Care este capul unei pompe centrifuge. Baza teoretică a funcționării pompelor centrifuge

Fundamente teoretice lucru pompe centrifuge

Schema dispozitivului și principiul de funcționare a unei pompe centrifuge.

Ecuația de bază a unei pompe centrifuge.

Dependențe ale parametrilor principali ai funcționării pompei.

Cavitația și metodele de combatere a acesteia.

Caracteristicile de performanță și modul de funcționare ale unei pompe centrifuge.

Funcționarea pompelor centrifuge într-o singură conductă.

Presiunea axială într-o pompă centrifugă.

Crearea presiunii într-o pompă centrifugă are loc datorită energiei cinetice dobândite de lichid în canalele rotorului atunci când rotorul se rotește la o anumită frecvență și conversiei energiei cinetice rezultate în energie de presiune în paleta de ghidare a carcasei.

Figura 1.18

Circuit cu o singură treaptă

pompa centrifuga

Presiunea este determinată teoretic de viteza de rotație și diametrul rotorului (Fig. 1.19).

Figura 1.19 Parametrii rotorului pompei centrifuge

Când se deplasează în interiorul canalului rotorului, o particulă de fluid are o viteză relativă în raport cu rotorul ω, care este îndreptată tangenţial la lamă în punctul de aplicare a acesteia. Dar datorită rotației roții la numărul de rotații n particula fluidă capătă de asemenea o viteză periferică îndreptată tangențial la cercul de rază r, definit ca produsul dintre viteza unghiulara si raza r- distanța particulei în cauză față de centrul de rotație, adică:

u = ω r = (1,17)

În consecință, o particulă de fluid care părăsește rotorul va avea o viteză periferică tangențială la diametrul exterior al roții la punctul de ieșire și o viteză relativă direcționată tangențial la marginea de ieșire a palei. Ca urmare a adunării geometrice a acestor viteze (u și w), particula lichidă va avea o viteză absolută c de-a lungul rezultantei lor (de-a lungul diagonalei unui paralelogram construit pe direcțiile vitezelor u și w), în direcția care curente elementare de lichid vor ieși din rotor (Fig. 1.20 ).

Figura 1.20 Mișcarea fluidului în canalele rotorului

Pentru vitezele de intrare și ieșire din roată, denumirile sunt aceleași, doar vitezele de intrare au indicele 1, iar vitezele de ieșire sunt date indicele 2. Atunci vom avea:

1) la intrarea pe omoplați

W 1 – viteza relativă,

C 1 – viteza absolută,

U 1 – viteza periferică;

2) la părăsirea omoplaților

W 2 - viteza relativă,

C 2 - viteza absolută,

U 2 - viteza periferică.

Ecuația de bază a lui Euler pentru determinarea presiunii teoretice a unei roți de turbomașină, scrisă în forma cea mai generală și valabilă pentru toate mașinile cu lame, i.e. abur de apă și turbine cu gaz, pompe centrifuge și ventilatoare, precum și turbocompresoare:

H t = (1.18)

Ca urmare rezistenta hidraulica debitul de lichid prin rotor, depășind ce parte din energie este cheltuită, presiunea reală creată de pompă este mai mică decât cea teoretică. Prin introducerea coeficientului hidraulic în ecuația (1.18) acțiune utilă , ținând cont de scăderea presiunii teoretice, obținem valoarea presiunii reale:

H d = · (1.19)

În pompele centrifuge cu intrare axială în rotor α 1 =90°, iar al doilea termen din partea dreaptă a egalității (1.19) se va transforma în zero și ecuația Euler va lua următoarea formă:

H d = (1.20)

În același timp, presiunea este afectată de designul rotorului, în special de lățimea canalelor dintre pale, ceea ce duce la o scădere a presiunii efective față de cea teoretică (cu 15-20%), datorită la distribuția neuniformă a vitezelor în canalele rotorului. Deci, atunci când roata se rotește, lichidul care își umple canalele se rotește în direcția opusă rotației roții. Acest fenomen poate fi reprezentat prin luarea în considerare a mișcării fluidului într-un volum închis între palete, adică cu secțiunile inelare de ieșire interioară și exterioară a canalului închise. În fig. 1.21 (canalul I) arată un flux de jet corespunzător infinitului un număr mare lame subtiri elementare. Dacă lichidul nu are vâscozitate, atunci când un vas închis se rotește în jurul oricărei axe atașate rigid de el, se va roti în raport cu pereții acestui vas în reversul cu aceeași viteză unghiulară cu care vasul se rotește în jurul axei sale.

