Čo sú hydraulické straty, objemové straty a mechanické straty odstredivého čerpadla?

V procese premeny energie aodstredivé čerpadlonie všetok vstupný výkon sa dá efektívne premeniť na tlakovú energiu a kinetickú energiu kvapaliny. V skutočnej prevádzke vždy existuje nevyhnutná strata energie. Podľa fyzikálneho mechanizmu straty energie sa strata odstredivého čerpadla zvyčajne delí do troch kategórií: Hydraulická strata, Objemová strata a Mechanická strata. Tieto tri typy strát spoločne určujú celkovú účinnosť čerpadla.

I. Hydraulická strata

Definícia: Hydraulická strata, tiež známa ako strata prietoku, sa vzťahuje na stratu energie generovanú pri prietoku kvapaliny cez komponenty prietoku vo vnútri čerpadla. Z hľadiska výsledkov sa prejavuje ako rozdiel medzi teoretickou dopravnou výškou a skutočnou dopravnou výškou čerpadla. Toto je hlavný faktor ovplyvňujúci účinnosť čerpadla.

Príčiny: Hydraulická strata sa skladá hlavne z nasledujúcich troch aspektov:

1. Strata šoku: Keď kvapalina vstupuje alebo vyteká z obežného kolesa, ak jej smer prúdenia nie je v súlade s navrhnutým smerom lopatiek alebo prietokových kanálov, dôjde k nárazu a náhlej zmene smeru, čo vedie k strate šoku. Táto situácia je obzvlášť výrazná, keď čerpadlo pracuje mimo svojho bodu najlepšej účinnosti (BEP).
2. Strata trením: Samotná kvapalina má viskozitu. Keď preteká hrubými vnútornými stenami sacej komory, prietokovými kanálmi obežného kolesa, špirálou a inými komponentmi, vytvorí sa trecí odpor a táto časť energie sa premení na tepelnú energiu a stratí sa. Čím dlhší a drsnejší je prietokový kanál, tým väčšia je strata trením.
3. Eddy Loss: Kvôli obmedzenému počtu lopatiek obežného kolesa nie je možné dokonale viesť všetku kvapalinu. Časť kvapaliny vytvorí cirkulujúci tok (relatívne vírenie) vo vnútri obežného kolesa, čo vedie k spotrebe energie. Súčasne zmena tvaru prietokového kanála spôsobí aj lokálne víry a povedie k stratám.

Veľkosť hydraulickej straty priamo ovplyvňuje hlavu čerpadla a mieru jej vplyvu môžeme merať pomocou hydraulickej účinnosti (ηh).

II. Objemová strata

Definícia: Objemová strata, tiež známa ako strata únikom, je strata energie spôsobená únikom prietoku. Konkrétne časť vysokotlakovej kvapaliny natlakovanej obežným kolesom nie je účinne dodávaná do výstupu čerpadla, ale uniká späť do nízkotlakovej oblasti (ako je vstup obežného kolesa) cez rôzne medzery vo vnútri čerpadla.

Príčiny:

1. Netesnosť tesniaceho krúžku: Toto je hlavná časť objemovej straty. Aby sa zabránilo treniu medzi vysokorýchlostným rotujúcim obežným kolesom a telesom stacionárneho čerpadla, musí byť medzi nimi ponechaná vôľa (t. j. vôľa trecieho krúžku). Vysokotlaková kvapalina na výstupe čerpadla bude cez túto vôľu unikať späť na vstup.
2. Netesnosť vyvažovacieho zariadenia: Vo viacstupňových čerpadlách alebo niektorých jednostupňových čerpadlách určených na vyrovnávanie axiálnych síl spôsobia konštrukcie, ako sú vyvažovacie otvory, vyvažovacie kotúče alebo vyvažovacie rúrky, spätný tok časti vysokotlakovej kvapaliny, čo vedie k stratám.
3. Netesnosť hriadeľovej upchávky: Z hriadeľovej upchávky môže unikať aj malé množstvo kvapaliny, ktorá, hoci predstavuje malý podiel, je tiež zahrnutá do objemovej straty.

Objemová strata vedie k tomu, že skutočný výstupný prietok čerpadla je menší ako jeho teoretický prietok. Jeho veľkosť sa meria objemovou účinnosťou (ηv). Ako sa čerpadlo opotrebováva, vôľa tesniaceho krúžku sa bude postupne zvyšovať a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje aj objemová strata.

III. Mechanická strata

Definícia: Mechanická strata sa týka energie spotrebovanej hriadeľom čerpadla na prekonanie rôznych mechanických trení počas otáčania. Táto časť energie sa nakoniec rozptýli vo forme tepelnej energie.

Príčiny:

1. Strata trením kotúča: Medzi vonkajšími krycími doskami (predná a zadná krycia doska) vysokorýchlostného rotujúceho obežného kolesa a kvapalinou v dutine čerpadla dochádza k silnému treniu, čo je hlavná časť mechanickej straty.
2. Strata trením ložísk: Valivé ložiská alebo klzné ložiská používané na podopretie hriadeľa čerpadla budú počas prevádzky vytvárať treciu silu.
3. Strata trením hriadeľového tesnenia: Či už ide o tesnenie upchávky alebo mechanické tesnenie, tesniace zariadenie sa bude trieť o hriadeľ čerpadla alebo puzdro hriadeľa a spotrebuje časť energie.

Mechanická strata znamená, že časť výkonu hriadeľa prenášaného z motora sa spotrebuje skôr, ako sa dostane k obežnému kolesu, aby vykonal prácu na kvapaline. Jeho veľkosť sa meria mechanickou účinnosťou (ηm).

Záver

Pochopenie hydraulických strát, objemových strát a mechanických strát odstredivých čerpadiel nie je len základom pre profesionálne učenie sa kvapalinových strojov, ale aj dôležitým technickým prostriedkom na dosiahnutie cieľov „dvoj uhlíka“ a na podporu šetrenia energie a znižovania spotreby v priemyselnej oblasti. Prostredníctvom vedeckého dizajnu, prepracovanej prevádzky a údržby a inteligentného riadenia sme plne schopní tieto „neviditeľné straty“ minimalizovať a uvoľniť maximálny potenciál čerpacieho systému. v budúcnostiTeffikobude naďalej prehlbovať svoj výskum v oblasti vysoko účinných tekutých riešení, pomáhať pri ekologickej modernizácii priemyslu a využívať každú prúdiacu energiu spoločne s vami.