Vad är hydraulisk förlust, volymetrisk förlust och mekanisk förlust av en centrifugalpump?

I energiomvandlingsprocessen av encentrifugalpump, kan inte all ineffekt effektivt omvandlas till vätskans tryckenergi och kinetiska energi. I verklig drift finns alltid oundvikliga energiförluster. Enligt den fysiska mekanismen för energiförlust delas förlusten av en centrifugalpump vanligtvis in i tre kategorier: Hydraulisk förlust, Volumetrisk förlust och Mekanisk förlust. Dessa tre typer av förluster bestämmer tillsammans pumpens totala effektivitet.

I. Hydraulisk förlust

Definition: Hydraulisk förlust, även känd som flödesförlust, hänvisar till den energiförlust som genereras när vätskan strömmar genom flödeskomponenterna inuti pumpen. När det gäller resultat manifesteras det som skillnaden mellan det teoretiska trycket och pumpens faktiska tryck. Detta är huvudfaktorn som påverkar pumpens effektivitet.

Orsaker: Hydraulisk förlust består huvudsakligen av följande tre aspekter:

1. Stötförlust: När vätskan kommer in i eller strömmar ut ur pumphjulet, om dess flödesriktning är oförenlig med den designade riktningen för bladen eller flödespassagerna, kommer stötar och plötslig riktningsändring att inträffa, vilket resulterar i stötförlust. Denna situation är särskilt framträdande när pumpen arbetar borta från sin bästa effektivitetspunkt (BEP).
2. Friktionsförlust: Vätskan i sig har viskositet. När det strömmar genom sugkammarens grova innerväggar, impellerflödespassager, volut och andra komponenter, kommer friktionsmotstånd att genereras och denna del av energin omvandlas till värmeenergi och går förlorad. Ju längre och grovare flödespassagen är, desto större friktionsförlust.
3. Eddy Loss: På grund av det begränsade antalet impellerblad är det omöjligt att styra all vätska perfekt. En del av vätskan kommer att generera ett cirkulerande flöde (relativ virvel) inuti pumphjulet, vilket resulterar i energiförbrukning. Samtidigt kommer förändringen av flödespassagens form också att orsaka lokala virvlar och leda till förluster.

Storleken på den hydrauliska förlusten påverkar direkt pumphöjden, och vi kan mäta dess påverkansgrad genom hydraulisk effektivitet (ηh).

II. Volumetrisk förlust

Definition: Volumetrisk förlust, även känd som läckageförlust, är den energiförlust som orsakas av flödesläckage. Specifikt levereras en del av högtrycksvätskan som trycksätts av pumphjulet inte effektivt till pumpens utlopp, utan läcker tillbaka till lågtrycksområdet (som impellerinloppet) genom olika spelrum inuti pumpen.

Orsaker:

1. Tätningsring Clearance Läckage: Detta är huvuddelen av volymetrisk förlust. För att förhindra friktion mellan det höghastighetsroterande pumphjulet och det stationära pumphuset måste ett spel (d.v.s. slitringens spel) lämnas mellan dem. Högtrycksvätskan vid pumpens utlopp kommer att läcka tillbaka till inloppet genom detta spel.
2. Läckage av balanseringsanordning: I flerstegspumpar eller vissa enstegspumpar utformade för att balansera axiell kraft, kommer strukturer som balanshål, balansskivor eller balansrör också att orsaka att en del av högtrycksvätskan strömmar tillbaka, vilket resulterar i förluster.
3. Axeltätningsläckage: En liten mängd vätska kan också läcka från axeltätningen, som, även om den står för en liten andel, också ingår i den volymetriska förlusten.

Volumetrisk förlust leder till att pumpens faktiska utflöde är mindre än dess teoretiska flöde. Dess magnitud mäts med Volumetric Efficiency (ηv). När pumpen slits kommer tätningsringens spel gradvis att öka, och den volymetriska förlusten kommer också att öka i enlighet med detta.

III. Mekanisk förlust

Definition: Mekanisk förlust avser den energi som förbrukas av pumpaxeln för att övervinna olika mekaniska friktioner under rotation. Denna del av energin försvinner slutligen i form av värmeenergi.

Orsaker:

1. Skivfriktionsförlust: Allvarlig friktion uppstår mellan de yttre täckplåtarna (främre och bakre täckplåtarna) på det höghastighetsroterande pumphjulet och vätskan i pumphåligheten, vilket är huvuddelen av mekanisk förlust.
2. Lagerfriktionsförlust: Rullningslager eller glidlager som används för att stödja pumpaxeln kommer att generera friktionskraft under drift.
3. Axeltätningsfriktionsförlust: Oavsett om det är packningstätning eller mekanisk tätning kommer tätningsanordningen att gnugga mot pumpaxeln eller axelhylsan, vilket förbrukar en del av strömmen.

Mekanisk förlust innebär att en del av axeleffekten som överförs från motorn förbrukas innan den når pumphjulet för att utföra arbete på vätskan. Dess storlek mäts med Mechanical Efficiency (ηm).

Slutsats

Att förstå den hydrauliska förlusten, den volymetriska förlusten och den mekaniska förlusten av centrifugalpumpar är inte bara grunden för professionell inlärning av vätskemaskiner, utan också ett viktigt tekniskt medel för att uppnå "dual carbon"-målen och främja energibesparing och förbrukningsminskning inom industriområdet. Genom vetenskaplig design, förfinad drift och underhåll och intelligent styrning är vi fullt kapabla att minimera dessa "osynliga förluster" och frigöra pumpsystemets maximala potential. I framtiden,Teffikokommer att fortsätta att fördjupa sin forskning inom högeffektiva vätskelösningar, hjälpa till med den gröna uppgraderingen av industrin och utnyttja varje flödande energi tillsammans med dig.