Acest fenomen se numește vârtej relativ și va fi mai slab cu cât lichidul este mai vâscos și canalele mai înguste. Acest vârtej, care se adună cu fluxul de fluid de la axa roții către periferie, provoacă o distribuție neuniformă în canalele roții (vezi Fig. 1.21, canalul II).

În plus, lamele unei roți rotative, atunci când transmit energie mecanică lichidului care umple canalele sale, exercită presiune asupra acesteia, care este transmisă de suprafața lamei îndreptată spre direcția de rotație a roții (partea convexă), ca o rezultat din care presiunea pe partea convexă este mai mare decât pe partea opusă (partea concavă) ) a aceleiași lame.

H D = K (1,21)

unde D 2 este diametrul exterior al rotorului în m;

n - viteza de rotație a arborelui pompei în rpm.

K este un coeficient în funcție de unghiurile a 2, β 2 și de coeficientul k, ținând cont de numărul finit de lame.

Debitul teoretic al unei pompe centrifuge poate fi reprezentat prin formula:

unde λ este un coeficient care ține cont de suprafețele ocupate de capetele lamelor (în intervalul 0,92...0,95);

ψ - coeficient în funcție de modificarea unghiurilor α 2 și β 2 (ψ = 0,09...0,13);

2 - latimea rotii la diametrul exterior.

Alimentația reală Q d este puțin mai mică decât Q t:

Q d = η 0 ·Q T (1,23)

unde η 0 este coeficientul de scurgere sau eficiența volumetrică, ținând cont de pierderile de fluid prin golul dintre roată și caroserie.

Puterea consumată de o pompă cu palete include pierderile de putere în pompă și depinde, în special, de randamentul pompei η:

N pr = (1,24)

Pierderile de putere într-o pompă cu palete constau în pierderi mecanice, pierderi prin frecarea discurilor, pierderi volumetrice și hidraulice.

Astfel, randamentul unei pompe cu palete este egal cu produsul a patru randamente corespunzatoare pierderilor indicate:

(1.25)

Pierderile de putere datorate frecării discului apar ca urmare a interacțiunii fluxului de fluid cu suprafețele exterioare ale discurilor rotorului, precum și talonul de descărcare. Eficiența discului pompelor cu palete variază în intervalul = 0,85...0,95. Valoarea maximă Eficiența ajunge la 0,89 pentru cele mai puternice pompe principale centrifuge cu ulei.

Adesea este necesar să testați pompa la o viteză diferită de cea normală. Prin urmare, este necesar să știți cum se vor schimba alimentarea, presiunea și puterea la schimbare viteză. Din examinarea formulelor (1.21, 1.22 și 1.24) este clar că dacă modificați numărul de rotații n ale arborelui pompei, care corespundea presiunii, debitului Q și puterii N, atunci o nouă presiune N" D, debit Q "și puterea N" proporțională cu n 1 se va obține .

(1.26)

aceste. presiunea creată de pompă este proporțională cu pătratul vitezei,

(1.27)

aceste. debitul pompei este proporțional cu numărul de rotații,

(1.28)

aceste. cu condiția = const, puterea hidraulică este proporțională cu cubul vitezei,

Dependențele rezultate sunt numite legea proporționalității sau a similitudinii și sunt utilizate pe scară largă pentru a determina parametrii pompei atunci când viteza se schimbă.

Problemele la pompele centrifuge apar ca urmare a nerespectării condițiilor pentru intrarea lichidului în pompă. Dacă în anumite zone ale pompei presiunea scade la o presiune vapori saturati, apoi în aceste zone lichidul va începe să fiarbă cu formarea de pungi de aer în canal, perturbând netezimea fluxului. Aceste buzunare sunt umplute în perechi. Bulele de vapori sunt purtate de fluxul în mișcare și, căzând într-o sferă de mai mult presiune mare, condensa. Procesul de condensare are loc foarte intens. Particulele lichide, încercând să umple zona bulei de condensare, se deplasează spre centrul acesteia la viteze foarte mari. Când procesul de condensare este încheiat, particulele lichide se opresc brusc, în urma căreia energia cinetică a acestor particule este transformată în energie de presiune, iar creșterea locală a presiunii atinge o valoare semnificativă (zeci de megapascali).

