Пресметка на стапката на проток на центрифугална пумпа

Стапката на проток (q) на aЦентрифугална пумпае клучен параметар за мерење на неговиот капацитет за пренесување, што директно влијае на дизајнот на системот и ефикасноста на работењето. Овој напис длабоко ќе ги анализира формулите за пресметување на стапката на проток, влијаат врз факторите и методите за пресметување на инженерството за да им помогне на инженерите да направат точни селекции и да ги оптимизираат операциите.

1. Дефиниција и единици на центрифугална стапка на проток на пумпа

Стапка на проток (П)

Обемот на течност испорачана од пумпата по единица време. Заедничките единици се следниве:

• Меѓународни единици: M3/H (кубни метри на час), L/S (литри во секунда)
• Империјални единици: GPM (галони во минута), FT3/S (кубни нозе во секунда)

Односи со конверзија

• 1M3/H≈4.403GPM
• 1L/S = 15,85gpm

2. Основни формули за центрифугална стапка на проток на пумпа

2.1 Формула за теоретска стапка на проток (без да размисли за загуби)

Теоретската стапка на проток на центрифугална пумпа може да се пресмета преку геометриските параметри на работното коло:

Q = A⋅V = π⋅d⋅b⋅V

• О: Протокот - низ областа на излезот на работното коло (М2)
• Д: Дијаметарот на излезот на работното коло (М)
• Б: Ширината на излезот на работното коло (М)
• v: The radial velocity of the liquid at the impeller outlet (m/s)

Сценарио за примена: Се користи за да се процени стапката на проток во прелиминарната фаза на дизајнирање, но не го смета влијанието на хидрауличните загуби и ефикасност.

2.2 Формула за реална стапка на проток (со оглед на ефикасноста)

Вистинската стапка на проток е под влијание на ефикасноста на пумпата (η) и отпорноста на системот и треба да се пресмета во комбинација со главата (H) и моќноста (P). Кога единицата за стапка на проток е M3/s:

Q = ρ⋅G⋅Hp⋅η

Кога единицата за стапка на проток е m3/h:

Q = ρ⋅G⋅HP⋅η × 3600

P: Енергија на вратило (KW)

• η: Ефикасност на пумпата (обично 50% - 85%)
• ρ: густина на течна (кг/м3)
• Г: Гравитационо забрзување (9,81м/С2)
• H: Глава (М)

Клучни точки:

• Стапката на проток е директно пропорционална со моќноста и обратно пропорционална со главата.
• Течностите со висока вискозност ќе ја намалат ефикасноста (η), а пресметката треба да се поправи.

3. Клучни фактори кои влијаат на стапката на проток

3.1 Параметри на работното коло

• Дијаметар на работното коло (Д): Стапката на проток е директно пропорционална со плоштадот на дијаметарот на работното коло (Q∝D2).
• Брзина на вртење на работното коло (N): Стапката на проток е директно пропорционална со брзината на вртење (Q∝N), следејќи го законот за сличност: Q1Q2 = (N1N2) (D1D2) 3.

3.2 Отпорност на системот

Триење на цевките, отворите на вентилите и бројот на лактите ќе ја зголеми отпорноста на системот, што резултира во реалната стапка на проток да биде пониска од теоретската вредност. Вистинската стапка на проток треба да се утврди со пресекот на карактеристичната крива на системот и карактеристичната крива на пумпата. Карактеристичната крива на системот ја одразува врската помеѓу стапката на проток и отпорноста во системот на гасоводот и обично се изведува од формулата за пресметување на отпорност на гасоводот. Кривата на карактеристична пумпа е кривата на врската помеѓу параметрите како што се протокот, главата, моќта и ефикасноста на центрифугалната пумпа под различни услови на работа, што е одредено од производителот преку експерименти. Кога пумпата е инсталирана во специфичен систем на гасоводот, стапката на проток што одговара на пресекот на двете криви е вистинската стапка на работа на пумпата во овој систем.

3.3 Средни карактеристики

• Вискозност: Течности со висока вискозност (како масла) ќе го зголемат внатрешното триење и ќе ја намалат стапката на проток.
• Содржина на гас: Кога содржината на гас во течноста надминува 5%, кавитацијата може да биде предизвикана, а стапката на проток ќе се намали нагло.

4. Заеднички причини и решенија за абнормални стапки на проток

5. Резиме

Стапката на проток на аЦентрифугална пумпаможе да се процени со теоретски формули, но вистинската вредност треба да се комбинира со ефикасноста и карактеристиките на системот. Големината на работното коло, брзината на вртење и средните карактеристики се основните променливи кои влијаат на стапката на проток. Во инженерството, стапката на проток по можност се одредува преку кривините на перформансите и измерените податоци, наместо да се потпира само на пресметките. Совладување на логиката на пресметување на стапката на проток може да го оптимизира изборот на пумпата, да ја намали потрошувачката на енергија и да го продолжи услужниот век на опрема. За комплексни системи, се препорачува да се користат CFD симулации или професионален софтвер (како што е Pipe - FLO) за помошна анализа.