अक्षीय-प्रवाह पंप

एक अक्षीय-प्रवाह पंप, या एएफपी, एक सामान्य प्रकार का पंप है जो अनिवार्य रूप से एक पाइप में एक  प्रोपेलर  (एक अक्षीय  प्ररित करनेवाला ) होता है। प्रोपेलर को सीधे पाइप में सीलबंद  बिजली की मोटर  या इलेक्ट्रिक मोटर या पेट्रोल/डीजल इंजन द्वारा बाहर से पाइप पर चढ़ाया जा सकता है या पाइप को छेदने वाले समकोण ड्राइव शाफ्ट द्वारा चलाया जा सकता है।

द्रव कण, पंप के माध्यम से अपने प्रवाह के दौरान, अपने रेडियल स्थानों को नहीं बदलते हैं क्योंकि पंप के प्रवेश ('सक्शन' कहा जाता है) और निकास ('डिस्चार्ज' कहा जाता है) पर त्रिज्या में परिवर्तन बहुत छोटा है। इसलिए नाम अक्षीय पंप।

ऑपरेशन
एक अक्षीय प्रवाह पंप में एक प्रोपेलर-प्रकार का प्ररित करनेवाला होता है जो आवरण में चल रहा होता है। एक अक्षीय प्रवाह पंप में दबाव प्ररित करनेवाला के ब्लेड पर तरल के प्रवाह से विकसित होता है। द्रव को प्ररित करनेवाला के शाफ्ट के समानांतर एक दिशा में धकेल दिया जाता है, अर्थात द्रव के कण, पंप के माध्यम से अपने प्रवाह के दौरान, अपने रेडियल स्थानों को नहीं बदलते हैं। यह द्रव को प्ररित करनेवाला में अक्षीय रूप से प्रवेश करने और द्रव को लगभग अक्षीय रूप से निर्वहन करने की अनुमति देता है। एक अक्षीय प्रवाह पंप का प्रोपेलर एक मोटर द्वारा संचालित होता है।

टिप्पणियाँ

 * The fixed diffuser vanes are used to remove the whirl component (V_{\rm w2}) of the discharge velocity of the impeller and to convert the energy to pressure.
 * The impeller vanes may be adjustable.
 * The machine may be fitted with pre-entry vanes to eliminate pre-rotation and to make the flow purely axial.

Work done on the fluid per unit weight =

where is the blade velocity.

For maximum energy transfer,, that is,

Therefore, from outlet velocity triangle, we have

Therefore, the maximum energy transfer per unit weight by an axial flow pump =

ब्लेड डिजाइन
एक अक्षीय प्रवाह पंप में, ब्लेड में एक एयरफ़ॉइल अनुभाग होता है, जिस पर द्रव प्रवाहित होता है और दबाव विकसित होता है। निरंतर प्रवाह के लिए, हमारे पास है

तो, प्रति यूनिट वजन द्रव में अधिकतम ऊर्जा हस्तांतरण होगा

ब्लेड की पूरी अवधि में निरंतर ऊर्जा हस्तांतरण के लिए, उपरोक्त समीकरण सभी मूल्यों के लिए स्थिर होना चाहिए r. परंतु, U^2 त्रिज्या में वृद्धि के साथ वृद्धि होगी r, इसलिए एक स्थिर मूल्य बनाए रखने के लिए में एक समान वृद्धि होना चाहिए। तब से, V_{\rm f} स्थिर है, इसलिए  बढ़ने पर बढ़ना चाहिए r. इसलिए, त्रिज्या बदलते ही ब्लेड मुड़ जाता है।

विशेषताएं
एक अक्षीय प्रवाह पंप की विशेषताओं को चित्र में दिखाया गया है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, शून्य प्रवाह दर पर सिर पंप के सर्वोत्तम दक्षता बिंदु पर सिर से तीन गुना अधिक हो सकता है। इसके अलावा, बिजली की आवश्यकता बढ़ जाती है क्योंकि प्रवाह कम हो जाता है, उच्चतम शक्ति शून्य प्रवाह दर पर खींची जाती है। यह विशेषता एक रेडियल प्रवाह केन्द्रापसारक पम्प  के विपरीत है जहां प्रवाह में वृद्धि के साथ बिजली की आवश्यकता बढ़ जाती है। साथ ही पिच में वृद्धि के साथ बिजली की आवश्यकताएं और पंप हेड बढ़ते हैं, इस प्रकार पंप को सबसे कुशल संचालन प्रदान करने के लिए सिस्टम की स्थितियों के अनुसार समायोजित करने की अनुमति मिलती है।