Procesul descris este însoțit de șocuri hidraulice locale, repetate de zeci de mii de ori pe secundă. Acest fenomen se numește cavitație, care poate apărea atât în ​​părțile staționare, cât și în cele mobile ale pompei.

Cavitația este însoțită zgomot puternic, trosnet, vibrații ale pompei, provoacă distrugerea metalului, reduce presiunea, productivitatea și eficiența pompei. Pe lângă distrugerea mecanică a metalului, cavitația provoacă coroziunea acestuia. Fonta se deteriorează foarte repede. Metalele mai rezistente - bronz, oțel inoxidabil - sunt și ele distruse. Prin urmare, cavitația nu trebuie permisă în timpul funcționării pompei, iar înălțimea de aspirație trebuie să fie astfel încât să nu apară cavitația.

La funcționarea pompelor centrifuge, cavitația poate apărea atunci când nivelul lichidului din rezervorul de aspirație scade sub valoarea de proiectare, temperatura lichidului pompat crește sau pompa este instalată incorect. Pentru a reduce pierderile în conducta de aspirație, reduceți lungimea acesteia dacă este posibil, faceți-o mai dreaptă, instalați o cantitate minimă de fitinguri și evitați pungile de aer.

Pompele centrifuge au, în comparație cu pompele cu piston (piston), o caracteristică moale, adică. debitul depinde de presiunea din conductă. Această dependență se reflectă în caracteristica de funcționare a pompei.

vă permite să determinați parametrii pompei folosind un singur grafic atunci când viteza de rotație a arborelui acesteia se modifică. Pentru a determina modul de funcționare al pompei atunci când funcționează pe o conductă specifică, este necesar să se construiască caracteristica de funcționare a rețelei. Performanța rețelei -

Acesta este un grafic care arată dependența presiunii rețelei de alimentarea rețelei. Acest grafic este construit folosind o formulă matematică de forma:

H = H st + kQ 2, (1,29)

unde H st – presiunea statică;

Capul static exprimă energia specifică datorită căreia fluidul este susținut în rețea, dar nu se deplasează prin ea. Al doilea termen exprimă energia specifică care ar permite lichidului să se deplaseze prin rețea prin depășirea rezistenței hidraulice. Folosind caracteristica de funcționare a rețelei, puteți selecta un design specific de pompă sau puteți prezice parametrii de funcționare ai pompei. Punctul de intersecție a graficelor caracteristicilor rețelei și pompei se numește punct de funcționare coordonatele acestuia corespund debitului de funcționare și presiunii de funcționare a pompei (Fig. 1.24).

Figura 1.24 Determinarea parametrilor de funcționare a pompei

Funcționarea în comun a pompelor centrifuge într-o singură linie este utilizată pe scară largă. Pentru a face acest lucru, pompele pot fi conectate în paralel - pentru a crește debitul sau în serie - pentru a crește presiunea. Această din urmă metodă este utilizată pe scară largă în crearea pompelor centrifuge cu mai multe etape care dezvoltă presiune ridicată.

Funcționarea secvențială a pompelor este utilizată atunci când este necesară creșterea presiunii lichidului furnizat conductei de refulare. În acest caz, prima pompă (Fig. 1.25, a) furnizează lichid la admisia celei de-a doua pompe. A doua pompă îl forțează în conductă. Astfel, prin ambele pompe trece aceeași cantitate de lichid, care este alimentată conductei de refulare cu o presiune egală cu suma presiunilor acestor pompe (Fig. 1.25, b). Când pompele funcționează secvențial, debitul primei pompe trebuie să fie egal cu debitul celei de-a doua sau puțin mai mare (în zona de lucru a celei de-a doua pompe), iar presiunea de la începutul conductei de refulare trebuie să fie acceptabilă pentru a doua pompă în condiţia de a-şi menţine rezistenţa.

