Dispozitiv rotor pompă centrifugă. Pompe centrifuge: dispozitiv și clasificare. Dimensiunile maxime ale scaunelor, canelurilor, canalelor sunt estimate folosind paranteze, șabloane, inele etc.

Echipamentul cu care se pompează apa se numește pompare, este împărțit în mai multe grupe: volumetrice și dinamice. În acest articol, vom vorbi despre pompele dinamice, care includ o unitate centrifugă, și despre ce este un rotor de pompă centrifugă.

Pompa centrifuga: idee generala

Deci ce este? După cum am menționat mai devreme, acesta este un echipament cu care apa este pompată.
Cum funcționează designul:

• Acest lucru se întâmplă cu ajutorul forței centrifuge. Mai simplu spus, în interiorul pompei este apă, care, cu ajutorul palelor și al forței centrifuge, este aruncată pe pereții carcasei.
• După aceea, apa sub acțiunea presiunii începe să curgă către conductele de presiune și de aspirație.

Astfel, apa începe să se balanseze continuu. Pentru a înțelege mai bine cum se întâmplă acest lucru, trebuie să înțelegeți în ce constă pompa.

La ce se foloseste pompa?

Modul în care apa este pompată prin pompă în teorie este deja clar, dar care părți ale acesteia ajută în această chestiune nu sunt.
Să vorbim despre ce părți este compusă:

• Rotorul unei pompe centrifuge.
• Arborele pompei este, de asemenea, o parte importantă a acestuia.
• Garnituri de ulei.
• Rulmenți.
• Cadru.
• Aparate de pompare.
• Inele de etanșare.

Notă. Pompe centrifuge sunt folosite nu numai pentru extragerea apei, produc si lichide chimice, prin urmare, componentele pompelor pot varia in functie de metoda de aplicare a acestora.

Această clasificare ia în considerare modul în care fluidul se mișcă în interiorul elementelor pompei, precum și cele în care fluidul se mișcă sub presiune în interiorul caz închis, ca urmare a mișcării line a pistonului sau a pistonului, ele se numesc „pompe cu deplasare pozitivă”, în timp ce pompele în care lichidul este deplasat prin mișcarea circulară a uneia sau mai multor elice cu pale se numesc „pompe centrifuge” și în acest sens. munca acestea din urma sunt folosite pentru care se va referi.

Clasificarea de mai sus pare a fi cea mai adecvata, insa in aceasta clasificare poate fi util sa cunosti cateva caracteristici sau situatii care te vor ajuta sa alegi pompa cea mai potrivita. Dacă, de exemplu, acestea pot fi clasificate după cum urmează; în funcţie de sistemul în care vor funcţiona sau de forma fizică. Pentru prima clasificare, este necesar să se cunoască sistemul în care pompa va funcționa.

Roata de lucru

Unul dintre detalii importante pompa este rotorul, deoarece aceasta este cea care creează forța centrifugă, apa sub presiune începe să pompeze.
Deci, să aruncăm o privire mai atentă în ce constă și cum funcționează, constă în:

• disc frontal.
• discul din spate.
• Lame care sunt între ele.
• Când roata începe să se rotească, începe și apa din interiorul palelor să se rotească, ceea ce provoacă forță centrifugă, apare presiunea, apa se învecinează cu periferia și caută o cale de ieșire.

Deoarece pompele pompează nu numai apă, ci și lichide chimice, prin urmare, rotoarele și carcasa pompei centrifuge sunt fabricate dintr-o varietate de materiale:

• Deci, de exemplu, bronzul sau fonta este folosită pentru a lucra cu apă.
• Pentru a îmbunătăți rezistența la uzură atunci când se lucrează cu apă care conține impurități mecanice, se poate folosi un rotor din fontă cu crom.

Și dacă pompa este proiectată să funcționeze cu substanțe chimice, trebuie folosit un rotor de oțel.

