มแบบแทนที่ปริมาตร
หนึ่งในงานที่ปั๊มแบบแทนที่ปริมาตรถูกใช้งานบ่อยคือ การจ่ายของเหลวในปริมาณที่แม่นยำ (Precise Metering) เนื่องจากปั๊มเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลที่ต่ำมากตามแรงดัน ทำให้สามารถออกแบบให้จ่ายสารเคมีหรือสารเติมแต่งเข้าสู่ระบบได้อย่าง แม่นยำและสม่ำเสมอ
ปั๊มแบบแทนที่ปริมาตรที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานประเภทนี้ จะเรียกว่า
- ปั๊มควบคุมปริมาตร (Controlled Volume-Metering Pumps – CVMP)
- หรือ ปั๊มโดส (Dosing Pumps)
CVMP เหล่านี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตอาหาร เคมีภัณฑ์ และยา ที่ต้องการการจ่ายสารในปริมาณที่แม่นยำและควบคุมได้