लाभ
एक अक्षीय प्रवाह पंप का मुख्य लाभ यह है कि इसमें अपेक्षाकृत कम सिर (ऊर्ध्वाधर दूरी) पर अपेक्षाकृत उच्च निर्वहन (प्रवाह दर) होता है। उदाहरण के लिए, यह अधिक सामान्य रेडियल-फ्लो या केन्द्रापसारक पंप की तुलना में 4 मीटर से कम की लिफ्टों पर 3 गुना अधिक पानी और अन्य तरल पदार्थ पंप कर सकता है। प्रोपेलर (केवल कुछ मॉडल) पर ब्लेड पिच  को बदलकर कम-प्रवाह/उच्च-दबाव और उच्च-प्रवाह/निम्न-दबाव पर  कुशल ऊर्जा उपयोग  को चरम पर चलाने के लिए इसे आसानी से समायोजित किया जा सकता है।

एक अक्षीय पंप में द्रव के विक्षोभ का प्रभाव बहुत गंभीर नहीं होता है और प्ररित करनेवाला ब्लेड की लंबाई भी कम होती है। इससे हाइड्रोडायनामिक नुकसान कम होता है और उच्च स्तर की दक्षता  होती है। इन पंपों के कई पारंपरिक पंपों के बीच सबसे छोटे आयाम हैं और कम सिर और उच्च डिस्चार्ज के लिए अधिक अनुकूल हैं।

अनुप्रयोग
एएफपी के सबसे आम अनुप्रयोगों में से एक वाणिज्यिक, नगरपालिका और औद्योगिक स्रोतों से सीवेज को संभालने में होगा।

सेलबोट्स में, AFPs का उपयोग सेलिंग गिट्टी के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थानांतरण पंपों में भी किया जाता है। बिजली संयंत्रों में, मुख्य कंडेनसर को ठंडा करने के लिए जलाशय, नदी, झील या समुद्र से पानी पंप करने के लिए उपयोग किया जाता है। रासायनिक उद्योग में, वे तरल के बड़े द्रव्यमान के संचलन के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे बाष्पीकरणकर्ता और Crystallizer  में। सीवेज उपचार में, एक AFP का उपयोग अक्सर आंतरिक मिश्रित शराब पुनर्संरचना के लिए किया जाता है (अर्थात वातन क्षेत्र से नाइट्रीकृत मिश्रित शराब को विनाइट्रीकरण क्षेत्र में स्थानांतरित करना)।

कृषि और मत्स्य पालन में सिंचाई और जल निकासी के लिए पानी उठाने के लिए बहुत बड़ी अश्वशक्ति एएफपी का उपयोग किया जाता है। पूर्वी एशिया में, लाखों छोटी हॉर्सपावर (6-20 एचपी) की मोबाइल इकाइयां ज्यादातर सिंगल सिलेंडर डीजल और पेट्रोल इंजन द्वारा संचालित होती हैं। उनका उपयोग छोटे किसानों द्वारा फसल सिंचाई, जल निकासी और मत्स्य पालन के लिए किया जाता है। प्ररित करनेवाला डिजाइन में सुधार हुआ है और साथ ही और भी अधिक दक्षता लाने और वहां खेती के लिए ऊर्जा लागत कम करने में मदद मिली है। पहले के डिजाइन दो मीटर से कम लंबे होते थे लेकिन आजकल वे 6 मीटर या उससे अधिक तक हो सकते हैं ताकि उन्हें बिजली स्रोत (कई बार दो-पहिया ट्रैक्टरों का उपयोग किया जाता है) को पानी के स्रोत तक अधिक सुरक्षित रूप से पहुंचने में सक्षम बनाया जा सके। सुरक्षित, अधिक स्थिर स्थिति, जैसा कि निकटवर्ती चित्र में दिखाया गया है।

यह भी देखें

 * पम्प
 * विशिष्ट गति
 * अक्षीय कंप्रेसर

ग्रन्थसूची

 * SM Yahya "Turbines Compressors and Fans, 3rd edition", Tata McGraw-Hill Education, 2005
 * A Valan Arasu "Turbo Machines, 2nd edition", Vikas Publishing House Pvt. Ltd.