Caracteristicile rotorului

Mai jos este un tabel cu clasificările rotorului:

Cauzele defecțiunilor rotorului

Adesea, principala cauză a defectării rotorului este cavitația, adică vaporizarea și formarea de bule de vapori în lichid, ceea ce implică eroziunea metalului, deoarece există o agresivitate chimică a gazului din bulele de lichid.
Principalele cauze ale cavitației sunt:

• Temperatură ridicată peste 60 de grade
• Nu conexiuni strânse la presiunea de aspirare.
• Cap de aspirație cu lungime mare și diametru mic.
• Cap de aspirație înfundat.

Sfat. Toți acești factori duc la defecțiunea rotorului pompei, prin urmare, trebuie să monitorizați cu atenție conformitatea cu condițiile de funcționare ale pompei dvs. La urma urmei, nu degeaba fiecare pompă are propriile condiții de funcționare, care sunt create pentru o rezistență mai mare la uzură.

Cadrul este dispus sub forma unui melc, astfel incat distanta dintre cadru si rotor sa fie minima la varf; separarea crește până când particulele de lichid sunt situate în fața ieșirii; unele pompe au un ghidaj al paletei la ieșirea rotorului care direcționează fluidul către ieșirea rotorului înainte de a fi introdus în volută.

Volute este, de asemenea, un transformator de energie, deoarece încetinește prin creșterea presiunii fluidului pe măsură ce spațiul dintre rotor și carcasă crește. Dispunerea pompei centrifuge, aspectul și perspectiva. Aceasta este, în general, munca unei pompe centrifuge, deși există tipuri diferiteși opțiuni.

Semne ale unui rotor spart

Ruperea rotorului unei pompe centrifuge poate să nu fie imediat vizibilă, cu toate acestea, există aspecte comune, care indică faptul că ceva nu este în regulă cu pompa dvs.:

• Aspirația trosnește.
• Zgomote.
• Vibrație.

Sfat. Dacă observați semnele de mai sus în funcționarea pompei dvs., trebuie să o opriți. Deoarece cavitația reduce eficiența pompei, presiunea acesteia și, în consecință, performanța.

Construcția pompelor centrifuge este similară cu cea a turbinelor hidraulice, cu excepția faptului că procesul energetic este invers; la turbine, înălțimea șocului hidraulic este folosită pentru a genera viteza de rotație în roată, în timp ce la pompele centrifuge, viteza transmisă de rotor lichidului devine, parțial, presiune, asigurând astfel deplasarea și înălțimea spate a acestuia.

Corpul din acest tip de pompă are spirală sau expirație și nu are difuzoare, așa cum se arată în figura următoare. Scrollul primește fluidul care părăsește rotorul și transformă cea mai mare parte din energie kineticăîn energie de presiune. Aria secțiunii transversale a helixului crește treptat într-un arc de 360 ​​° în jurul rotorului.

Mai mult, afectează nu numai funcționarea roții, ci și celelalte părți ale acesteia. Odată cu expunerea prelungită la cavitație, piesele devin dure și singurul lucru care le va ajuta este repararea sau cumpărarea unei pompe noi.

Reparație rotor

Dacă rotorul este încă stricat sau pompa este spartă, o puteți repara singur.

Sfat. Dar, este mai bine să contactați o reparație specializată, deoarece aceasta necesită instrumente speciale.

Cu toate acestea, iată o mică instrucțiune despre cum să reparați singur rotoarele unei pompe centrifuge.
Dezasamblare:

• Cu ajutorul unui extractor de semicuplaj.
• Până la oprirea discului de descărcare, rotorul este alimentat în direcția în care se realizează aspirația.
• Marcați poziția săgeții de deplasare a axei.
• Dezasamblați rulmenții.
• Scoateți căptușelile.
• Cu ajutorul unui extractor special se scoate discul de descărcare.
• Cu ajutorul șuruburilor de forțare, unul câte unul, fără a permite sarcina, scoateți rotorul de pe arbore.

Repararea rotorului:

Pentru a efectua reparatii se face calculul rotorului unei pompe centrifuge.
Oţel:

• Dacă roata este uzată, atunci mai întâi este direcționată, apoi este pornită pe un strung.
• Dacă roata este foarte uzată, atunci este îndepărtată și apoi este sudată una nouă.

Fontă:

• Roțile din fontă, de regulă, sunt schimbate pur și simplu, dacă se poate renunța la ascuțire, atunci locurile necesare sunt turnate cu cupru și apoi sunt prelucrate.

