Co jsou hydraulické ztráty, objemové ztráty a mechanické ztráty odstředivého čerpadla?

V procesu přeměny energie aodstředivé čerpadloNe všechen vstupní výkon lze efektivně přeměnit na tlakovou energii a kinetickou energii kapaliny. Ve skutečném provozu vždy existuje nevyhnutelná ztráta energie. Podle fyzikálního mechanismu ztráty energie se ztráta odstředivého čerpadla obvykle dělí do tří kategorií: Hydraulická ztráta, Objemová ztráta a Mechanická ztráta. Tyto tři typy ztrát společně určují celkovou účinnost čerpadla.

I. Hydraulická ztráta

Definice: Hydraulická ztráta, známá také jako ztráta průtoku, se vztahuje ke ztrátě energie generované, když kapalina protéká komponentami průtoku uvnitř čerpadla. Z hlediska výsledků se projevuje jako rozdíl mezi teoretickou dopravní výškou a skutečnou dopravní výškou čerpadla. To je hlavní faktor ovlivňující účinnost čerpadla.

Příčiny: Hydraulická ztráta se skládá hlavně z následujících tří aspektů:

1. Ztráta rázem: Když kapalina vstupuje nebo vytéká z oběžného kola a její směr proudění není v souladu s navrženým směrem lopatek nebo průtokových kanálů, dojde k nárazu a náhlé změně směru, což má za následek ztrátu rázu. Tato situace je zvláště výrazná, když čerpadlo pracuje mimo svůj bod nejlepší účinnosti (BEP).
2. Ztráta třením: Samotná kapalina má viskozitu. Když protéká hrubými vnitřními stěnami sací komory, průtokovými kanály oběžného kola, spirálou a dalšími součástmi, vznikne třecí odpor a tato část energie se přemění na tepelnou energii a ztratí se. Čím delší a hrubší je průtokový kanál, tím větší je ztráta třením.
3. Eddy Loss: Vzhledem k omezenému počtu lopatek oběžného kola je nemožné dokonale vést veškerou kapalinu. Část kapaliny bude generovat cirkulující proudění (relativní vír) uvnitř oběžného kola, což má za následek spotřebu energie. Současně změna tvaru průtokového kanálu způsobí také místní víry a povede ke ztrátám.

Velikost hydraulické ztráty přímo ovlivňuje hlavu čerpadla a míru jejího vlivu můžeme měřit pomocí Hydraulic Efficiency (ηh).

II. Objemová ztráta

Definice: Objemová ztráta, známá také jako ztráta únikem, je ztráta energie způsobená únikem toku. Konkrétně část vysokotlaké kapaliny natlakované oběžným kolem není účinně dodávána na výstup čerpadla, ale uniká zpět do nízkotlaké oblasti (jako je vstup oběžného kola) různými vůlemi uvnitř čerpadla.

příčiny:

1. Netěsnost těsnicího kroužku: Toto je hlavní část objemové ztráty. Aby se zabránilo tření mezi vysokorychlostním rotujícím oběžným kolem a stacionárním tělesem čerpadla, musí být mezi nimi ponechána vůle (tj. vůle třecího kroužku). Vysokotlaká kapalina na výstupu čerpadla bude touto vůlí unikat zpět do vstupu.
2. Netěsnost vyvažovacího zařízení: U vícestupňových čerpadel nebo některých jednostupňových čerpadel určených k vyrovnávání axiální síly způsobí konstrukce, jako jsou vyvažovací otvory, vyvažovací kotouče nebo vyvažovací trubky, zpětný tok části vysokotlaké kapaliny, což má za následek ztráty.
3. Únik hřídelové ucpávky: Z hřídelové ucpávky může také unikat malé množství kapaliny, která, i když tvoří malý podíl, je také zahrnuta do objemové ztráty.

Objemová ztráta vede k tomu, že skutečný výstupní průtok čerpadla je menší než jeho teoretický průtok. Jeho velikost se měří objemovou účinností (ηv). Jak se čerpadlo opotřebovává, vůle těsnicího kroužku se bude postupně zvětšovat a odpovídajícím způsobem se také zvyšuje objemová ztráta.

III. Mechanická ztráta

Definice: Mechanická ztráta se týká energie spotřebované hřídelí čerpadla k překonání různých mechanických tření během otáčení. Tato část energie se nakonec rozptýlí ve formě tepelné energie.

příčiny:

1. Ztráta třením kotouče: Mezi vnějšími krycími deskami (přední a zadní krycí desky) vysokorychlostního rotujícího oběžného kola a kapalinou v dutině čerpadla dochází k silnému tření, což je hlavní část mechanické ztráty.
2. Ztráta třením ložisek: Valivá nebo kluzná ložiska použitá k podepření hřídele čerpadla budou během provozu generovat třecí sílu.
3. Ztráta třením hřídelové ucpávky: Ať už se jedná o ucpávkovou ucpávku nebo mechanickou ucpávku, těsnicí zařízení bude dřít o hřídel čerpadla nebo pouzdro hřídele a spotřebovávat část energie.

Mechanická ztráta znamená, že část výkonu hřídele přenášeného z motoru je spotřebována dříve, než se dostane k oběžnému kolu k provedení práce na kapalině. Jeho velikost se měří mechanickou účinností (ηm).

Závěr

Porozumění hydraulickým ztrátám, objemovým ztrátám a mechanickým ztrátám odstředivých čerpadel není jen základem pro profesionální učení kapalinových strojů, ale také důležitým technickým prostředkem k dosažení cílů „dvou uhlíku“ a podpoře úspor energie a snížení spotřeby v průmyslové oblasti. Prostřednictvím vědeckého designu, rafinovaného provozu a údržby a inteligentního řízení jsme plně schopni minimalizovat tyto „neviditelné ztráty“ a uvolnit maximální potenciál čerpacího systému. V budoucnu,Teffikobude i nadále prohlubovat svůj výzkum v oblasti vysoce účinných kapalinových řešení, napomáhat ekologické modernizaci průmyslu a využívat každou proudící energii společně s vámi.