Figura 1.25 Conectarea în serie a pompelor

Cel mai adesea pompele funcționează în paralel ( statii de pompare ridicarea apei, pomparea uleiului, injectarea apei în rezervor). Astfel de pompe sunt de obicei instalate într-o singură casă de pompe. Ele pot avea caracteristici diferite. Să luăm în considerare un caz simplificat de funcționare a două pompe, aproape de probleme practice, când rezistența părții de aspirație a sistemului și a conductelor de presiune până la punctul nodal poate fi neglijată. Când pompele funcționează în paralel, debitele lor se adună și presiunile lor sunt egale. Pentru a obține caracteristicile lor totale, este necesar să se adauge abscisele caracteristicilor ambelor pompe la ordonate (presiuni) egale (Fig. 1.26).

Figura 1.26 Conexiune paralelă pompe

Când două pompe funcționează în paralel, este posibil ca acestea să funcționeze într-un mod în care presiunea uneia dintre ele depășește presiunea celeilalte în modul său cu debit zero. Apoi o pompă va forța lichidul să treacă prin cealaltă spre partea sa de primire. O astfel de operare este posibilă, de exemplu, atunci când presiunea în conducta de refulare crește și când una dintre pompe este pornită cu supapa de la ieșire deschisă și a doua pompă în funcțiune. Prin urmare, pentru funcționarea în paralel, este necesar să selectați pompele astfel încât presiunea de funcționare să nu depășească presiunea la debit zero a uneia dintre pompe. Se recomandă selectarea pompelor pentru funcționare în paralel cu presiuni cât mai apropiate la debit zero. Pentru a împiedica o pompă să pompeze lichid prin alta, este necesar să instalați supape de reținere la ieșirile pompei.

În timpul funcționării pompei, asupra rotorului acționează o forță axială - rezultatul influenței fluxului de fluid asupra suprafețelor interioare și exterioare ale acestei roți. Forța axială poate fi semnificativă în situație de urgență provoacă deplasarea rotorului, încălzirea rulmenților, iar atunci când rotorul este deplasat, contactul roții cu părțile fixe ale carcasei, ducând la abraziunea pereților rotorului și defectarea pompei.

Pentru a echilibra forța axială în pompele cu o singură treaptă, se utilizează următoarele:

Rotoare cu intrare dubla;

Aranjamentul reciproc opus al rotoarelor;

Găuri în rotor și etanșați pe el pe partea de refulare;

O cameră de refulare care comunică cu zona de aspirație printr-un tub sau prin găuri din discul din spate; dezavantajul camerei - o scădere a eficienței pompei cu 4 - 6%;

Aripioare radiale care reduc impactul forței axiale prin reducerea presiunii fluidului pe discul din spate;

Rulmenți axiali.

Pentru a echilibra forța axială în pompele cu mai multe trepte, utilizați:

Rotoare cu un sistem adecvat de alimentare cu fluid de la roată la roată;

Rotoare cu discuri de diferite diametre (mărește diametrul discului din față sau micșorează diametrul discului din spate);

Un talon hidraulic automat (Fig. 1.27), instalat în spatele ultimei trepte a pompei.

Figura 1.27 Diagrama unității hidraulice de picior:

1- camera cu presiune de refulare; 2 – camera de descărcare; 3 – disc picior hidraulic

Întrebări pentru autocontrol:

1. Cum se creează presiunea în pompă?

2. Cum afectează numărul de pale din rotor presiunea?

3. Din ce elemente constă rotorul?

4. Care este triunghiul vitezei?

5. Esența fenomenului numit „vortex relativ”.

6. De ce depinde debitul pompelor centrifuge?

7. În ce coordonate se construiește? caracteristica de performanta pompa?

