Kas yra išcentrinio siurblio hidraulinis, tūrinis ir mechaninis praradimas?

Energijos konversijos procese aišcentrinis siurblys, ne visa įvesties galia gali būti efektyviai konvertuojama į skysčio slėgio energiją ir kinetinę energiją. Realiai veikiant, neišvengiami energijos nuostoliai visada egzistuoja. Pagal fizinį energijos praradimo mechanizmą išcentrinio siurblio nuostoliai paprastai skirstomi į tris kategorijas: hidrauliniai nuostoliai, tūriniai nuostoliai ir mechaniniai nuostoliai. Šie trys nuostolių tipai kartu lemia bendrą siurblio efektyvumą.

I. Hidraulinis nuostolis

Apibrėžimas: Hidrauliniai nuostoliai, taip pat žinomi kaip srauto nuostoliai, reiškia energijos nuostolius, atsirandančius, kai skystis teka per srauto komponentus siurblio viduje. Kalbant apie rezultatus, jis pasireiškia kaip skirtumas tarp teorinės ir tikrosios siurblio aukščio. Tai yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos siurblio efektyvumui.

Priežastys: Hidrauliniai nuostoliai daugiausia susideda iš šių trijų aspektų:

1. Smūgio praradimas: kai skystis patenka į sparnuotės ratą arba iš jo išteka, jei jo srauto kryptis nesutampa su suprojektuota menčių ar srauto kanalų kryptis, atsiras smūgis ir staigus krypties pasikeitimas, dėl kurio nutrūks smūgis. Ši situacija ypač ryški, kai siurblys veikia toliau nuo geriausio efektyvumo taško (BEP).
2. Trinties praradimas: pats skystis turi klampumą. Jai tekėjus pro grubias vidines siurbimo kameros sieneles, sparnuotės srauto kanalus, spiralę ir kitus komponentus, susidarys atsparumas trinčiai, o ši energijos dalis virsta šilumos energija ir prarandama. Kuo ilgesnis ir šiurkštesnis srauto kanalas, tuo didesni trinties nuostoliai.
3. Sūkurys: Dėl riboto sparnuotės menčių skaičiaus neįmanoma tobulai nukreipti viso skysčio. Dalis skysčio sukels cirkuliacinį srautą (santykinį sūkurį) sparnuotės viduje, todėl sunaudos energijos. Tuo pačiu metu srauto kanalo formos pasikeitimas taip pat sukels vietinius sūkurius ir nuostolius.

Hidraulinių nuostolių dydis tiesiogiai veikia siurblio galvutę, o jo įtakos laipsnį galime išmatuoti pagal hidraulinį efektyvumą (ηh).

II. Tūrinis praradimas

Apibrėžimas: Tūriniai nuostoliai, taip pat žinomi kaip nuotėkio nuostoliai, yra energijos nuostoliai, atsirandantys dėl srauto nuotėkio. Tiksliau, dalis sparnuotės slėgto aukšto slėgio skysčio nėra efektyviai tiekiama į siurblio išleidimo angą, bet nuteka atgal į žemo slėgio sritį (pvz., sparnuotės įleidimo angą) per įvairius siurblio viduje esančius tarpus.

Priežastys:

1. Sandarinimo žiedo prošvaisa nuotėkis: tai yra pagrindinė tūrinio nuostolio dalis. Siekiant išvengti trinties tarp dideliu greičiu besisukančio sparnuotės ir stacionaraus siurblio korpuso, tarp jų turi būti paliktas tarpas (t. y. susidėvėjimo žiedo tarpas). Aukšto slėgio skystis siurblio išleidimo angoje per šį tarpą nutekės atgal į įleidimo angą.
2. Balansavimo įrenginio nuotėkis: kelių pakopų siurbliuose arba kai kuriuose vienpakopiuose siurbliuose, skirtuose subalansuoti ašinę jėgą, dėl tokių konstrukcijų kaip balansavimo angos, balansavimo diskai ar balansavimo vamzdžiai dalis aukšto slėgio skysčio nutekės atgal, todėl bus nuostolių.
3. Veleno sandariklio nutekėjimas: iš veleno sandariklio taip pat gali nutekėti nedidelis skysčio kiekis, kuris, nors ir sudaro nedidelę dalį, taip pat įtraukiamas į tūrinius nuostolius.

Dėl tūrio nuostolių tikrasis siurblio išėjimo srautas yra mažesnis nei jo teorinis srautas. Jo dydis matuojamas tūriniu efektyvumu (ηv). Siurbliui susidėvėjus, sandarinimo žiedo tarpas palaipsniui didės, o tūriniai nuostoliai taip pat atitinkamai padidės.

III. Mechaninis praradimas

Apibrėžimas: Mechaniniai nuostoliai reiškia energiją, kurią sunaudoja siurblio velenas įvairioms mechaninėms trintis įveikti sukimosi metu. Ši energijos dalis galiausiai išsisklaido šilumos energijos pavidalu.

Priežastys:

1. Disko trinties praradimas: didelė trintis atsiranda tarp dideliu greičiu besisukančio sparnuotės išorinių dengiamųjų plokščių (priekinių ir galinių dangtelių) ir siurblio ertmėje esančio skysčio, o tai yra pagrindinė mechaninių nuostolių dalis.
2. Guolių trinties praradimas: riedėjimo guoliai arba slydimo guoliai, naudojami siurblio velenui palaikyti, veikimo metu sukurs trinties jėgą.
3. Veleno sandariklio trinties praradimas: Nesvarbu, ar tai sandarinimo tarpiklis, ar mechaninis sandariklis, sandarinimo įtaisas trinsis į siurblio veleną arba veleno įvorę ir sunaudos dalį energijos.

Mechaniniai nuostoliai reiškia, kad dalis veleno galios, perduodamos iš variklio, sunaudojama dar nepasiekus sparnuotės darbui su skysčiu. Jo dydis matuojamas mechaniniu efektyvumu (ηm).

Išvada

Išcentrinių siurblių hidraulinių, tūrinių ir mechaninių nuostolių supratimas yra ne tik pagrindas profesionaliam skysčių mechanizmų mokymuisi, bet ir svarbi techninė priemonė siekiant „dvigubos anglies“ tikslų ir skatinti energijos taupymą bei vartojimo mažinimą pramonės srityje. Dėl mokslinio projektavimo, patobulintos eksploatacijos ir priežiūros bei pažangaus valdymo mes galime visiškai sumažinti šiuos „nematomus nuostolius“ ir išlaisvinti maksimalų siurblio sistemos potencialą. AteityjeTeffikotoliau gilins savo tyrimus didelio efektyvumo skysčių sprendimų srityje, padės ekologiškam pramonės atnaujinimui ir kartu su jumis panaudos kiekvieną tekančią energiją.