Τι είναι η υδραυλική απώλεια, η ογκομετρική απώλεια και η μηχανική απώλεια μιας φυγόκεντρης αντλίας;

Στη διαδικασία μετατροπής ενέργειας του αφυγοκεντρική αντλία, δεν μπορεί να μετατραπεί αποτελεσματικά όλη η ισχύς εισόδου σε ενέργεια πίεσης και κινητική ενέργεια του υγρού. Στην πραγματική λειτουργία, υπάρχει πάντα αναπόφευκτη απώλεια ενέργειας. Σύμφωνα με τον φυσικό μηχανισμό της απώλειας ενέργειας, η απώλεια μιας φυγοκεντρικής αντλίας χωρίζεται συνήθως σε τρεις κατηγορίες: Υδραυλικές Απώλειες, Ογκομετρικές Απώλειες και Μηχανικές Απώλειες. Αυτοί οι τρεις τύποι απώλειας καθορίζουν από κοινού τη συνολική απόδοση της αντλίας.

Ι. Υδραυλική Απώλεια

Ορισμός: Η υδραυλική απώλεια, γνωστή και ως απώλεια ροής, αναφέρεται στην απώλεια ενέργειας που παράγεται όταν το υγρό ρέει μέσω των στοιχείων ροής μέσα στην αντλία. Όσον αφορά τα αποτελέσματα, εκδηλώνεται ως η διαφορά μεταξύ της θεωρητικής κεφαλής και της πραγματικής κεφαλής της αντλίας. Αυτός είναι ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση της αντλίας.

Αιτίες: Η υδραυλική απώλεια αποτελείται κυρίως από τις ακόλουθες τρεις πτυχές:

1. Απώλεια κρούσης: Όταν το υγρό εισέρχεται ή ρέει έξω από την πτερωτή, εάν η κατεύθυνση ροής του δεν συνάδει με τη σχεδιασμένη κατεύθυνση των πτερυγίων ή των διόδων ροής, θα συμβεί κρούση και ξαφνική αλλαγή κατεύθυνσης, με αποτέλεσμα απώλεια κραδασμών. Αυτή η κατάσταση είναι ιδιαίτερα εμφανής όταν η αντλία λειτουργεί μακριά από το σημείο βέλτιστης απόδοσης (BEP).
2. Απώλεια τριβής: Το ίδιο το υγρό έχει ιξώδες. Όταν ρέει μέσω των τραχιών εσωτερικών τοιχωμάτων του θαλάμου αναρρόφησης, των διόδων ροής της πτερωτής, των σπειρών και άλλων εξαρτημάτων, θα δημιουργηθεί αντίσταση τριβής και αυτό το μέρος της ενέργειας θα μετατραπεί σε θερμική ενέργεια και θα χαθεί. Όσο μεγαλύτερη και τραχύτερη είναι η δίοδος ροής, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια τριβής.
3. Eddy Loss: Λόγω του περιορισμένου αριθμού λεπίδων της πτερωτής, είναι αδύνατο να καθοδηγηθεί τέλεια όλο το υγρό. Μέρος του υγρού θα δημιουργήσει μια κυκλοφοριακή ροή (σχετική δίνη) μέσα στην πτερωτή, με αποτέλεσμα την κατανάλωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, η αλλαγή του σχήματος διόδου ροής θα προκαλέσει επίσης τοπικές δίνες και θα οδηγήσει σε απώλειες.

Το μέγεθος της υδραυλικής απώλειας επηρεάζει άμεσα την κεφαλή της αντλίας και μπορούμε να μετρήσουμε το βαθμό επιρροής της με την Υδραυλική Απόδοση (ηh).

II. Ογκομετρική Απώλεια

Ορισμός: Η ογκομετρική απώλεια, γνωστή και ως απώλεια διαρροής, είναι η απώλεια ενέργειας που προκαλείται από διαρροή ροής. Συγκεκριμένα, ένα μέρος του υγρού υψηλής πίεσης που πιέζεται από την πτερωτή δεν διοχετεύεται αποτελεσματικά στην έξοδο της αντλίας, αλλά διαρρέει πίσω στην περιοχή χαμηλής πίεσης (όπως η είσοδος της πτερωτής) μέσω διαφόρων διακένων μέσα στην αντλία.

