Hva er hydraulisk tap, volumetrisk tap og mekanisk tap av en sentrifugalpumpe?

I energiomdannelsesprosessen til ensentrifugalpumpe, kan ikke all inngangseffekt effektivt konverteres til væskens trykkenergi og kinetiske energi. I faktisk drift eksisterer det alltid uunngåelig energitap. I henhold til den fysiske mekanismen for energitap er tapet av en sentrifugalpumpe vanligvis delt inn i tre kategorier: Hydraulisk tap, volumetrisk tap og mekanisk tap. Disse tre tapstypene bestemmer sammen pumpens samlede effektivitet.

I. Hydraulisk tap

Definisjon: Hydraulisk tap, også kjent som strømningstap, refererer til energitapet som genereres når væsken strømmer gjennom strømningskomponentene inne i pumpen. Når det gjelder resultater, manifesteres det som forskjellen mellom det teoretiske hodet og det faktiske pumpehodet. Dette er hovedfaktoren som påvirker pumpens effektivitet.

Årsaker: Hydraulisk tap er hovedsakelig sammensatt av følgende tre aspekter:

1. Sjokktap: Når væsken kommer inn i eller renner ut av pumpehjulet, hvis strømningsretningen ikke stemmer overens med den utformede retningen til bladene eller strømningspassasjene, vil det oppstå støt og plutselig retningsendring, noe som resulterer i sjokktap. Denne situasjonen er spesielt fremtredende når pumpen arbeider borte fra sitt beste effektivitetspunkt (BEP).
2. Friksjonstap: Selve væsken har viskositet. Når det strømmer gjennom de grove innerveggene i sugekammeret, pumpehjulets strømningspassasjer, volutt og andre komponenter, vil det genereres friksjonsmotstand, og denne delen av energien vil bli omdannet til varmeenergi og gå tapt. Jo lengre og grovere strømningspassasjen er, desto større friksjonstap.
3. Virveltap: På grunn av det begrensede antallet impellerblader er det umulig å lede all væsken perfekt. En del av væsken vil generere en sirkulerende strøm (relativ virvel) inne i impelleren, noe som resulterer i energiforbruk. Samtidig vil endring av strømningspassasjeform også forårsake lokale virvler og føre til tap.

Størrelsen på hydraulisk tap påvirker pumpehodet direkte, og vi kan måle dens påvirkningsgrad ved hydraulisk effektivitet (ηh).

II. Volumetrisk tap

Definisjon: Volumetrisk tap, også kjent som lekkasjetap, er energitapet forårsaket av strømningslekkasje. Nærmere bestemt, en del av høytrykksvæsken som settes under trykk av pumpehjulet blir ikke effektivt levert til pumpeutløpet, men lekker tilbake til lavtrykksområdet (som impellerinntaket) gjennom ulike klaringer inne i pumpen.

Årsaker:

1. Tetningsringklaringslekkasje: Dette er hoveddelen av volumetrisk tap. For å forhindre friksjon mellom høyhastighets roterende impeller og det stasjonære pumpehuset, må det være en klaring (dvs. sliteringens klaring) mellom dem. Høytrykksvæsken ved pumpeutløpet vil lekke tilbake til innløpet gjennom denne klaringen.
2. Balanseringsenhetslekkasje: I flertrinnspumper eller enkelte etttrinnspumper designet for å balansere aksialkraft, vil strukturer som balansehull, balanseskiver eller balanserør også føre til at en del av høytrykksvæsken strømmer tilbake, noe som resulterer i tap.
3. Akseltetningslekkasje: En liten mengde væske kan også lekke fra akseltetningen, som, selv om den utgjør en liten andel, også er inkludert i det volumetriske tapet.

Volumetrisk tap fører til at den faktiske utgangsstrømmen til pumpen er mindre enn dens teoretiske strømning. Størrelsen måles ved volumetrisk effektivitet (ηv). Ettersom pumpen slites, vil tetningsringklaringen gradvis øke, og det volumetriske tapet vil også øke tilsvarende.

III. Mekanisk tap

Definisjon: Mekanisk tap refererer til energien som forbrukes av pumpeakselen for å overvinne ulike mekaniske friksjoner under rotasjon. Denne delen av energien spres til slutt i form av varmeenergi.

Årsaker:

1. Diskfriksjonstap: Alvorlig friksjon oppstår mellom de ytre dekkplatene (fremre og bakre dekkplater) til det høyhastighets roterende impelleren og væsken i pumpehulrommet, som er hoveddelen av mekanisk tap.
2. Lagerfriksjonstap: Rullelagre eller glidelagre som brukes til å støtte pumpeakselen vil generere friksjonskraft under drift.
3. Tap av akseltetningsfriksjon: Enten det er pakningstetning eller mekanisk tetning, vil tetningsanordningen gni mot pumpeakselen eller akselhylsen, og forbruker en del av kraften.

Mekanisk tap betyr at en del av akselkraften som overføres fra motoren forbrukes før den når pumpehjulet for å utføre arbeid på væsken. Størrelsen måles ved Mechanical Efficiency (ηm).

Konklusjon

Forståelse av hydraulisk tap, volumetrisk tap og mekanisk tap av sentrifugalpumper er ikke bare grunnlaget for profesjonell læring av væskemaskineri, men også et viktig teknisk middel for å oppnå "dobbeltkarbon"-målene og fremme energisparing og forbruksreduksjon i industrifeltet. Gjennom vitenskapelig design, raffinert drift og vedlikehold og intelligent kontroll er vi fullt i stand til å minimere disse «usynlige tapene» og frigjøre det maksimale potensialet til pumpesystemet. I fremtiden,Teffikovil fortsette å utdype sin forskning innen høyeffektive væskeløsninger, hjelpe til med den grønne oppgraderingen av industrien, og utnytte hver flytende energi sammen med deg.