Beregning av sentrifugalpumpestrømningshastighet

Strømningshastigheten (q) til asentrifugalpumpeer en nøkkelparameter for å måle transportkapasiteten, som direkte påvirker systemdesign og driftseffektivitet. Denne artikkelen vil dypt analysere strømningshastighetsberegningsformlene, påvirke faktorer og tekniske beregningsmetoder for å hjelpe ingeniører med å gjøre nøyaktige valg og optimalisere driften.

1. Definisjon og enheter av sentrifugalpumpestrømningshastighet

Strømningshastighet (q)

Volumet av væske levert av pumpen per enhetstid. Vanlige enheter er som følger:

• Internasjonale enheter: M3/t (kubikkmeter per time), L/s (liter per sekund)
• Imperialenheter: GPM (liter per minutt), FT3/s (kubikkfot per sekund)

Konverteringsforhold

• 1m3/h≈4.403gpm
• 1L/S = 15,85GPM

2. Kjerneformler for sentrifugalpumpestrømningshastighet

2.1 Teoretisk strømningshastighetsformel (uten å vurdere tap)

Den teoretiske strømningshastigheten til en sentrifugalpumpe kan beregnes gjennom de geometriske parametrene til impelleren:

Q = A⋅V = π⋅d⋅b⋅V

• A: Flyten - Gjennom området ved løpehjulet (M2)
• D: Diameteren til løpehjulet (m)
• B: Bredden på løpehjulet (m)
• V: Den radiale hastigheten til væsken ved løpeutløpet (m/s)

Applikasjonsscenario: Det brukes til å estimere strømningshastigheten i det foreløpige designstadiet, men det vurderer ikke virkningen av hydrauliske tap og effektivitet.

2.2 Faktisk strømningshastighetsformel (med tanke på effektivitet)

Den faktiske strømningshastigheten påvirkes av pumpeeffektiviteten (η) og systemmotstanden, og må beregnes i kombinasjon med hodet (H) og strøm (P). Når strømningshastighetsenheten er M3/s:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η

Når strømningshastighetsenheten er M3/H:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η × 3600

P: akselkraft (KW)

• η: Pumpeeffektivitet (vanligvis 50% - 85%)
• ρ: Væsketetthet (kg/m3)
• G: Gravitasjonsakselerasjon (9,81m/s2)
• H: hode (m)

Nøkkelpoeng:

• Strømningshastigheten er direkte proporsjonal med kraften og omvendt proporsjonal med hodet.
• Væskene med høy viskositet vil redusere effektiviteten (η), og beregningen må korrigeres.

3. Nøkkelfaktorer som påvirker strømningshastigheten

3.1 Impellerparametere

• Høpsdiameter (D): Strømningshastigheten er direkte proporsjonal med kvadratet til løpehjulets diameter (Q∝d2).
• Impeller rotasjonshastighet (n): Strømningshastigheten er direkte proporsjonal med rotasjonshastigheten (q∝n), etter likhetsloven: q1q2 = (n1n2) (d1d2) 3.

3.2 Systemmotstand

Rørfriksjon, ventilåpninger og antall albuer vil alle øke systemmotstanden, noe som resulterer i at den faktiske strømningshastigheten er lavere enn den teoretiske verdien. Den faktiske strømningshastigheten må bestemmes av skjæringspunktet mellom systemets karakteristiske kurve og pumpens karakteristiske kurve. Systemets karakteristiske kurve gjenspeiler forholdet mellom strømningshastighet og motstand i rørledningssystemet og er vanligvis avledet fra rørledningsberegningsformelen. Pumpens karakteristiske kurve er kurven for forholdet mellom parametere som strømningshastighet, hode, kraft og effektivitet av sentrifugalpumpen under forskjellige arbeidsforhold, som bestemmes av produsenten gjennom eksperimenter. Når pumpen er installert i et spesifikt rørledningssystem, er strømningshastigheten som tilsvarer skjæringspunktet mellom de to kurvene den faktiske driftsstrømningshastigheten til pumpen i dette systemet.

3.3 Medium egenskaper

• Viskositet: Viskositetsvæsker (for eksempel oljer) vil øke indre friksjoner og redusere strømningshastigheten.
• Gassinnhold: Når gassinnholdet i væsken overstiger 5%, kan kavitasjon induseres, og strømningshastigheten vil falle kraftig.

4. Vanlige årsaker og løsninger for unormale strømningshastigheter

5. Sammendrag

Strømningshastigheten til asentrifugalpumpekan estimeres av teoretiske formler, men den faktiske verdien må kombineres med effektivitet og systemegenskaper. Høpsstørrelsen, rotasjonshastigheten og mellomstore egenskaper er kjernevariablene som påvirker strømningshastigheten. Ved prosjektering bestemmes strømningshastigheten fortrinnsvis gjennom ytelseskurver og målte data i stedet for å stole utelukkende på beregninger. Å mestre strømningshastighetsberegningslogikken kan optimalisere valg av pumpe, redusere energiforbruket og forlenge levetiden til utstyret. For komplekse systemer anbefales det å bruke CFD -simuleringer eller profesjonell programvare (for eksempel Pipe - Flo) for hjelpeanalyse.