Santrifüj pompa akış hızının hesaplanması

Akış hızı (q)santrifüj pompasısistem tasarımını ve çalışma verimliliğini doğrudan etkileyen taşıma kapasitesini ölçmek için anahtar bir parametredir. Bu makale, mühendislerin doğru seçimler yapmasına ve operasyonları optimize etmelerine yardımcı olmak için akış hızı hesaplama formüllerini, faktörleri etkileyen faktörleri ve mühendislik hesaplama yöntemlerini derinden analiz edecektir.

1. santrifüj pompa akış hızı tanımı ve birimleri

Akış hızı (q)

Birim zaman başına pompa tarafından verilen sıvı hacmi. Ortak birimler aşağıdaki gibidir:

• Uluslararası birimler: M3/s (saatte metreküp), l/s (saniyede litre)
• İmparatorluk birimleri: GPM (dakikada galon), FT3/s (saniyede küp)

Dönüşüm ilişkileri

• 1m3/h≈4.403gpm
• 1L/S = 15.85gpm

2. Santrifüj pompa akış hızı için çekirdek formüller

2.1 Teorik akış hızı formülü (kayıpları dikkate almadan)

Santrifüj pompanın teorik akış hızı, pervanenin geometrik parametreleri ile hesaplanabilir:

Q = a⋅v = πeket

• A: Akış - Pervane Outlet'teki Alandan (M2)
• D: Pervane çıkışının çapı (m)
• B: Pervane çıkışının genişliği (m)
• V: Pervane çıkışındaki sıvının radyal hızı (m/s)

Uygulama Senaryosu: Ön tasarım aşamasındaki akış hızını tahmin etmek için kullanılır, ancak hidrolik kayıpların ve verimliliğin etkisini dikkate almaz.

2.2 Gerçek akış hızı formülü (verimlilik dikkate alınarak)

Gerçek akış hızı, pompa verimliliğinden (η) ve sistem direncinden etkilenir ve baş (H) ve güç (P) ile kombinasyon halinde hesaplanması gerekir. Akış hızı ünitesi m3/s olduğunda:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η

Akış hızı birimi M3/H olduğunda:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η × 3600

P: Şaft Gücü (KW)

• η: pompa verimliliği (genellikle% 50 -% 85)
• ρ: sıvı yoğunluğu (kg/m3)
• G: Yerçekimi ivmesi (9.81m/s2)
• H: kafa (m)

Kilit Noktalar:

• Akış hızı, güç ile doğru orantılıdır ve başla ters orantılıdır.
• Yüksek viskozite sıvıları verimliliği (η) azaltacak ve hesaplamanın düzeltilmesi gerekir.

3. Akış hızını etkileyen temel faktörler

3.1 Pervane Parametreleri

• Pervane çapı (d): Akış hızı, pervane çapının (q∝d2) karesi ile doğru orantılıdır.
• Pervane dönme hızı (n): Akış hızı, benzerlik yasasını takip ederek dönme hızı (q∝n) ile doğru orantılıdır: q1q2 = (n1n2) (d1d2) 3.

3.2 Sistem Direnci

Boru sürtünmesi, valf açıklıkları ve dirsek sayısı sistem direncini artıracak ve bu da gerçek akış hızının teorik değerden daha düşük olmasına neden olacaktır. Gerçek akış hızı, sistem karakteristik eğrisinin kesişimi ve pompa karakteristik eğrisi ile belirlenmelidir. Sistem karakteristik eğrisi, boru hattı sistemindeki akış hızı ve direnç arasındaki ilişkiyi yansıtır ve genellikle boru hattı direnci hesaplama formülünden türetilir. Pompa karakteristik eğrisi, santrifüj pompanın akış hızı, başı, gücü ve verimliliği gibi parametreler arasındaki ilişkinin, üretici tarafından deneyler yoluyla belirlenen ilişkinin eğrisidir. Pompa belirli bir boru hattı sistemine monte edildiğinde, iki eğrinin kesişimine karşılık gelen akış hızı, bu sistemdeki pompanın gerçek çalışma akış hızıdır.

3.3 Orta özellikler

• Viskozite: Yüksek viskozite sıvıları (yağlar gibi) iç sürtünmeyi artıracak ve akış hızını azaltacaktır.
• Gaz İçeriği: Sıvıdaki gaz içeriği%5'i aştığında, kavitasyon indüklenebilir ve akış hızı keskin bir şekilde düşecektir.

4. Anormal akış hızları için ortak nedenler ve çözümler

5. Özet

A akış hızısantrifüj pompasıTeorik formüller tarafından tahmin edilebilir, ancak gerçek değerin verimlilik ve sistem özellikleri ile birleştirilmesi gerekir. Pervane boyutu, dönme hızı ve orta özellikler, akış hızını etkileyen temel değişkenlerdir. Mühendislikte, akış hızı tercihen sadece hesaplamalara dayanmak yerine performans eğrileri ve ölçülen veriler yoluyla belirlenir. Akış hızı hesaplama mantığına hakim olmak, pompa seçimini optimize edebilir, enerji tüketimini azaltabilir ve ekipmanın servis ömrünü uzatabilir. Karmaşık sistemler için, yardımcı analiz için CFD simülasyonlarının veya profesyonel yazılımların (boru - flo gibi) kullanılması önerilir.