După ce roata este reparată sau înlocuită, pompa este asamblată înapoi:

• Ștergeți pentru a face pompa centrifugă.
• Verificați dacă există bavuri și urme, îndepărtați-le.
• Rotorul este asamblat pe arbore.
• Returnați discul de pornire.
• Instalați cutia de umplutură moale.
• Înșurubați piulițe.
• Rotiți glanda.
• Până la oprirea discului de descărcare, rotorul este introdus în călcâi.

Pentru o mai bună înțelegere a procesului de reparare, puteți urmări videoclipul din acest articol.

Preturi

Prețul rotorului în diferite magazine este diferit, totul depinde de materialul pompei în sine. Costul inițial este de 1800 de ruble, costul final este de 49 de lei. Totul depinde de ce fel de oblic centrifugal aveți, pentru ce îl folosiți și ce dimensiune are, precum și de câte roți are.
Prin urmare, pentru a evita costurile de reparație, este necesar să se monitorizeze cu atenție funcționarea acestuia. Și, de asemenea, dacă apar semne care indică funcționarea defectuoasă a acestuia, nu este nevoie să-l folosiți până nu încetează să funcționeze, trebuie dus la un specialist care va înlocui sau repara acele piese care au fost stricate.

ECUAȚIA DE BAZĂ A POMPELOR CENTRIFUGALE

(ECUAȚIA EULER)

Ecuația de bază a unei pompe centrifuge pentru prima dată în vedere generala a fost primită în 1754 de L. Euler și îi poartă numele.

Având în vedere mișcarea fluidului în interiorul rotorului, facem următoarele ipoteze: pompa pompează un fluid ideal sub formă de jeturi, adică nu există toate tipurile de pierderi de energie în pompă. Numărul paletelor identice ale pompei este infinit mare (z = µ), grosimea lor este zero (d= 0), iar viteza unghiulară a rotorului este constantă (w= const.).

La rotorul unei pompe centrifuge cu o turație Vo, lichidul este alimentat axial, adică în direcția axei arborelui. Apoi direcția jeturilor de lichid se schimbă de la axial la radial, perpendicular pe axa arborelui, iar viteza datorată forței centrifuge crește de la valoarea V 1 în spațiul dintre paletele rotorului la valoarea V 2 la ieșire a roții.

În spațiul interlame al rotorului în timpul mișcării fluidului, se disting debitele absolute și relative. Viteza relativă debit - viteza în raport cu rotorul și absolut - raportat la carcasa pompei.

Orez.Schema mișcării fluidului în rotorul unei pompe centrifuge

Viteza absolută este egală cu suma geometrică a vitezei relative a fluidului și a vitezei circumferențiale a rotorului. Viteza circumferenţială a lichidului care iese între paletele rotorului coincide cu viteza circumferenţială a rotorului într-un punct dat.

Viteza circumferenţială a fluidului (m/s) la intrarea rotorului

Viteza circumferenţială a fluidului la ieşirea din rotor (m/s)

Unde n-turația rotorului, rpm; D 1 și D 2 - diametrele interne și externe ale rotorului, m, w- viteza unghiulară de rotație a rotorului rad/s

Când rotorul se mișcă, particulele de fluid se deplasează de-a lungul palelor. Rotindu-se împreună cu rotorul, aceștia dobândesc viteză periferică și se deplasează de-a lungul palelor - relativ.

Viteza absolută v a mișcării fluidului este egală cu suma geometrică a componentelor sale: viteza relativă wși raionul u, adică v = w +și.

Relația dintre vitezele particulelor fluide este exprimată printr-un paralelogram sau triunghiuri de viteze, ceea ce face posibilă o idee despre componentele radiale și circumferențiale ale vitezei absolute.

Componenta radiala

componenta raională

unde a este unghiul dintre viteza absolută și turația periferică (la intrarea rotorului a 1 și la ieșire a 2).

Unghiul b dintre vitezele relative și periferice caracterizează conturul paletelor pompei.

Investigam schimbarea pentru 1 din momentul impulsului Masa lichidului t = r Q , Unde r este densitatea lichidului; Q- alimentarea pompei.

