Výpočet prietoku odstredivého čerpadla

Prietok (Q) aodstredivkaje kľúčovým parametrom na meranie jej sprostredkovacej kapacity, ktorá priamo ovplyvňuje návrh systému a účinnosť prevádzky. Tento článok bude hlboko analyzovať vzorce výpočtu prietoku, ovplyvňujúce faktory a metódy výpočtu inžinierstva, ktoré pomôžu inžinierov vykonávať presné výbery a optimalizovať operácie.

1. Definícia a jednotky prietoku odstredivého čerpadla

Prietok (Q)

Objem kvapaliny dodávanej čerpadlom na jednotku času. Bežné jednotky sú nasledujúce:

• Medzinárodné jednotky: M3/h (merače kubických za hodinu), L/S (litre za sekundu)
• Cisárske jednotky: GPM (galóny za minútu), FT3/S (kubické nohy za sekundu)

Konverzné vzťahy

• 1M3/h 0,403GPM
• 1L/s = 15,85 gpm

2. Jadrové vzorce pre prietok odstredivého čerpadla

2.1 teoretický vzorec prietoku (bez zvažovania strát)

Teoretický prietok odstredivého čerpadla sa dá vypočítať prostredníctvom geometrických parametrov obežného kolesa:

Q = a⋅v = πple kedy

• Odpoveď: Prietok - cez oblasť pri výstupe z obehu (M2)
• D: Priemer výstupu obežného kolesa (M)
• B: Šírka výstupu obežného kolesa (M)
• V: Radiálna rýchlosť kvapaliny na výstupe z obehu (m/s)

Aplikačný scenár: Používa sa na odhad prietoku v predbežnej fáze návrhu, ale nezohľadňuje vplyv hydraulických strát a účinnosti.

2.2 Skutočný vzorec prietoku (vzhľadom na účinnosť)

Skutočný prietok je ovplyvnený účinnosťou čerpadla (η) a odporom systému a je potrebné ho vypočítať v kombinácii s hlavou (H) a výkonom (P). Ak je jednotka prietoku M3/S:

Q = ρ⋅g⋅hptka

Ak je jednotka prietoku M3/H:

Q = ρrem

p: Výkon hriadeľa (KW)

• η: Účinnosť čerpadla (zvyčajne 50% - 85%)
• ρ: Hustota kvapaliny (kg/m3)
• G: gravitačné zrýchlenie (9,81 m/s2)
• H: Head (M)

Kľúčové body:

• Prietok je priamo úmerný sile a nepriamo úmerne k hlave.
• Kvapaliny s vysokou viskozitou znížia účinnosť (η) a výpočet je potrebné opraviť.

3. Kľúčové faktory ovplyvňujúce prietok

3.1 Parametre obežného kolesa

• Priemer obežného kolesa (D): Prietok je priamo úmerný štvorca priemeru obežného kolesa (Q∝D2).
• Rýchlosť rotačnej rýchlosti obežného kolesa (N): Prietok je priamo úmerný rýchlosti rotačnej (Q∝N) podľa zákona o podobnosti: Q1Q2 = (N1N2) (D1D2) 3.

3.2 Odolnosť v systéme

Trecie potrubia, otvory ventilu a počet lakťov zvýšia odpor systému, čo viedlo k tomu, že skutočná prietoková rýchlosť je nižšia ako teoretická hodnota. Skutočný prietok musí byť určený priesečníkom charakteristickej krivky charakteristiky a charakteristickej krivky pumpy. Charakteristická krivka systému odráža vzťah medzi prietokom a odporom v potrubnom systéme a je zvyčajne odvodený od vzorca výpočtu odporu voči plynovodu. Charakteristická krivka čerpadla je krivka vzťahu medzi parametrami, ako je prietok, hlava, sila a účinnosť odstredivého čerpadla v rôznych pracovných podmienkach, ktoré výrobca určuje experimentmi. Ak je čerpadlo nainštalované v špecifickom potrubnom systéme, prietok zodpovedajúci prieseku týchto dvoch kriviek je skutočným prevádzkovým prietokom čerpadla v tomto systéme.

3.3 Stredné charakteristiky

• Viskozita: Vysoká - viskozita kvapaliny (napríklad oleje) zvýšia vnútorné trenie a zníži prietok.
• Obsah plynu: Ak obsah plynu v kvapaline presahuje 5%, môže sa indukovať kavitácia a prietok prudko klesne.

4. Bežné príčiny a roztoky pre abnormálne prietoky

5. Zhrnutie

Prietok aodstredivkamožno odhadnúť teoretickými vzorcami, ale skutočná hodnota je potrebné kombinovať s účinnosťou a charakteristikami systému. Veľkosť obežného kolesa, rýchlosť otáčania a charakteristiky stredných sú základné premenné ovplyvňujúce prietok. V inžinierstve je prietok prednostne určený prostredníctvom výkonnostných kriviek a meraných údajov, a nie spoliehajúc sa výlučne na výpočty. Zvládnutie logiky výpočtu prietoku môže optimalizovať výber čerpadla, znížiť spotrebu energie a predĺžiť životnosť zariadenia. V prípade komplexných systémov sa odporúča používať simulácie CFD alebo profesionálny softvér (napríklad Pipe - Flo) na pomocnú analýzu.