הפסדים שונים במשאבה ויעילות המשאבה

הפסדים שונים במשאבה ויעילות המשאבה

בתהליך המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה נוזלית, המשאבה מלווה בהפסדים שונים, והפסדים אלה מיוצגים על ידי יעילות מקבילה.

להלן תיאור קלט ופלט האנרגיה במשאבה בהתאם לתהליך העברת האנרגיה במשאבה.

1. אובדן מכני ויעילות מכנית

ראשית יש לבזבז את היעילות (כוח המוט) המועבר מהמעבר העיקרי לפיר המשאבה כדי להתגבר על הפסדי החיכוך של המסבים והאטמים. כוח הפיר שנותר משמש בכדי להניע את הדחף לסיבוב. עם זאת, לא כל האנרגיה המכנית של האימפלר מועברת לנוזל שעובר דרך הדחף. חלקו נצרך כדי להתגבר על החיכוך בין פני משטחי הכיסוי הקדמי והאחורי של הדחף והמארז (חלל המשאבה).

סכום כוח האובדן הנושא הנ"ל (Pm1), כוח אובדן האיטום (Pm2) וכוח אובדן החיכוך של הדיסק (Pm3) נקרא pm הפסד מכני, ועוצמתו באה לידי ביטוי ביעילות מכנית ηm. הכוח שנותר של כוח הפיר מינוס כוח האובדן המכני משמש לביצוע עבודות על הנוזל העובר דרך הדחף. היעילות המכנית היא היחס בין כוח המוט של הכוח ההידראולי הקלט, כלומר,

ηm = P '/ P

2. אובדן נפח ויעילות נפח

הכוח ההידראולי הקלט משמש לביצוע עבודות על הנוזל העובר דרך הדחף, כך שלחץ הנוזל ביציאת המים האימפלר גבוה יותר מלחץ הכניסה. הפרש הלחץ בין המוצא לכניסה הופך חלק מהנוזל העובר דרך האימפלר לזרום מחלל המשאבה דרך המרווח של טבעת חותם האימפלר (טבעת הפתיחה) אל כניסת הדחף. בדרך זו, קצב הזרימה Qt (הידוע גם כקצב הזרימה התיאורטי של המשאבה) דרך המדחף אינו מועבר לחלוטין לשקע המשאבה. חלק q הנוזל של הנוזל צורך את האנרגיה המתקבלת מהאימפלר בתהליך זרימת הדליפה, כלומר מהנוזל בלחץ גבוה (לחץ יציאה) הופך לנוזל בלחץ נמוך (לחץ כניסה). לכן, מהות אובדן הנפח היא גם אובדן אנרגיה, ועוצמת אובדן הנפח מחושבת על ידי יעילות נפח ηv. היעילות הנפחית היא היחס בין עוצמת הנוזל (קצב הזרימה בפועל Q) לאחר הסרת הדליפה דרך הדחף לכוח (הכוח ההידראולי הקלט) של הנוזל (קצב הזרימה התיאורטי Q) דרך המדחף.

דליפת משאבות חד-שלביות מתרחשת בעיקר בטבעת האיטום. בנוסף למשאבות מרובות שלבים, ישנן גם נזילות בין שלבי. בנוסף, יש לכלול גם דליפת מתקן הכוח הצירי המאזן, מתקן איטום וכו 'באובדן הנפח של המשאבה.

3. אובדן הידראולי ויעילות הידראולית

האנרגיה (Ht) שמתקבלת מהאימפלר על ידי הנוזל האפקטיבי (הסרת הנזילה) דרך הדחף גם לא מועברת לחלוטין מכיוון שהנוזל מלווה בהפסדי חיכוך הידראוליים בזרימת החלק בזרימת יתר של המשאבה (התעלה מ כניסת המשאבה לשקע) (התנגדות לאורך נתיב) ואובדן הידראולי (התנגדות מקומית) הנגרמים כתוצאה ממגע, זרימה, כיוון מהירות ושינוי גודל וכו ', וכך צורכים חלק מהאנרגיה. האנרגיה שאבדה ליחידת משקל הנוזל בזרימת המשאבה נקראת אובדן הידראולי של המשאבה, המתבטא על ידי h. בגלל האובדן ההידראולי, האנרגיה (H) שנוספת על ידי משקל היחידה של נוזל דרך המשאבה היא פחות מהאנרגיה (Ht) המועברת על ידי האימפלר למשקל היחידה של הנוזל, כלומר H = Ht-h. גודל האובדן ההידראולי של המשאבה נמדד על ידי היעילות ההידראולית ηh של המשאבה. היעילות ההידראולית היא היחס בין עוצמת הנוזל האבוד הידראולי לכוח הנוזל הלא הידראולי.

סכום ההפסדים השונים במשאבה מתבטא ביעילות הכוללת (המכונה יעילות המשאבה). היעילות הכוללת היא היחס בין כוח היציאה האפקטיבי PUt לכוח הקלט (כוח המוט) Pa.

היעילות הכוללת של המשאבה שווה למוצר של יעילות מכנית, יעילות נפחית ויעילות הידראולית.