Verschiedene Verluste in der Pumpe und im Pumpenwirkungsgrad
Bei der Umwandlung von mechanischer Energie in flüssige Energie gehen mit der Pumpe verschiedene Verluste einher, die sich in einem entsprechenden Wirkungsgrad niederschlagen.
Das Folgende beschreibt den Energieein- und ausgang in der Pumpe gemäß dem Energieübertragungsprozess in der Pumpe.
1. Mechanischer Verlust und mechanischer Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad (Wellenleistung), der von der Antriebsmaschine auf die Pumpenwelle übertragen wird, muss zuerst aufgewendet werden, um die Reibungsverluste der Lager und Dichtungen zu überwinden. Die verbleibende Wellenleistung wird verwendet, um das Laufrad zum Drehen anzutreiben. Es wird jedoch nicht die gesamte mechanische Energie des Laufrads auf die durch das Laufrad strömende Flüssigkeit übertragen. Ein Teil davon wird verbraucht, um die Reibung zwischen der Oberfläche der vorderen und hinteren Deckfläche des Laufrads und dem Gehäuse (Pumpenhohlraum) zu überwinden.
Die Summe aus der oben erwähnten Lagerverlustleistung (Pm1), der Dichtungsverlustleistung (Pm2) und der Scheibenreibungsverlustleistung (Pm3) wird als mechanischer Verlust pm bezeichnet und ihre Größe wird durch den mechanischen Wirkungsgrad ηm ausgedrückt. Die verbleibende Leistung der Wellenleistung abzüglich der mechanischen Verlustleistung wird zur Durchführung von Arbeiten an der Flüssigkeit verwendet, die durch das Laufrad fließt. Der mechanische Wirkungsgrad ist das Verhältnis der Wellenleistung zur hydraulischen Eingangsleistung, d. H.
ηm = P '/ P
2. Volumenverlust und Volumeneffizienz
Die hydraulische Eingangsleistung wird verwendet, um Arbeiten an der durch das Laufrad fließenden Flüssigkeit auszuführen, so dass der Druck der Flüssigkeit am Wasserauslass des Laufrads höher ist als der Eingangsdruck. Die Druckdifferenz zwischen dem Auslass und dem Einlass bewirkt, dass ein Teil der Flüssigkeit, die durch das Laufrad fließt, vom Pumpenhohlraum durch den Spalt des Laufraddichtrings (Öffnungsring) zum Laufradeinlass fließt. Auf diese Weise wird die Flussrate Qt (auch als theoretische Flussrate der Pumpe bezeichnet) durch das Laufrad nicht vollständig zum Pumpenauslass geliefert. Der Leckageteil q der Flüssigkeit verbraucht die Energie, die vom Laufrad im Leckströmungsprozess erhalten wird, das heißt, aus der Hochdruckflüssigkeit (Ausgangsdruckflüssigkeit) wird Niederdruckflüssigkeit (Eingangsdruckflüssigkeit). Daher ist das Wesen des Volumenverlusts auch der Energieverlust, und die Größe des Volumenverlusts wird durch den Volumenwirkungsgrad & eegr; v berechnet. Der volumetrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis der Leistung der Flüssigkeit (tatsächliche Durchflussmenge Q) nach dem Entfernen des Lecks durch das Laufrad zur Leistung (hydraulische Eingangsleistung) der Flüssigkeit (theoretische Durchflussmenge Q) durch das Laufrad.
Die Leckage einstufiger Pumpen tritt hauptsächlich am Dichtring auf. Neben mehrstufigen Pumpen gibt es auch Zwischenstufenlecks. Außerdem sollte die Undichtigkeit der Pumpenausgleichs-Axialkraftvorrichtung, Dichtungsvorrichtung usw. ebenfalls in den Volumenverlust der Pumpe einbezogen werden.
3. Hydraulikverlust und hydraulischer Wirkungsgrad
Die Energie (Ht), die vom Laufrad von der wirksamen Flüssigkeit (Beseitigung des Lecks) durch das Laufrad aufgenommen wird, wird auch nicht vollständig abgeführt, da die Flüssigkeit mit hydraulischen Reibungsverlusten in der Strömung des Überlaufteils der Pumpe (des Kanals aus Der Pumpeneinlass zum Auslass (Längswiderstand) und der hydraulische Verlust (lokaler Widerstand), der durch Aufprall, Deflow, Geschwindigkeitsrichtung und Größenänderung usw. verursacht wird, verbrauchen einen Teil der Energie. Die Energie, die pro Gewichtseinheit der Flüssigkeit in der Strömung der Pumpe verloren geht, wird als hydraulischer Verlust der Pumpe bezeichnet, der durch h ausgedrückt wird. Aufgrund des hydraulischen Verlusts ist die Energie (H), die durch das Einheitsgewicht der Flüssigkeit durch die Pumpe hinzugefügt wird, geringer als die Energie (Ht), die vom Flügelrad auf das Einheitsgewicht der Flüssigkeit übertragen wird, dh H = Ht-h. Die Größe des Hydraulikverlusts der Pumpe wird durch den Hydraulikwirkungsgrad ηh der Pumpe gemessen. Der hydraulische Wirkungsgrad ist das Verhältnis der Leistung der hydraulisch verlorenen Flüssigkeit zur Leistung der nichthydraulischen Flüssigkeit.
Die Summe der verschiedenen Verluste in der Pumpe wird durch den Gesamtwirkungsgrad (als Pumpenwirkungsgrad bezeichnet) ausgedrückt. Der Gesamtwirkungsgrad ist das Verhältnis der effektiven Ausgangsleistung PUt zur Eingangsleistung (Wellenleistung) Pa.
Der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe entspricht dem Produkt aus mechanischem Wirkungsgrad, volumetrischem Wirkungsgrad und hydraulischem Wirkungsgrad.