Folosind teorema mecanicii despre modificarea momentelor de impuls în raport cu mișcarea fluidului în canalul rotorului, derivăm ecuația de bază a unei pompe centrifuge, care ne va permite să determinăm înălțimea (sau presiunea) dezvoltată. de pompa. Această teoremă afirmă: modificarea în timp a momentului principal al impulsului unui sistem de puncte materiale în raport cu o axă este egală cu suma momentelor tuturor forțelor care acționează asupra acestui sistem.

Momentul de impuls al lichidului în raport cu axa rotorului în secțiunea de admisie

Moment de impuls la ieșirea rotorului

unde r 1 și r 2 - distanța de la axa roții până la vectorii viteză V 1 de intrare și, respectiv, V 2 de ieșire.

Conform definiției momentului sistemului, putem scrie:

Întrucât, conform fig.

Grupuri de forțe externe - gravitația, forțele de presiune în secțiunile de proiectare (intrare-ieșire) și din partea laterală a rotorului și forța de frecare a fluidului pe suprafețele aerodinamice ale palelor rotorului - acționează asupra masei de fluid care umple interlamele. canalele rotorului.

Momentul de greutate față de axa de rotație este întotdeauna egal cu zero, deoarece brațul acestor forțe este egal cu zero. Momentul forțelor de presiune în secțiunile de proiectare din același motiv este, de asemenea, egal cu zero. Dacă forțele de frecare sunt neglijate, atunci momentul forțelor de frecare este zero. Apoi, momentul tuturor forțelor externe în jurul axei de rotație a roții este redus la momentul Mk impactul dinamic al rotorului asupra lichidului care curge prin acesta, adică.

Muncă Mk de ori viteza relativă este egală cu produsul dintre debitul și presiunea teoretică P T , creat de pompă, adică egală cu puterea transmisă lichidului de către rotor. Prin urmare,

Această ecuație poate fi reprezentată ca

Împărțirea ambelor părți în Q, primim

Avand in vedere ca presiunea H = R/(pg) și înlocuind această valoare obținem

Dacă neglijăm forțele de frecare, atunci putem obține dependențe numite ecuațiile de bază ale unei pompe cu palete . Aceste ecuații reflectă dependența presiunii teoretice sau a înălțimii de principalii parametri ai rotorului. Vitezele portabile la intrarea în pompa axială și la ieșirea acesteia | sunt aceleași, deci ecuația ia forma

La majoritatea pompelor, lichidul intră în rotor aproape radial și, în consecință, viteza V 1 » 0. Ținând cont de cele de mai sus

sau

Presiunea teoretică și înălțimea dezvoltată de pompă sunt cu atât mai mari, cu atât viteza periferică este mai mare pe circumferința exterioară a rotorului, adică cu atât diametrul, viteza de rotație și unghiul b 2 sunt mai mari, adică cu atât paletele rotorului sunt mai „abrupte”. .

Presiunea și înălțimea reală dezvoltate de pompă sunt mai mici decât cele teoretice, deoarece condițiile reale de funcționare ale pompei diferă de cele ideale adoptate la derivarea ecuației. Presiunea dezvoltată de pompă scade în principal datorită faptului că, cu un număr finit de pale de rotor, nu toate particulele de fluid sunt deviate uniform, drept urmare viteza absolută scade. În plus, o parte din energie este cheltuită pentru depășirea rezistenței hidraulice. Influența unui număr finit de lame este luată în considerare prin introducerea unui factor de corecție k(care caracterizează o scădere a componentei vitezei circumferențiale V2u), o scădere a presiunii datorată pierderilor hidraulice - prin introducerea unui randament hidraulic h r. Cu aceste corecții, presiunea totală

și deplină forță

Valoarea coeficientului h r depinde de proiectarea pompei, de dimensiunile acesteia și de calitatea suprafețelor interioare ale părții de curgere a rotorului. De obicei valoare h r este 0,8...0,95. Sens k cu numărul de lame de la 6 la 10, un 2 \u003d 8 ... 14 0 și V2u \u003d 1,5 ... 4 m / s, variază de la 0,75 la 0,9.