8. Cum se determină? zona de lucru pompa?

9. Cum se elimină fenomenul de cavitație?

10. De ce pornește pompa când supapa de refulare este închisă?

11. De ce se folosesc conexiunile în paralel și în serie ale pompelor?

12. Cauzele presiunii axiale si modalitati de echilibrare a acesteia.

Puterea - lucru pe unitatea de timp - in raport cu pompele poate fi determinata prin mai multe relatii, in functie de unitatile de masura acceptate de debit, presiune sau presiune. Puterea netă este puterea furnizată de pompa de alimentare cu fluid. Dacă alimentarea Q este exprimată în m 3 /s, iar presiunea pompei este în Pa, atunci puterea utilă Np, kW, va fi

Cu debitul masic Q M exprimat în kg/s,

Dacă presiunea pompei este exprimată în metri ai coloanei de lichid pompat, atunci

Pentru apă la o temperatură de 20 °C și q = 9,81 m/s 2

Dacă alimentarea cu apă este exprimată în m 3 / h, iar presiunea este exprimată în m de apă. Art., atunci

Dacă puterea trebuie exprimată în CP. s, atunci se calculează folosind următoarea formulă:

Puterea pompei, adică puterea consumată de pompă,

unde η este randamentul pompei.
Din formula (2.46) este clar că eficiența pompei este raportul dintre puterea utilă și puterea pompei

Eficiența pompei ține cont de pierderile hidraulice, volumetrice și mecanice care apar în timpul transferului de energie către lichidul pompat. Pierderile hidraulice sunt energia pierdută pentru a depăși rezistența hidraulică atunci când fluidul se deplasează de la intrarea în pompă până la ieșirea din aceasta, adică în aparatul de aspirație, rotor și conducta de refulare. Pierderile hidraulice sunt estimate prin randamentul hidraulic al pompei:

unde Nn este puterea utilă a pompei; Ng este puterea cheltuită pentru a depăși rezistența hidraulică din pompă.

Pierderi de volum apar din cauza curgerii unei părți a fluidului dintr-o zonă de înaltă presiune într-o zonă tensiune arterială scăzută(în partea de aspirație a pompei) și din cauza scurgerilor de lichid prin garnituri. Pierderile volumetrice sunt estimate prin randamentul volumetric al pompei

unde N este puterea pierdută ca urmare a curgerii fluidului și a scurgerilor.

unde N m este puterea consumată pentru a depăși pierderile mecanice.
Pierderile mecanice constau în pierderi prin frecare în rulmenți, garnituri de ulei și discuri de descărcare ale rotorului, precum și pierderi prin frecare ale suprafeței exterioare a rotorului pe lichid. Pierderile mecanice sunt evaluate prin randamentul mecanic al pompei.
Eficiența pompei este egală cu produsul randamentului hidraulic, volumetric și mecanic

și caracterizează perfecțiunea designului, precum și calitatea fabricării pompei. Eficiența pompelor mari ajunge la 0,92, iar eficiența pompelor mici ajunge la 0,6 - 0,7 sau mai puțin. Puterea motorului care antrenează pompa este întotdeauna mai mare decât puterea pompei. Dacă arborele pompei este conectat la arborele motorului folosind un cuplaj, atunci puterea instalată a motorului este determinată de formula

unde k dv este factorul de siguranță al puterii motorului.
În funcție de puterea motorului N, kW și de condițiile sale de funcționare, trebuie luați următorii factori de rezervă de putere:

Dacă arborele pompei este conectat la arborele motorului printr-o cutie de viteze sau curea de transmisie, atunci puterea motorului este determinată de expresia

unde η dv este randamentul motorului (sau cutiei de viteze).
Eficiența unității de pompare, adică pompa conectată la motor, este egală cu

unde Na este puterea unității de pompare; η dv - randamentul motorului.

Pagina 1

Performanța unei pompe centrifuge poate fi calculată folosind ecuația (1.3) ca produs dintre secțiunea deschisă și viteza absolută. Trebuie amintit că secțiunea sub tensiune este interpretată ca o proiecție a secțiunii pe un plan normal la direcția vitezei. Pentru a calcula performanța pompelor centrifuge, o astfel de reprezentare este incomodă, prin urmare, se utilizează produsul secțiunii transversale a curgerii și proiecția vitezei pe direcția normală la secțiunea transversală, care este identică cu aceasta.  

Capacitatea pompei centrifuge 9 în valoare absolută ar trebui să fie de aproximativ 0 08 FK (unde FK este suprafața de răcire a condensatorului), iar presiunea acesteia ar trebui să fie de aproximativ 15 - 20 m de apă. Artă. Conducta de aspirație a pompei trebuie conectată la un compartiment curat al rezervorului.  

