Santrifüj Pompanın Hidrolik Kaybı, Hacim Kaybı ve Mekanik Kaybı Nedir?

Enerji dönüşüm sürecindesantrifüj pompaGiriş gücünün tamamı etkili bir şekilde sıvının basınç enerjisine ve kinetik enerjisine dönüştürülemez. Fiili çalışmada kaçınılmaz enerji kaybı her zaman mevcuttur. Enerji kaybının fiziksel mekanizmasına göre, bir santrifüj pompanın kaybı genellikle üç kategoriye ayrılır: Hidrolik Kayıp, Hacimsel Kayıp ve Mekanik Kayıp. Bu üç tür kayıp, pompanın genel verimliliğini birlikte belirler.

I. Hidrolik Kayıp

Tanım: Akış kaybı olarak da bilinen hidrolik kayıp, sıvının pompa içindeki akış bileşenlerinden akması sırasında oluşan enerji kaybını ifade eder. Sonuçlar açısından bakıldığında pompanın teorik yüksekliği ile gerçek yüksekliği arasındaki fark olarak ortaya çıkar. Pompa verimliliğini etkileyen ana faktör budur.

Nedenleri: Hidrolik kayıp temel olarak aşağıdaki üç husustan oluşur:

1. Şok Kaybı: Sıvı pervaneye girdiğinde veya pervaneden dışarı aktığında, akış yönü kanatların veya akış kanallarının tasarlanan yönü ile tutarsızsa, darbe ve ani yön değişikliği meydana gelerek şok kaybına neden olur. Bu durum özellikle pompanın En İyi Verimlilik Noktasından (BEP) uzakta çalıştığı durumlarda belirgindir.
2. Sürtünme Kaybı: Sıvının kendisi viskoziteye sahiptir. Emme odasının pürüzlü iç duvarlarından, pervane akış geçitlerinden, salyangozdan ve diğer bileşenlerden aktığında sürtünme direnci oluşacak ve enerjinin bu kısmı ısı enerjisine dönüştürülerek kaybolacaktır. Akış geçişi ne kadar uzun ve pürüzlü olursa sürtünme kaybı da o kadar büyük olur.
3. Girdap Kaybı: Pervane kanatlarının sınırlı sayıda olması nedeniyle tüm sıvının mükemmel şekilde yönlendirilmesi mümkün değildir. Sıvının bir kısmı pervanenin içinde dolaşan bir akış (göreceli girdap) oluşturacak ve bu da enerji tüketimine neden olacaktır. Aynı zamanda akış geçiş şeklinin değişmesi de yerel girdaplara neden olacak ve kayıplara yol açacaktır.

Hidrolik kaybın büyüklüğü doğrudan pompa yükünü etkiler ve etki derecesini Hidrolik Verim (ηh) ile ölçebiliriz.

II. Hacimsel Kayıp

Tanım: Sızıntı kaybı olarak da bilinen hacimsel kayıp, akış sızıntısından kaynaklanan enerji kaybıdır. Spesifik olarak, pervane tarafından basınçlandırılan yüksek basınçlı sıvının bir kısmı, pompa çıkışına etkili bir şekilde iletilmez, ancak pompanın içindeki çeşitli açıklıklardan düşük basınç alanına (pervane girişi gibi) geri sızar.

Nedenleri:

1. Conta Halkası Açıklık Sızıntısı: Bu hacimsel kaybın ana kısmıdır. Yüksek hızlı dönen pervane ile sabit pompa gövdesi arasındaki sürtünmeyi önlemek için aralarında bir boşluk (yani aşınma halkası boşluğu) bırakılmalıdır. Pompa çıkışındaki yüksek basınçlı sıvı bu boşluktan girişe geri sızacaktır.
2. Dengeleme Cihazı Sızıntısı: Çok kademeli pompalarda veya eksenel kuvveti dengelemek için tasarlanmış bazı tek kademeli pompalarda, balans delikleri, balans diskleri veya balans boruları gibi yapılar da yüksek basınçlı sıvının bir kısmının geri akmasına neden olarak kayıplara neden olacaktır.
3. Salmastra Sızıntısı: Salmastradan az miktarda sıvı da sızabilir, bu da küçük bir oran oluştursa da hacimsel kayba da dahildir.

Hacimsel kayıp, pompanın gerçek çıkış akışının teorik akıştan daha az olmasına yol açar. Büyüklüğü Hacimsel Verimlilik (ηv) ile ölçülür. Pompa aşındıkça conta halkası açıklığı giderek artacak ve hacimsel kayıp da buna bağlı olarak artacaktır.

III. Mekanik Kayıp

Tanım: Mekanik kayıp, dönüş sırasında çeşitli mekanik sürtünmelerin üstesinden gelmek için pompa milinin tükettiği enerjiyi ifade eder. Enerjinin bu kısmı sonunda ısı enerjisi şeklinde dağılır.

Nedenleri:

1. Disk Sürtünme Kaybı: Yüksek hızda dönen pervanenin dış kapak plakaları (ön ve arka kapak plakaları) ile pompa boşluğundaki sıvı arasında mekanik kaybın ana kısmı olan şiddetli sürtünme meydana gelir.
2. Rulman Sürtünme Kaybı: Pompa milini desteklemek için kullanılan rulmanlar veya kaymalı rulmanlar, çalışma sırasında sürtünme kuvveti oluşturacaktır.
3. Mil Sızdırmazlık Sürtünme Kaybı: İster salmastra ister mekanik salmastra olsun, sızdırmazlık cihazı pompa miline veya mil kovanına sürtünerek gücün bir kısmını tüketir.

Mekanik kayıp, motordan iletilen mil gücünün bir kısmının, sıvı üzerinde iş yapmak üzere pervaneye ulaşmadan önce tüketilmesi anlamına gelir. Büyüklüğü Mekanik Verimlilik (ηm) ile ölçülür.

Çözüm

Santrifüj pompaların hidrolik kaybını, hacimsel kaybını ve mekanik kaybını anlamak, yalnızca akışkan makinelerinin mesleki öğreniminin temeli değil, aynı zamanda "çift karbon" hedeflerine ulaşmak ve endüstriyel alanda enerji tasarrufu ve tüketimin azaltılmasını teşvik etmek için önemli bir teknik araçtır. Bilimsel tasarım, iyileştirilmiş işletme ve bakım ve akıllı kontrol sayesinde, bu "görünmez kayıpları" en aza indirme ve pompa sisteminin maksimum potansiyelini ortaya çıkarma kapasitesine sahibiz. Gelecekte,TeffikoYüksek verimli akışkan çözümleri konusundaki araştırmalarını derinleştirmeye devam edecek, sektörün çevreci gelişimine yardımcı olacak ve akan her enerjiyi sizinle birlikte kullanacak.