Când rotorul unei pompe centrifuge se rotește, lichidul situat între pale, datorită forței centrifuge dezvoltate, este aruncat prin camera spiralată în conducta de presiune. Lichidul de ieșire eliberează spațiul pe care îl ocupă în canalele de pe circumferința interioară a rotorului, astfel încât se formează un vid la intrarea rotorului și se formează o presiune în exces la periferie. Sub influența diferenței de presiune atmosferică din rezervorul de primire și a presiunii reduse la intrarea în rotor, lichidul intră în canalele interlame ale rotorului prin conducta de aspirație.

O pompă centrifugă poate funcționa numai dacă cavitatea sa internă este umplută cu un lichid pompat nu mai jos decât axa pompei, astfel încât unitatea de pompare este echipată cu un dispozitiv de umplere a pompei.

Ridicare admisă de aspirație și cavitație. Când pompa funcționează, diferența de presiune în rezervorul de recepție și în carcasa pompei trebuie să fie suficientă pentru a depăși presiunea coloanei de lichid și rezistența hidraulică în conducta de aspirație, astfel încât calculul și proiectarea conductei de aspirație este una dintre cele mai importante sarcini în proiectarea unei unități de pompare.

Se numește distanța verticală de la nivelul lichidului din rezervorul de primire până la centrul rotorului pompei ridicare geometrică de aspirațiehSoare. Pentru a găsi înălțimea de aspirație geometrică admisă, scriem ecuația Bernoulli. Pentru secțiuni Oh-ohși 1-1 (orez. A):

unde S hs - suma pierderilor de presiune din conducta de aspirare.

Considerând că z 1 - z 0 = hsoare, precum și faptul că Vo = 0 (rezervorul de recepție este suficient de mare), obținem

Dacă presiunea P 1 scade la presiunea vaporilor de saturație a lichidului pompat PS la această temperatură se va produce cavitația.

cavitație tradus în rusă înseamnă formare de gol. Fenomenul de cavitație este un proces de discontinuitate în curgerea unui lichid, care are loc acolo unde presiunea, în scădere, ajunge la presiunea vaporilor saturați ai lichidului. Acest proces este însoțit de formare un numar mare bule pline cu vapori de lichid și gaze eliberate din acesta. Fiind în zona de presiune scăzută, bulele se unesc, transformându-se în bule mari cu cavitate. Fluxul de lichid duce cavitățile în zona de înaltă presiune, unde sunt distruse din cauza condensului vaporilor care le umple. În centrul fiecărei cavități, particulele de fluid se ciocnesc, ceea ce provoacă șocuri hidraulice. Experimentele au arătat că atunci când bulele izbucnesc, presiunea locală și temperatura locală cresc.

În acest caz, presiunea locală atinge valori mai mari de 100 MPa, care este însoțită de formarea de particule de ioni încărcate pozitiv și negativ.

Acest fenomen duce la distrugerea pieselor de lucru ale pompei. Prin urmare, cavitația în pompe este inacceptabilă. Aluminiul și fonta prelucrată sunt distruse în mod deosebit rapid, iar oțelul inoxidabil, care are o vâscozitate ridicată, este cel mai rezistent. La șlefuire și lustruire, rezistența metalelor la deteriorarea cavitației crește. Utilizarea materialelor rezistente la distrugerea cavitației permite un timp scurt de lucru în condiții de cavitație locală.

Prima și principala condiție pentru eliminarea cavitației este atribuirea corectă a înălțimii admisibile de aspirație.

În practică, presiunea la admisia pompei este aleasă ceva mai mare decât presiunea de saturație a vaporilor, adică.

unde DR zap - marja de presiune, care garantează împotriva apariției cavitației.

Prin urmare,

rezerva de presiune de cavitație,

Din formula se poate observa că pentru a crește înălțimea de aspirație geometrică este necesar să se reducă pierderile în conducta de aspirație, viteza la intrarea în pompă și presiunea de saturație a vaporilor. In acest sens, linia de aspiratie a pompei este realizata cat mai scurta, de diametru mare, cu un minim de indoire si rezistente locale. Reduceți valoarea Rsîn majoritatea cazurilor, este imposibil, deoarece este determinat doar de temperatura lichidului pompat. Cu toate acestea, dacă este posibil, această temperatură ar trebui redusă.