Performanța unei pompe centrifuge depinde de viteza relativă a curgerii fluidului prin canalele roții și de lățimea roții.  

Performanța pompelor centrifuge este semnificativ mai mare decât cea a altor tipuri de pompe.  

Performanța pompelor centrifuge la turație constantă este controlată prin schimbarea deschiderii supapei de presiune. Înainte de a porni pompa, închideți supapa de presiune, deschideți supapele de aer de pe corpul pompei și umpleți-o, deschizând supapa de pe conducta de aspirație. După amorsarea pompei, închideți supapele de aer și porniți motorul electric timp de 3 minute. De îndată ce turația motorului electric devine normală și presiunea de pe manometru corespunde turației de mers în gol a pompei, deschideți treptat supapa de presiune și aduceți performanța acesteia la valoarea specificată.  

Performanța unei pompe centrifuge este determinată de caracteristicile date de obicei de producător.  

Performanța unei pompe centrifuge este reglată prin modificarea presiunii sub care funcționează prin închiderea supapei de pe conducta de refulare. Pentru a opri pompa, închideți robinetul conductei de refulare și opriți motorul electric. Apoi strângeți ușor garniturile pompei dacă există scurgeri de apă sau saramură. În timpul iernii, apa este evacuată din conductele de apă și din pompa de apă dacă există pericolul de îngheț al apei în acestea.  

Performanța unei pompe centrifuge este proporțională cu numărul de rotații ale arborelui pompei, care este de obicei 1500 - 3000 pe minut.  

Performanța pompelor centrifuge este determinată prin calcul hidraulic pe baza condițiilor de funcționare în comun a pompei și a sistemului de conducte.  

Putere și eficiență

Să continuăm secțiunea „General” și să luăm în considerare concepte precum coeficientul de performanță (eficiența) și puterea pompelor centrifuge. O pompă centrifugă electrică este formată dintr-o parte de antrenare și o parte de pompă. Un motor este o mașină electrică care transformă energia unui câmp electric în energie de rotație pe un arbore. Puterea care este furnizată arborelui pompei se numește intrare. Este definit ca produsul dintre cuplul pe arborele pompei și viteza unghiulară a acestuiaO pompă centrifugă este o mașină hidraulică în care energia de rotație de intrare de la motor este convertită în energia fluxului de fluid. Selectarea pompelor pentru scopuri și sarcini specifice se face conform cataloagelor. Ca urmare a selecției, indicatorii precum presiunea și debitul, consumațiputerea și eficiența pompei, la fel ca si el. Pompa selectată trebuie să funcționeze cu randament ridicat, fără cavitație, în intervalul de presiune și debit necesar. Dintre cele mai multe opțiuni selectate, se preferă acele pompe care consumă mai puțină putere, au o eficiență mai mare, au o rezervă de cavitație admisă mai mică și au greutate și dimensiuni de gabarit mai mici.

Putere

Există o relație directă între puterea consumată de motorul electric din rețeaua electrică, puterea de pe arborele motorului și puterea hidraulică a pompei. În timpul producției de pompe la fabrica producătorului, sunt utilizate următoarele denumiri pentru aceste tipuri de putere.

P1(kW) Puterea electrică de intrare a pompelor este puterea pe care motorul electric al pompei o preia de la alimentarea cu energie electrică.

P2(kW) Puterea axului motorului electric este puterea pe care motorul o transmite arborelui pompei. Raportul puterii electrice de intrare a pompei P1 este egal cu puterea arborelui motorului electric P2, împărțit la randamentul motorului electric.

P3(kW) Puterea de intrare a pompei este egală cu puterea P2, cu condiția ca cuplajul care leagă arborele pompei și arborele motorului electric să nu disipeze energie.

P4(kW) Puterea hidraulică sau netă a pompei. Aceasta este puterea care se obține ca urmare a funcționării pompei sub formă de debit și presiune de fluid.

În (Fig. 1) de mai sus, cele de mai sus sunt reprezentate grafic.

