Czym są straty hydrauliczne, straty objętościowe i straty mechaniczne pompy odśrodkowej?

W procesie konwersji energii Apompa odśrodkowa, nie całą moc wejściową można skutecznie przekształcić w energię ciśnienia i energię kinetyczną cieczy. W rzeczywistej pracy zawsze występuje nieunikniona strata energii. Zgodnie z fizycznym mechanizmem utraty energii, straty w pompie odśrodkowej zwykle dzieli się na trzy kategorie: straty hydrauliczne, straty objętościowe i straty mechaniczne. Te trzy rodzaje strat wspólnie określają ogólną wydajność pompy.

I. Straty hydrauliczne

Definicja: Straty hydrauliczne, znane również jako straty przepływu, odnoszą się do strat energii generowanych, gdy ciecz przepływa przez elementy przepływu wewnątrz pompy. W zakresie wyników objawia się to różnicą pomiędzy teoretyczną wysokością podnoszenia a rzeczywistą wysokością podnoszenia pompy. Jest to główny czynnik wpływający na wydajność pompy.

Przyczyny: Straty hydrauliczne składają się głównie z trzech następujących aspektów:

1. Utrata uderzeniowa: Gdy ciecz wpływa do wirnika lub wypływa z niego, jeśli jej kierunek przepływu jest niezgodny z zaprojektowanym kierunkiem łopatek lub kanałów przepływowych, nastąpi uderzenie i nagła zmiana kierunku, co powoduje utratę uderzeń. Sytuacja ta jest szczególnie widoczna, gdy pompa pracuje poza punktem najlepszej wydajności (BEP).
2. Strata tarcia: Sama ciecz ma lepkość. Kiedy przepływa przez szorstkie wewnętrzne ściany komory ssącej, kanały przepływu wirnika, spiralę i inne elementy, powstaje opór tarcia, a ta część energii zostanie zamieniona na energię cieplną i utracona. Im dłuższy i bardziej nierówny kanał przepływu, tym większe straty tarcia.
3. Straty wirowe: Ze względu na ograniczoną liczbę łopatek wirnika niemożliwe jest idealne prowadzenie całej cieczy. Część cieczy wygeneruje przepływ cyrkulacyjny (wir względny) wewnątrz wirnika, co spowoduje zużycie energii. Jednocześnie zmiana kształtu koryta przepływu również będzie powodować lokalne wiry i prowadzić do strat.

Wielkość strat hydraulicznych wpływa bezpośrednio na wysokość podnoszenia pompy i stopień jej wpływu możemy zmierzyć za pomocą wydajności hydraulicznej (ηh).

II. Strata objętościowa

Definicja: Strata objętościowa, znana również jako strata wyciekowa, to strata energii spowodowana wyciekiem przepływu. W szczególności część cieczy pod wysokim ciśnieniem pod ciśnieniem przez wirnik nie jest skutecznie dostarczana do wylotu pompy, ale wycieka z powrotem do obszaru niskiego ciśnienia (takiego jak wlot wirnika) przez różne luzy wewnątrz pompy.

Powoduje:

1. Wyciek w luzie pierścienia uszczelniającego: Jest to główna część strat objętościowych. Aby zapobiec tarciu pomiędzy szybko obracającym się wirnikiem a nieruchomą obudową pompy, należy pomiędzy nimi pozostawić luz (tj. luz pierścienia ślizgowego). Przez ten prześwit ciecz pod wysokim ciśnieniem na wylocie pompy będzie wyciekać z powrotem do wlotu.
2. Wyciek urządzenia równoważącego: W pompach wielostopniowych lub niektórych pompach jednostopniowych zaprojektowanych do równoważenia siły osiowej konstrukcje takie jak otwory równoważące, tarcze równoważące lub rury równoważące również powodują cofanie się części cieczy pod wysokim ciśnieniem, powodując straty.
3. Wyciek z uszczelnienia wału: Z uszczelnienia wału może również wyciekać niewielka ilość cieczy, która choć stanowi niewielką część, jest również uwzględniana w stracie objętościowej.

Straty objętościowe powodują, że rzeczywisty przepływ wyjściowy pompy jest mniejszy niż przepływ teoretyczny. Jego wielkość mierzy się wydajnością objętościową (ηv). W miarę zużywania się pompy luz pierścienia uszczelniającego będzie stopniowo wzrastał, a także odpowiednio wzrosną straty objętościowe.

III. Straty mechaniczne

Definicja: Straty mechaniczne odnoszą się do energii zużywanej przez wał pompy w celu pokonania różnych tarć mechanicznych podczas obrotu. Ta część energii jest ostatecznie rozpraszana w postaci energii cieplnej.

Powoduje:

1. Utrata tarcia dysku: Pomiędzy zewnętrznymi płytami osłonowymi (przednią i tylną osłoną) szybko obracającego się wirnika a cieczą we wnęce pompy występuje duże tarcie, które jest główną częścią strat mechanicznych.
2. Utrata tarcia w łożysku: Łożyska toczne lub ślizgowe stosowane do podparcia wału pompy będą wytwarzać siłę tarcia podczas pracy.
3. Utrata tarcia uszczelnienia wału: Niezależnie od tego, czy jest to uszczelnienie uszczelnienia, czy uszczelnienie mechaniczne, urządzenie uszczelniające będzie ocierać się o wał pompy lub tuleję wału, zużywając część mocy.

Strata mechaniczna oznacza, że ​​część mocy na wale przenoszonej z silnika jest zużywana, zanim dotrze do wirnika, aby wykonać pracę nad cieczą. Jego wielkość mierzy się wydajnością mechaniczną (ηm).

Wniosek

Zrozumienie strat hydraulicznych, objętościowych i mechanicznych w pompach odśrodkowych jest nie tylko podstawą profesjonalnej nauki obsługi maszyn płynowych, ale także ważnym środkiem technicznym umożliwiającym osiągnięcie celów „podwójnego węgla” oraz promowanie oszczędzania energii i redukcji zużycia w przemyśle. Dzięki naukowemu projektowi, udoskonalonej obsłudze i konserwacji oraz inteligentnemu sterowaniu jesteśmy w pełni zdolni do minimalizacji tych „niewidzialnych strat” i uwolnienia maksymalnego potencjału układu pompowego. W przyszłości,Teffikobędzie nadal pogłębiać swoje badania nad wysokowydajnymi rozwiązaniami w zakresie płynów, pomagać w ekologicznej modernizacji przemysłu i wspólnie z Tobą wykorzystywać każdą przepływającą energię.