Înălțimea maximă de aspirație geometrică a pompelor nu poate depăși Şobolan/pg, care este de 10 m pentru apa.Capata de aspiratie a pompelor centrifuge de obicei nu depaseste b ... 7 m. Daca, conform calculului, hvs< 0, то насос необходимо ставить ниже уровня жидкости в приемном резервуаре (затопленный насос). Так как

unde Hvac - înălțimea aspirației în vid,

atunci poti sa scrii

Prin urmare, înălțimea de aspirație în vid este suma înălțimii geometrice de aspirație hvs, pierderea de sarcină S hs în conducta de aspirație și înălțimea vitezei la intrarea în pompă v 2 1 /2g.

Capul de aspirare cu vid admis este întotdeauna mai mic decât capul de aspirație, adică.

În cataloagele și pașapoartele pompelor, este dată înălțimea admisă a vidului sau rezerva admisă de cavitație.

găsiți înălțimea geometrică de aspirație a pompei:

Înălțimea de refulare geometrică și capul pompei.

Schema de funcționare a unei pompe incluse într-un sistem care pompează lichid dintr-un rezervor DARîn rezervorul sub presiune LA, prezentată în fig. b

Energia care curge prin rotor este alimentată cu energie, care este cheltuită pentru ridicarea acestuia și a rezervorului de presiune și pentru depășirea rezistenței din conducta de presiune.

Înălțimea de descărcare geometrică hn numită distanța verticală de la axa centrală a pompei până la nivelul lichidului și rezervorul de presiune.

Pompă generată plină capul H este determinată de diferența de presiuni creată de fluxul de fluid în două secțiuni corespunzătoare începutului conductei de injecție (H 2 ) și capătul conductei de aspirație H 1 , adică H = H 2 - H 1 . În aceste secțiuni sunt instalate de obicei manometre și vacuometre.

Să determinăm valorile presiunii de curgere în secțiune 1-1, unde este instalat vacuometrul și în secțiune 2-2, Unde este amplasat manometrul? Luând pentru planul comparației Oh-oh nivelul suprafeţei libere a lichidului din rezervor DAR, obținem expresii pentru determinarea valorilor energiei specifice:

unde z vac și z man - distanțe verticale de la centrele vacuometrului și ale manometrului până la axa pompei; R 1 și R 2 - presiune absolută în locurile unde sunt instalate instrumentele; V 1 și V 2 - viteză în conductele de aspirație și refulare.

Prin urmare, înălțimea totală a pompei

Unde

Vacuometrul arată valoarea vidului (vid) Hvak în conducta de aspirație, prin urmare

sau

Manometrul arată suprapresiuneîn conducta de refulare, deci

sau

Înlocuind aceste valori obținem

În cazul diametrelor egale ale conductelor de aspirație și refulare (V1 = V2) și când vacuometrul și manometrul sunt la același nivel

(Dh = 0) înălțimea totală a pompei

Când selectați o pompă pentru o anumită instalație, înălțimea necesară a pompei este calculată prin formula

Unde hînc, hn- respectiv, înălțimea geometrică de aspirație și refulare;

h s Soarele, ora s n- respectiv, pierderea de presiune în conductele de aspirație și refulare,

sau altfel

Unde

- înălțimea totală a creșterii lichidului;

suma pierderilor de presiune hidraulică din conductele de aspirație și refulare.

Putere și raport acțiune utilă pompa. Puterea pompei utilă sau teoretică N(kW) este definit ca produsul dintre greutatea de alimentare și cap:

Unde pg- greutatea specifică a lichidului, N/m3; Q- debitul volumetric al pompei, m/s; H este înălțimea dezvoltată de pompă, m.

Puterea utilă (sau teoretică) a pompei Np este întotdeauna mai mică decât puterea consumată sau puterea furnizată arborelui pompei N, deoarece pierderile de energie sunt inevitabile în pompă:

Pierderile totale (hidraulice, volumetrice și mecanice) rezultate din transferul de energie al lichidului pompat, iau în considerare coeficient total acțiune utilă.

