Що таке гідравлічні втрати, об'ємні втрати та механічні втрати відцентрового насоса?

У процесі перетворення енергії aвідцентровий насос, не вся вхідна потужність може бути ефективно перетворена в енергію тиску та кінетичну енергію рідини. У реальній роботі завжди існують неминучі втрати енергії. Відповідно до фізичного механізму втрати енергії втрати відцентрового насоса зазвичай поділяються на три категорії: гідравлічні втрати, об’ємні втрати та механічні втрати. Ці три види втрат разом визначають загальну ефективність насоса.

I. Гідравлічні втрати

Визначення. Гідравлічні втрати, також відомі як втрати потоку, стосуються втрат енергії, що виникають, коли рідина протікає через компоненти потоку всередині насоса. З точки зору результатів, це проявляється як різниця між теоретичним і фактичним напором насоса. Це основний фактор, що впливає на ефективність насоса.

Причини. Гідравлічні втрати в основному складаються з наступних трьох аспектів:

1. Втрата від удару: Коли рідина потрапляє в робоче колесо або витікає з нього, якщо напрямок її потоку не узгоджується з проектним напрямком лопатей або каналів потоку, відбудеться удар і раптова зміна напрямку, що призведе до втрати удару. Ця ситуація особливо помітна, коли насос працює далеко від точки найкращої ефективності (BEP).
2. Втрати на тертя: сама рідина має в’язкість. Коли він протікає через шорсткі внутрішні стінки всмоктувальної камери, канали потоку робочого колеса, спіраль та інші компоненти, буде створено опір тертя, і ця частина енергії буде перетворена в теплову енергію та втрачена. Чим довший і шорсткіший канал потоку, тим більші втрати на тертя.
3. Вихрові втрати: через обмежену кількість лопатей робочого колеса неможливо ідеально направляти всю рідину. Частина рідини буде створювати циркуляційний потік (відносний вихор) всередині робочого колеса, що призведе до споживання енергії. У той же час зміна форми каналу потоку також спричинить локальні завихрення та призведе до втрат.

Величина гідравлічних втрат безпосередньо впливає на напір насоса, і ми можемо виміряти ступінь його впливу за гідравлічною ефективністю (ηh).

II. Об'ємні втрати

Визначення: об'ємні втрати, також відомі як втрати на витік, - це втрати енергії, спричинені витоком потоку. Зокрема, частина рідини під високим тиском, яка знаходиться під тиском робочого колеса, не надходить ефективно до вихідного отвору насоса, а витікає назад у зону низького тиску (наприклад, вхідний отвір робочого колеса) через різні зазори всередині насоса.

Причини:

1. Витік зазору ущільнювального кільця: це основна частина об’ємних втрат. Щоб запобігти тертю між робочим колесом, що обертається з високою швидкістю, і нерухомим корпусом насоса, між ними необхідно залишити зазор (тобто зазор між компенсаційним кільцем). Через цей зазор рідина під високим тиском на виході насоса буде витікати назад до входу.
2. Витік балансувального пристрою: у багатоступінчастих насосах або деяких одноступінчастих насосах, призначених для балансування осьової сили, такі структури, як балансувальні отвори, балансувальні диски або балансувальні труби, також призведуть до повернення частини рідини під високим тиском, що призведе до втрат.
3. Витік ущільнення вала: невелика кількість рідини також може витікати з ущільнення вала, яка, хоча й становить невелику частку, також включається в об’ємні втрати.

Втрата об’єму призводить до того, що фактичний вихідний потік насоса є меншим за його теоретичний. Його величина вимірюється об'ємною ефективністю (ηv). У міру зносу насоса зазор ущільнювального кільця буде поступово збільшуватися, а об’ємні втрати також відповідно збільшаться.

III. Механічні втрати

Визначення: механічні втрати відносяться до енергії, яка споживається валом насоса для подолання різних механічних сил тертя під час обертання. Ця частина енергії остаточно розсіюється у вигляді теплової енергії.

Причини:

1. Втрати диска на тертя: сильне тертя виникає між зовнішніми накладками (передньою та задньою накладками) високошвидкісного обертового робочого колеса та рідиною в порожнині насоса, що є основною частиною механічних втрат.
2. Втрати на тертя в підшипниках: Підшипники кочення або підшипники ковзання, які використовуються для підтримки вала насоса, створюватимуть силу тертя під час роботи.
3. Втрата на тертя ущільнення вала: незалежно від того, чи це сальникове ущільнення, чи механічне ущільнення, ущільнювальний пристрій буде тертися об вал насоса або втулку вала, споживаючи частину енергії.

Механічні втрати означають, що частина потужності вала, що передається від двигуна, споживається до того, як вона досягне робочого колеса, щоб виконати роботу з рідиною. Його величина вимірюється механічною ефективністю (ηm).

Висновок

Розуміння гідравлічних втрат, об’ємних втрат і механічних втрат відцентрових насосів є не лише основою для професійного навчання гідравлічним машинам, а й важливим технічним засобом для досягнення цілей «подвійного вуглецю» та сприяння енергозбереженню та зменшенню споживання в промисловій сфері. Завдяки науковому дизайну, вдосконаленій експлуатації та технічному обслуговуванню, а також інтелектуальному управлінню ми цілком здатні мінімізувати ці «невидимі втрати» та максимально реалізувати потенціал насосної системи. в майбутньому,Теффікопродовжуватиме поглиблювати свої дослідження у сфері високоефективних рідинних рішень, сприятиме екологічній модернізації галузі та використовуватиме кожну енергію, що тече, разом із вами.