Eficienţă

Eficiența unui motor de pompă centrifugă este raportul dintre puterea utilă și puterea consumată. Este desemnat prin scrisoare η (acest). Toate acestea sunt prezentate schematic în (Fig. 2)

η=(P2/P1)*100

Eficiența motorului nu va fi niciodată mai mare de unu (100%) în orice condiții, deoarece „mașina cu mișcare perpetuă” nu a fost încă inventată și toate unitățile existente au pierderi. Consumul de putere P1 al motorului este mai mare cu cantitatea de pierderi mecanice și termice P vmotor care apar în motorul electric. (Fig. 2).

Eficiența pompei, așa cum sa menționat mai sus, este raportul dintre puterea hidraulică și puterea de intrare pe arborele pompei, iar diferența lor indică pierderea de putere în pompă.

η=(P4/P3)*100

Pierderile de putere într-o pompă centrifugă constau și din mai multe componente și anume: pierderi hidraulice, mecanice și volumetrice P vs. (Fig. 2). Eficiența generală a pompei este produsul randamentului volumetric, hidraulic și mecanic. Eficiența unei pompe caracterizează gradul de perfecțiune a designului acesteia, atât mecanic, cât și hidraulic.

Pierderea de putere hidraulicăîn pompă constau din pierderi datorate depășirii rezistenței (frecării) în rotor și carcasă în timpul deplasării lichidului de la conducta de aspirație la conducta de refulare și pierderi turbioare. Pierderile pentru depășirea rezistenței la frecare depind foarte mult de caracteristicile de proiectare ale pompelor, de dimensiunea părții de curgere a acestora, de calitatea prelucrării (rugozitatea) pereților și suprafețelor pompei. Aceste pierderi sunt proporționale cu pătratul vitezei curgerii fluidului. Pierderile turbioare care apar într-o pompă depind de mulți factori. Pierderile turbioare foarte mari apar atunci când secțiunea transversală se extinde brusc sau curgerea fluidului se întoarce brusc. Pierderile turbioare apar din cauza separării debitului de suprafața rotorului sau atunci când pompa funcționează în afara limitei caracteristicilor sale de funcționare. Eficiența hidraulică a pompelor este în intervalul η g = 0,85...0,96.

η g =H/(H+h)

Unde:

N– presiunea creată de pompă;

h– pierderea de presiune în interiorul pompei

Pierderi mecanice sunt cauzate de frecarea care apare în suporturile lagărelor radiale și axiale, în etanșarea mecanică mecanică, precum și pierderile prin frecare asupra fluidului de lucru care apar în timpul rotației rotorului și a arborelui pompei. Pierderile mecanice depind, de asemenea, în mare măsură de proiectarea, manopera și dimensiunea pompei. Eficiența mecanică a pompelor este în domeniul η m = 0,95...0,98.

η m =(Р-Р tr)/Р

Unde:

R– putere, pe arborele pompei;

R tr– pierdere de putere pentru a depăși rezistența la frecare.

Pierderi de volum apar în principal din cauza fluxului de lichid dintr-o zonă de înaltă presiune într-o zonă de joasă presiune, prin golurile dintre rotor și difuzor sau părțile staționare ale carcasei pompei. De exemplu, într-o pompă centrifugă, o parte din lichidul de la ieșirea în spirală, ocolind rotorul, curge înapoi în conducta de aspirație, dar nu intră în conducta de presiune, deși energie a fost deja cheltuită pentru aceasta. Eficienţă η o pentru pompele centrifuge moderne variază de la 0,96 la 0,98.

η o =Q/Q k

Unde:

Q– alimentarea pompei;

Q la– fluxul de fluid care trece prin rotorul pompei.

Lucru η g *η m *η o =ηși determină randamentul general al pompei. Modificarea valorii oricăruia dintre factori duce la o modificare a valorii și eficienței generale a pompei. Această dependență este specificată de funcția debitului în caracteristica pompei și este reprezentată pe grafice ca o curbă η=f(Q). Puterea netă a pompei R(kW) poate fi, de asemenea, definit ca produsul din greutatea de alimentare ( Q) pentru presiune ( H) conform formulei:

P=(pg*Q*H)/1000

Unde:

pg– greutatea specifică a lichidului (N/m 3);

Q– debitul volumic al pompei (m/s);

H– înălțimea pompei în (m).

(Fig. 3) prezintă caracteristicile de performanță ale seriei de pompe, precum și dependența caracteristicilor MPSH și a caracteristicilor de eficiență de debit.