Pierderile hidraulice se numesc pierderi de energie pentru a depăși rezistența hidraulică atunci când fluidul se deplasează de la intrare la pompă la ieșire. Aceste pierderi de energie sunt luate în considerare de către hidraulic eficienţă

Unde N- presiunea necesară a pompei; h - pierderea de sarcină în interiorul pompei.

La pompele moderne, randament = 0,8 ... 0,95.

Pierderile volumetrice se numesc pierderi de energie care rezultă din scurgerea lichidului din partea de refulare a pompei în partea de aspirație. De exemplu, lichidul în cantitate de Qk iese prin rotor, a cărui parte principală intră în conducta de refulare a pompei, iar cealaltă parte revine la aspirație prin golurile din etanșarea dintre carcasa pompei și rotor. În acest caz, o parte din energie se pierde. Aceste pierderi sunt estimate prin randamentul volumetric al pompei:

Unde Q - livrarea pompei; Qk - debitul lichidului care trece prin roata pompei la pompele moderne este de 0,9 ... 0,98.

Pierderile de energie care rezultă din frecare în rulmenți, etanșări și, de asemenea, din cauza frecării suprafeței exterioare a rotorului cu lichidul sunt numite pierderi mecanice. Aceste pierderi sunt luate în considerare de randamentul mecanic:

Unde N- puterea furnizată arborelui pompei; Ntr - pierdere de putere pentru a depăși rezistența la frecare.

Randamentul mecanic poate fi de 0,95...0,98. Eficiența totală a pompei este produsul tuturor celor trei factori de eficiență:

și caracterizează perfecțiunea designului pompei și gradul de deteriorare a acesteia.

Eficiența maximă a pompelor mari moderne ajunge la 0,9 sau mai mult, iar eficiența pompelor mici poate fi de 0,6 ... 0,7.

Eficiența pompei este afectată de factorul de turație. Natura generală a acestui efect este arătată de curbele prezentate în Fig. din care rezultă că randamentul maxim corespunde intervalului ns= 140 ... 220 rpm, iar avansul are un efect semnificativ Q, adică dimensiunea pompei. Odată cu creșterea ofertei Q eficiența pompei crește și ea.

Influența vitezei asupra performanței (a)

Cu o conexiune directă a arborelui pompei la arborele motorului, puterea Ndv (kW) a motorului electric

Unde LA- factor de siguranță care ține cont de suprasarcinile accidentale ale motorului; cu puterea motorului de până la 2 kW, se recomandă luarea coeficientului La egal cu 1,5; de la 2 la 5 kW - 1,5 ... 1,25; de la 5 la 50 kW - 1,25 .. 1,15; de la 50 la 100 kW-1,15 ... 1,05; mai mult de 100 kW - 1,05.

Dacă arborele pompei este conectat la arborele motorului printr-o cutie de viteze sau curea de transmisie, atunci puterea motorului N dv = KN / h etc , Unde h etc- Eficiența unității sau a cutiei de viteze.

Dependența presiunii de numărul și forma lamelor. Este ușor de observat că presiunea dezvoltată de o pompă centrifugă depinde de forma paletelor și de raportul vitezelor pe care le creează. Există trei tipuri de pale: îndoite înapoi (în sensul de rotație al rotorului); aplecat înainte; cu iesire radiala.

Lamele de primul tip asigură cele mai mici pierderi hidraulice și o eficiență mai mare. Mai mult, schimbarea alimentării practic nu afectează consumul de energie, ceea ce afectează favorabil condițiile de funcționare ale motorului, care, chiar și atunci când alimentarea pompei se modifică, funcționează într-un mod constant.

Când se folosesc palete îndoite înainte cu o ieșire radială, se observă pierderi hidraulice semnificative și o scădere a eficienței pompei. Acest lucru are loc ca urmare a unei creșteri accentuate a secțiunilor transversale ale canalului dintre lame. În acest caz, o ușoară modificare a alimentării duce la o schimbare bruscă a puterii și, prin urmare, este necesar un motor de putere mai mare.

