Mis on tsentrifugaalpumba hüdrauliline kadu, mahukadu ja mehaaniline kadu?

Energia muundamise protsessis atsentrifugaalpump, ei saa kogu sisendvõimsust tõhusalt teisendada vedeliku rõhuenergiaks ja kineetiliseks energiaks. Tegelikus töös on alati vältimatu energiakadu. Vastavalt energiakao füüsilisele mehhanismile jagatakse tsentrifugaalpumba kadu tavaliselt kolme kategooriasse: hüdrauliline kadu, mahukadu ja mehaaniline kadu. Need kolm kahju tüüpi määravad ühiselt pumba üldise efektiivsuse.

I. Hüdrauliline kadu

Definitsioon: hüdrauliline kadu, tuntud ka kui voolukadu, viitab energiakadudele, mis tekivad siis, kui vedelik voolab läbi pumba sees olevate voolukomponentide. Tulemuste osas väljendub see erinevusena pumba teoreetilise ja tegeliku kõrguse vahel. See on peamine tegur, mis mõjutab pumba tõhusust.

Põhjused: Hüdraulikadu koosneb peamiselt kolmest järgmisest aspektist:

1. Löögi kadu: kui vedelik siseneb tiiviku või voolab sellest välja, kui selle voolu suund ei ole kooskõlas labade või voolukanalite kavandatud suunaga, tekib löök ja järsk suunamuutus, mille tulemuseks on löögi kadu. See olukord on eriti silmatorkav, kui pump töötab väljaspool oma parimat efektiivsuspunkti (BEP).
2. Hõõrdekadu: vedelikul endal on viskoossus. Kui see voolab läbi imemiskambri karedate siseseinte, tiiviku voolukanalite, spiraali ja muude komponentide, tekib hõõrdetakistus ning see osa energiast muundatakse soojusenergiaks ja kaob. Mida pikem ja karedam on voolukäik, seda suurem on hõõrdekadu.
3. Eddy Loss: tiiviku labade piiratud arvu tõttu on võimatu kogu vedelikku ideaalselt juhtida. Osa vedelikust tekitab tiiviku sees tsirkuleeriva voolu (suhteline pööris), mille tulemuseks on energiakulu. Samal ajal põhjustab voolukanali kuju muutumine ka lokaalseid pööriseid ja toob kaasa kadusid.

Hüdraulilise kadu suurus mõjutab otseselt pumba pead ja selle mõjuastet saame mõõta hüdraulilise efektiivsuse (ηh) abil.

II. Mahukadu

Definitsioon: mahukadu, tuntud ka kui lekkekadu, on voolulekkest põhjustatud energiakadu. Täpsemalt, osa tiiviku poolt survestatud kõrgsurvevedelikust ei suunata tõhusalt pumba väljalaskeavasse, vaid lekib pumba sees olevate erinevate tühikute kaudu tagasi madala rõhu piirkonda (näiteks tiiviku sisselaskeavasse).

Põhjused:

1. Tihendirõnga kliirensi leke: see on mahukao peamine osa. Hõõrdumise vältimiseks suurel kiirusel pöörleva tiiviku ja statsionaarse pumba korpuse vahel tuleb nende vahele jätta tühimik (st kulumisrõnga lõtk). Kõrgsurvevedelik pumba väljalaskeavas lekib selle vahe kaudu tagasi sisselaskeavasse.
2. Tasakaalustusseadme leke: mitmeastmelistes pumpades või mõnes üheastmelises pumbas, mis on kavandatud aksiaalse jõu tasakaalustamiseks, põhjustavad konstruktsioonid, nagu tasakaalustusavad, tasakaalustuskettad või tasakaalutorud, ka osa kõrgsurvevedeliku tagasivoolu, mille tulemuseks on kaod.
3. Võlli tihendi leke: võllitihendist võib lekkida ka väike kogus vedelikku, mis, kuigi moodustab väikese osa, sisaldub ka mahukaos.

Mahukadu põhjustab selle, et pumba tegelik väljundvool on väiksem kui selle teoreetiline vooluhulk. Selle suurust mõõdetakse mahutõhususe (ηv) abil. Pumba kulumisel suureneb tihendusrõnga kliirens järk-järgult ja vastavalt suureneb ka mahukadu.

III. Mehaaniline kaotus

Definitsioon: mehaaniline kadu viitab energiale, mida pumba võll kulutab erinevate mehaaniliste hõõrdumiste ületamiseks pöörlemise ajal. See osa energiast hajub lõpuks soojusenergia kujul.

Põhjused:

1. Ketta hõõrdumise kadu: suurel kiirusel pöörleva tiiviku välimiste katteplaatide (eesmine ja tagumine katteplaat) ja pumba õõnsuses oleva vedeliku vahel tekib tugev hõõrdumine, mis on mehaanilise kadu põhiosa.
2. Laagrite hõõrdekadu: pumba võlli toetamiseks kasutatavad veere- või liuglaagrid tekitavad töötamise ajal hõõrdejõudu.
3. Võllitihendi hõõrdumise kadu: olenemata sellest, kas tegemist on tihenditihendi või mehaanilise tihendiga, hõõrdub tihendusseade vastu pumba võlli või võlli hülsi, kulutades osa energiast.

Mehaaniline kadu tähendab seda, et osa mootorilt ülekantavast võlli võimsusest kulub ära enne, kui see jõuab tiivikuni, et teha tööd vedelikuga. Selle suurust mõõdetakse mehaanilise efektiivsusega (ηm).

Järeldus

Tsentrifugaalpumpade hüdraulilise kadu, mahukao ja mehaanilise kadu mõistmine pole mitte ainult vedelikumasinate professionaalse õppimise alus, vaid ka oluline tehniline vahend "kahekordse süsiniku" eesmärkide saavutamiseks ning energia säästmise ja tarbimise vähendamise edendamiseks tööstuses. Tänu teaduslikule disainile, täiustatud toimimisele ja hooldusele ning intelligentsele juhtimisele oleme täielikult võimelised neid "nähtamatud kadusid" minimeerima ja pumbasüsteemi maksimaalse potentsiaali vabastama. TulevikusTeffikojätkab oma teadustöö süvendamist kõrge efektiivsusega vedelike lahenduste vallas, aitab kaasa tööstuse keskkonnasäästlikule ajakohastamisele ja kasutab iga voolavat energiat koos teiega.