Αιτίες:

1. Διαρροή εκκαθάρισης δακτυλίου στεγανοποίησης: Αυτό είναι το κύριο μέρος της ογκομετρικής απώλειας. Για να αποφευχθεί η τριβή μεταξύ της υψηλής ταχύτητας περιστρεφόμενης πτερωτής και του σταθερού περιβλήματος της αντλίας, πρέπει να αφεθεί ένα διάκενο (δηλαδή το διάκενο του δακτυλίου φθοράς) μεταξύ τους. Το υγρό υψηλής πίεσης στην έξοδο της αντλίας θα διαρρεύσει πίσω στην είσοδο μέσω αυτού του διάκενου.
2. Διαρροή συσκευής εξισορρόπησης: Σε αντλίες πολλαπλών σταδίων ή σε αντλίες ενός σταδίου που έχουν σχεδιαστεί για να εξισορροπούν την αξονική δύναμη, δομές όπως οπές ισορροπίας, δίσκοι εξισορρόπησης ή σωλήνες εξισορρόπησης θα προκαλέσουν επίσης ροή ενός μέρους του υγρού υψηλής πίεσης προς τα πίσω, με αποτέλεσμα απώλειες.
3. Διαρροή στυπιοθλίπτη άξονα: Μια μικρή ποσότητα υγρού μπορεί επίσης να διαρρεύσει από τη στεγανοποίηση άξονα, η οποία, αν και αποτελεί μικρό ποσοστό, περιλαμβάνεται επίσης στην ογκομετρική απώλεια.

Η ογκομετρική απώλεια οδηγεί στο ότι η πραγματική ροή εξόδου της αντλίας είναι μικρότερη από τη θεωρητική ροή της. Το μέγεθός του μετριέται με ογκομετρική απόδοση (ηv). Καθώς φθείρεται η αντλία, το διάκενο του στεγανοποιητικού δακτυλίου θα αυξάνεται σταδιακά και η ογκομετρική απώλεια θα αυξάνεται επίσης ανάλογα.

III. Μηχανική Απώλεια

Ορισμός: Η μηχανική απώλεια αναφέρεται στην ενέργεια που καταναλώνεται από τον άξονα της αντλίας για να ξεπεραστούν διάφορες μηχανικές τριβές κατά την περιστροφή. Αυτό το μέρος της ενέργειας τελικά διαχέεται με τη μορφή θερμικής ενέργειας.

Αιτίες:

1. Απώλεια τριβής δίσκου: Παρουσιάζεται σοβαρή τριβή μεταξύ των εξωτερικών πλακών καλύμματος (μπροστινές και πίσω πλάκες καλύμματος) της υψηλής ταχύτητας περιστρεφόμενης πτερωτής και του υγρού στην κοιλότητα της αντλίας, το οποίο είναι το κύριο μέρος της μηχανικής απώλειας.
2. Απώλεια τριβής ρουλεμάν: Τα ρουλεμάν κύλισης ή τα ρουλεμάν ολίσθησης που χρησιμοποιούνται για τη στήριξη του άξονα της αντλίας θα δημιουργήσουν δύναμη τριβής κατά τη λειτουργία.
3. Απώλεια τριβής στεγανοποιητικού άξονα: Είτε πρόκειται για στεγανοποίηση είτε για μηχανικό σφράγισμα, η συσκευή στεγανοποίησης θα τρίβεται στον άξονα της αντλίας ή στο χιτώνιο του άξονα, καταναλώνοντας ένα μέρος της ισχύος.

Η μηχανική απώλεια σημαίνει ότι ένα μέρος της ισχύος του άξονα που μεταδίδεται από τον κινητήρα καταναλώνεται πριν φτάσει στην πτερωτή για να κάνει εργασίες στο υγρό. Το μέγεθός του μετριέται με Μηχανική Απόδοση (ηm).

Σύναψη

Η κατανόηση της υδραυλικής απώλειας, της ογκομετρικής απώλειας και της μηχανικής απώλειας των φυγοκεντρικών αντλιών δεν είναι μόνο το θεμέλιο για την επαγγελματική εκμάθηση των μηχανημάτων ρευστών, αλλά και ένα σημαντικό τεχνικό μέσο για την επίτευξη των στόχων "διπλού άνθρακα" και την προώθηση της εξοικονόμησης ενέργειας και της μείωσης της κατανάλωσης στον βιομηχανικό τομέα. Μέσω του επιστημονικού σχεδιασμού, της εκλεπτυσμένης λειτουργίας και συντήρησης και του έξυπνου ελέγχου, είμαστε πλήρως σε θέση να ελαχιστοποιήσουμε αυτές τις «αόρατες απώλειες» και να απελευθερώσουμε το μέγιστο δυναμικό του συστήματος αντλίας. Στο μέλλον,Teffikoθα συνεχίσει να εμβαθύνει την έρευνά της σε υγρές λύσεις υψηλής απόδοσης, να βοηθήσει την πράσινη αναβάθμιση του κλάδου και να αξιοποιήσει μαζί σας κάθε ενέργεια που ρέει.