Caracteristicile pompei. Caracteristica unei pompe centrifuge, sau caracteristicile externe și de funcționare, este dependența grafică a principalelor indicatori ai pompei, cum ar fi înălțimea, puterea și eficiența, de debit, iar caracteristica de cavitație este graficul dependenței de presiune, debit și eficiență pe capul de aspirație în exces N.

Toți parametrii pompei sunt interconectați, iar schimbarea unuia dintre ei implică inevitabil schimbarea altora. Dacă, la o viteză constantă a rotorului, debitul pompei este crescut, atunci presiunea creată de aceasta va scădea. Când se schimbă condițiile de funcționare, se modifică și eficiența pompei: pentru anumite valori specifice de debit și înălțime, eficiența pompei va fi maximă, iar pentru toate celelalte moduri de funcționare, pompa funcționează cu cea mai slabă eficiență. Rețineți că eficiența este puternic afectată de coeficientul de viteză .

Caracteristicile pompelor centrifuge arată în mod clar eficiența funcționării lor în diferite moduri și vă permit să selectați cu precizie cea mai economică pompă pentru anumite condiții de funcționare.

Performanța pompei diferă de cea teoretică datorită pierderilor hidraulice și randamentului hidraulic variabil.

Pierderea de sarcină în rotor constă în pierderi prin frecare în canalele rotorului, pierderi prin impact datorate abaterilor vitezei la intrarea rotorului din direcția tangenţială în paletă etc.

După cum se poate observa din fig. b, toate dependențele sunt construite pe același grafic pe scalele corespunzătoare și fluxul Q pompa este trasată de-a lungul abscisei, iar presiunea H, înălțimea vidului, puterea și randamentul sunt reprezentate de-a lungul ordonatei.

Pentru a determina parametrii necesari ai pompei din curba de performanță, procedați după cum urmează. Conform unui debit dat de pompă Q o găsit pe curbă Q -H punctul C, de la care se trasează o linie orizontală până la intersecția cu scara H , unde se găsește înălțimea corespunzătoare debitului dat. Pentru a determina puterea și eficiența pompei, din puncte sunt trase linii drepte orizontale DARși LA iar pe cântare Nși h și astfel găsiți valorile corespunzătoare Nuși h o .

Performanța pompei are mai multe puncte și zone distincte. Punctul de pornire al caracteristicii corespunde debitului zero al pompei Q=0, care se observă atunci când pompa funcționează cu o supapă închisă pe conducta de refulare. După cum se poate observa din fig. a, pompa centrifugă în acest caz dezvoltă o oarecare presiune și consumă energie, care este cheltuită cu pierderile mecanice și încălzirea apei din pompă.

Caracteristica de funcționare a unei pompe centrifuge (b)

Se numește modul de funcționare al pompei, corespunzător eficienței maxime optim. Scopul principal al selectării pompelor este de a asigura funcționarea acestora în modul optim, având în vedere că curba de eficiență are un caracter plat în zona punctului optim, totuși, în practică, se utilizează partea de lucru a caracteristicii pompei (zona corespunzând la aproximativ 0,9hmax, în care este permisă selectarea și funcționarea pompelor ).

Caracteristicile cavitației necesare pentru evaluarea proprietăților de cavitație ale pompelor și alegerea corectă a ridicării de aspirație. Pentru a construi caracteristicile de cavitație ale pompei, aceasta este supusă testelor de cavitație pe standuri speciale.

In anumite limite ale modificarii excesului de presiune la aspiratie valorile Hin.ex Q, H și h ramane neschimbat. La unele valori ale Hvs.izb, în ​​timpul funcționării pompei apar zgomot și trosnet, care caracterizează debutul cavitației locale. Cu o scădere suplimentară a valorii Nvs.ex Q , N și hîncepe să scadă treptat, zgomotul de cavitație crește și în cele din urmă pompa se defectează. Determinați cu precizie momentul începerii efectului de cavitație pe Q , N și h nu este posibilă, de aceea se ia condiționat ca înălțime minimă de aspirație în exces Hvs.ex min, apoi valoarea acesteia la care debitul pompei scade cu 1% din valoarea sa inițială.