Ce sunt pierderile hidraulice, pierderile volumetrice și pierderile mecanice ale unei pompe centrifuge?

În procesul de conversie a energiei apompa centrifuga, nu toată puterea de intrare poate fi convertită eficient în energia de presiune și energia cinetică a lichidului. În funcționarea efectivă, există întotdeauna pierderi inevitabile de energie. În funcție de mecanismul fizic al pierderii de energie, pierderea unei pompe centrifuge este de obicei împărțită în trei categorii: Pierderi hidraulice, Pierderi volumetrice și Pierderi mecanice. Aceste trei tipuri de pierderi determină împreună randamentul general al pompei.

I. Pierderi hidraulice

Definiție: Pierderea hidraulică, cunoscută și ca pierdere de debit, se referă la pierderea de energie generată atunci când lichidul curge prin componentele de curgere din interiorul pompei. Din punct de vedere al rezultatelor, se manifestă ca diferența dintre înălțimea teoretică și înălțimea efectivă a pompei. Acesta este principalul factor care afectează eficiența pompei.

Cauze: Pierderea hidraulică este compusă în principal din următoarele trei aspecte:

1. Pierderea prin șoc: Când lichidul intră sau iese din rotor, dacă direcția de curgere a acestuia nu este în concordanță cu direcția proiectată a palelor sau pasajelor de curgere, va avea loc impactul și schimbarea bruscă a direcției, ducând la pierderea șocului. Această situație este deosebit de importantă atunci când pompa funcționează departe de punctul său de eficiență maximă (BEP).
2. Pierdere prin frecare: lichidul în sine are vâscozitate. Când curge prin pereții interiori aspri ai camerei de aspirație, pasajele de curgere a rotorului, volute și alte componente, se va genera rezistență la frecare, iar această parte a energiei va fi convertită în energie termică și pierdută. Cu cât trecerea curgerii este mai lungă și mai aspră, cu atât pierderea prin frecare este mai mare.
3. Pierderea turbiilor: Din cauza numărului limitat de pale de rotor, este imposibil să ghidați perfect tot lichidul. O parte din lichid va genera un flux de circulație (turbioare relativă) în interiorul rotorului, rezultând un consum de energie. În același timp, schimbarea formei pasajului de curgere va provoca și vârtejuri locale și va duce la pierderi.

Mărimea pierderii hidraulice afectează direct capul pompei și putem măsura gradul de influență al acesteia prin Eficiența Hidraulică (ηh).

II. Pierderi volumetrice

Definiție: Pierderea volumetrică, cunoscută și ca pierdere de scurgere, este pierderea de energie cauzată de scurgerea de curgere. Mai exact, o parte din lichidul de înaltă presiune presurizat de rotor nu este livrat în mod eficient la ieșirea pompei, dar se scurge înapoi în zona de joasă presiune (cum ar fi admisia rotorului) prin diferite spații libere din interiorul pompei.

Cauze:

1. Scurgerea inelului de etanșare: Aceasta este partea principală a pierderii volumetrice. Pentru a preveni frecarea între rotorul rotativ de mare viteză și carcasa pompei staționare, trebuie lăsat un spațiu liber (adică jocul inelului de uzură) între ele. Lichidul de înaltă presiune de la ieșirea pompei se va scurge înapoi la intrare prin acest spațiu liber.
2. Scurgeri ale dispozitivului de echilibrare: În pompele cu mai multe etape sau unele pompe cu o singură treaptă concepute pentru a echilibra forța axială, structuri precum găurile de echilibrare, discurile de echilibrare sau țevile de echilibrare vor provoca, de asemenea, o parte din lichidul de înaltă presiune să curgă înapoi, ducând la pierderi.
3. Scurgerea etanșării arborelui: Se poate scurge și o cantitate mică de lichid din etanșarea arborelui, care, deși reprezintă o proporție mică, este inclusă și în pierderea volumetrică.

Pierderea volumetrică duce la ca debitul efectiv de ieșire al pompei să fie mai mic decât debitul său teoretic. Mărimea sa este măsurată prin Eficiența Volumetrică (ηv). Pe măsură ce pompa se uzează, jocul inelului de etanșare va crește treptat, iar pierderea volumetrică va crește, de asemenea, în mod corespunzător.

III. Pierdere mecanică

Definiție: Pierderea mecanică se referă la energia consumată de arborele pompei pentru a depăși diferitele frecări mecanice în timpul rotației. Această parte a energiei este în cele din urmă disipată sub formă de energie termică.

Cauze:

1. Pierderea prin frecarea discului: Are loc o frecare severă între plăcile de acoperire exterioare (plăci de acoperire față și spate) ale rotorului rotativ de mare viteză și lichidul din cavitatea pompei, care este partea principală a pierderii mecanice.
2. Pierderea prin frecare la rulmenți: Lagărele de rulare sau lagărele de alunecare utilizați pentru susținerea arborelui pompei vor genera forță de frecare în timpul funcționării.
3. Pierderea prin frecare a etanșării arborelui: Fie că este etanșare de etanșare sau etanșare mecanică, dispozitivul de etanșare se va freca de arborele pompei sau de manșonul arborelui, consumând o parte din energie.

Pierderea mecanică înseamnă că o parte din puterea arborelui transmisă de la motor este consumată înainte de a ajunge la rotor pentru a lucra la lichid. Mărimea sa este măsurată prin eficiența mecanică (ηm).

Concluzie

Înțelegerea pierderilor hidraulice, a pierderilor volumetrice și a pierderilor mecanice ale pompelor centrifuge nu este doar fundația pentru învățarea profesională a mașinilor fluide, ci și un mijloc tehnic important pentru a atinge obiectivele „dual carbon” și pentru a promova conservarea energiei și reducerea consumului în domeniul industrial. Prin proiectare științifică, operare și întreținere rafinată și control inteligent, suntem pe deplin capabili să minimizăm aceste „pierderi invizibile” și să eliberăm potențialul maxim al sistemului de pompare. În viitor,Teffikova continua să-și aprofundeze cercetările în soluții fluide de înaltă eficiență, să ajute la modernizarea ecologică a industriei și să valorifice fiecare energie care curge împreună cu tine.