Przepływ

Docelowe natężenie przepływu dla projektu pompy jest określane na podstawie aplikacji, np. dla systemów grzewczych z obliczenia zapotrzebowania na ciepło lub dla systemów kanalizacyjnych z parametrów statystycznych dla maksymalnej oczekiwanej ilości ścieków. Dla wielu zastosowań istnieją normy krajowe i międzynarodowe.Charakterystyki pompy odśrodkowej (np. wysokość tłoczenia, pobór mocy, sprawność) są określane w zależności od natężenia przepływu.

Głowica dostawcza

Nominalna wysokość podnoszenia dla konstrukcji pompy składa się z:
  • wysokość statyczna (statyczna = niezależna od natężenia przepływu)
    • Różnica wysokości między poziomem cieczy po stronie ssawnej i tłocznej (wysokość geodezyjna)
    • Różnica ciśnień między zbiornikami ciśnieniowymi i ssącymi (przy zamkniętych zbiornikach)
    • prawdopodobnie wymagane ciśnienie wylotowe
  • wielkość strat spowodowanych stratami ciśnienia w systemie rurociągów w zależności od natężenia przepływu
Użyteczna praca mechaniczna przenoszona z pompy na pompowaną ciecz, oparta na sile ciężaru, nazywana jest wysokością podnoszenia H pompy. Przy stałej prędkości n i stałym natężeniu przepływu Q jest ona niezależna od gęstości pompowanej cieczy, ale zależna od jej lepkości.Można ją obliczyć dzieląc różnicę ciśnień przez gęstość pompowanego medium i lokalną stałą grawitacyjną.W przypadku cieczy newtonowskich wysokość podnoszenia można uwzględnić dla lepkości kinematycznych poniżej 20 mm²/s niezależnie od pompowanego medium. Z tego powodu szczególnie nadaje się do wyświetlania krzywej charakterystycznej pomp odśrodkowych.Podczas pompowania wody wartość wysokości podnoszenia jest równa ciśnieniu w metrach słupa wody.

temperatura pracy

Przy projektowaniu pompy szczególnie ważna jest maksymalna i minimalna temperatura tłoczonego medium. Są one brane pod uwagę przy doborze materiałów i uszczelnień oraz, jeśli to konieczne, w teście odporności na media.Właściwości fizyczne medium (gęstość, lepkość) zmieniają się wraz z temperaturą. Zapotrzebowanie na moc pompy jest wprost proporcjonalne do gęstości. Dlatego należy wziąć pod uwagę temperaturę z zakresu roboczego z maksymalną gęstością. Ponadto dla mediów lepkich (ν > 10 mm²/s) należy przekonwertować przebieg charakterystyk pompy.

Punkt pracy pompy odśrodkowej

Określa on wartości wydatku Q i wysokości podnoszenia H, które są ustawione w pracy stacjonarnej z prędkością n należącą do charakterystyki wysokości podnoszenia pompy.Pożądany punkt pracy należy rozumieć jako punkt na krzywej charakterystycznej systemu, dla którego poszukiwana jest pompa zgodnie z obliczeniami rurociągu. Celem doboru jest (oprócz innych kryteriów, takich jak maksymalna wydajność) zminimalizowanie odchylenia między pożądanym punktem pracy a (rzeczywistym) punktem pracy.Punkt pracy systemu znajduje się zawsze w punkcie przecięcia pompy i aktualnej charakterystyki systemu. Przy stałej prędkości migruje po krzywej dławienia ze wzrostem oporu rury do mniejszego przepływu objętościowego. Punkt pracy powinien być bliski optymalnej wydajności.

Minimalne ciśnienie wlotowe

Aby zapewnić bezproblemową pracę, pompy wymagają minimalnego statycznego ciśnienia po stronie wlotu, które jest również ogólnie określane jako statyczne ciśnienie minimalnego ciśnienia wlotowego.Kiedy przepływa przez pompę, to ciśnienie po stronie ssawnej zmniejsza się ze względu na zmianę prędkości tłoczonego medium w obudowie ssawnej i wirniku pompy. Punktem krytycznym jest wlot wirnika. Jeśli spadek ciśnienia jest tak duży, że spada poniżej ciśnienia pary cieczy, tworzą się pęcherzyki pary.Dalszy przepływ przez wirnik prowadzi do wzrostu ciśnienia hydraulicznego w wirniku. W obszarze wyższego ciśnienia pęcherzyki pary zapadają się jak implozja, czego konsekwencją jest zniszczenie materiału w tych punktach. Proces ten, zwany kawitacją, można rozpoznać akustycznie po trzaskach, które nasilają się wraz ze wzrostem kawitacji.Szybkość podawania jest również pogorszona, ponieważ pompa dostarcza teraz mieszankę wodno-gazową. Dlatego w celu uniknięcia kawitacji należy utrzymać minimalne statyczne ciśnienie wlotowe w otworze ssawnym pompy.Wielkość tego wymaganego ciśnienia zależy od:
  • temperatura pompowanego medium
  • Wymagane statyczne minimalne ciśnienie wlotowe w zależności od punktu pracy pompy.
Wymagana dodatnia wysokość ssania netto (wymagana HH lub NPSH) odnosi się konkretnie do pompy i jest zwykle pokazywana przez producentów pomp jako krzywa NPSH na wykresie wydajności pompy.Ogólnie rzecz biorąc, istnieje silna korelacja z prędkością pompy. Poniższe informacje dotyczą typów pomp o stałej charakterystyce:
  • Wysoka prędkość — & gt; Wysokie wymagania NPSH
  • Niska prędkość — & gt; Wymagane niskie NPSH
Zaleca się zwiększenie tych wartości o margines bezpieczeństwa 0,5 m (1,6 ft) w celu skompensowania ewentualnych odchyleń w obliczaniu punktu pracy podczas doboru pompy. Ogólne normy dopuszczają minimalny stopień kawitacji dla określonego wymagania NPSH:
  • zmniejsza wysokość podnoszenia w punkcie pracy o 3% lub mniej
  • nie prowadzi do znacznego pogorszenia, zmniejszenia wydajności lub skrócenia żywotności
Jednak takie dopuszczalne wartości kawitacji mogą prowadzić do niedopuszczalnego hałasu.Aby zapewnić optymalną wydajność, powszechną praktyką jest obliczanie dostępnych obliczeń NPSH z marginesem bezpieczeństwa ok. +1 do +5 m (+3 do +15 stóp), w zależności od prędkości i punktu pracy pompy.