U oblasti mašina za fluide, pumpe mešovitog protoka icentrifugalne pumpesu dva uobičajena tipa pumpi. Oni igraju važnu ulogu u mnogim industrijskim i civilnim poljima. Razumijevanje njihovih bitnih razlika je ključno za odabir i ispravnu upotrebu ovih uređaja.
1, Strukturne razlike
(1) Struktura radnog kola
Pumpa mješovitog protoka
Oblik radnog kola pumpe mješovitog protoka je između centrifugalne pumpe i pumpe aksijalnog protoka. Njegove lopatice su uvrnute, sa radijalnim proširenjem lopatica centrifugalne pumpe i aksijalnim proširenjem lopatica pumpe aksijalnog protoka. Ovaj oblik lopatice uzrokuje da tekućina pumpe mješovitog protoka bude izložena i centrifugalnim i aksijalnim silama tokom rada. Na primjer, neki uobičajeni impeleri pumpe s mješovitim protokom imaju uglove postavljanja lopatica općenito između 20 stupnjeva i 60 stupnjeva, što može utjecati na karakteristike performansi pumpe s mješovitim protokom.
Lopatice radnog kola centrifugalnih pumpi su obično radijalne ili zakrivljene unatrag. Lopatice uglavnom stvaraju centrifugalnu silu, koja izbacuje tekućinu iz središta radnog kola prema rubu radnog kola. Ugao postavljanja izlaznog otvora lopatice radnog kola centrifugalne pumpe je generalno veći od 90 stepeni, a neki čak i blizu 180 stepeni, što omogućava fluidu da dobije veliku centrifugalnu silu u impeleru.
(2) Struktura tijela pumpe
Pumpa mješovitog protoka
Tijelo pumpe pumpi s mješovitim protokom je uglavnom spiralne strukture, ali u poređenju sa volutom centrifugalnih pumpi, njeno grlo je veće. Ova struktura pomaže u boljoj ravnoteži radijalnih i aksijalnih sila tokom protoka fluida, istovremeno se prilagođavajući karakteristikama radijalnog i aksijalnog protoka fluida u pumpama sa mešovitim protokom. Osim toga, ulaz i izlaz pumpi s mješovitim protokom obično su na istoj osi ili imaju određeni kut kako bi se prilagodili različitim zahtjevima instalacije i rada.
Tijelo pumpe centrifugalnih pumpi je također uglavnom spiralna struktura, ali je područje grla relativno malo. Ulaz centrifugalne pumpe se obično nalazi sa strane tijela pumpe, a izlaz se nalazi na vrhu ili bočnoj strani tijela pumpe, što se razlikuje od rasporeda ulaznih i izlaznih cjevovoda pumpe mješovitog protoka.
2, Razlike u principima rada
(1) Princip rada pumpe mješovitog protoka
Pretvorba energije
Kada je pumpa s mješovitim protokom u radu, radno kolo se rotira kako bi pokrenulo kretanje tekućine. Zbog uvrnutog oblika lopatica, fluid doživljava kombinovani efekat centrifugalnih i aksijalnih sila u impeleru. Centrifugalna sila uzrokuje da se tekućina kreće prema rubu radnog kola, dok aksijalna sila tjera tekućinu da teče u aksijalnom smjeru. Tokom ovog procesa povećavaju se i kinetička energija i energija pritiska fluida. Kako tekućina teče od centra do ruba impelera, njegova brzina se postepeno povećava, a tlak također postepeno raste.
Putanja toka
Putanja protoka fluida u pumpi s mješovitim protokom je kosi tok između radijalnog i aksijalnog smjera. Nakon ulaska u impeler iz ulaza, tekućina teče duž kosog kanala lopatice. Kada istječe iz radnog kola, postoje i radijalne i aksijalne komponente brzine.
(2) Princip rada centrifugalne pumpe
Pretvorba energije
Centrifugalne pumpe se uglavnom oslanjaju na centrifugalnu silu koju stvara rotacija radnog kola. Kada se impeler okreće velikom brzinom, tečnost se izbacuje prema ivici radnog kola pod dejstvom centrifugalne sile. Tokom ovog procesa, brzina tečnosti se povećava, a pritisak takođe raste u skladu sa tim. Centrifugalne pumpe uglavnom pretvaraju mehaničku energiju koju unose impeler u kinetičku energiju i energiju pritiska fluida, pri čemu povećanje kinetičke energije čini veliki udio, a zatim pretvaraju kinetičku energiju u energiju pritiska kroz komponente kao što je spirala.
Putanja toka
Putanja protoka fluida unutar centrifugalne pumpe je radijalna. Tekućina se izbacuje iz središta radnog kola prema rubu radnog kola, a zatim postepeno mijenja smjer duž spiralnog kanala tijela pumpe, teče iz izlaza.
3, Razlike u karakteristikama performansi
(1) Karakteristike protoka i glave
Pumpa mješovitog protoka
Brzina protoka pumpi s mješovitim protokom je relativno velika, općenito između 100-10000 kubnih metara na sat, ovisno o modelu pumpe i specifikacijama. Raspon njegove glave je relativno uzak, obično između 10-100 metara. Kriva glave protoka pumpe sa mešovitim protokom je relativno ravna, a unutar određenog opsega pritiska, uticaj promena protoka na visinu je relativno mali.
Opseg protoka centrifugalnih pumpi je također vrlo širok, u rasponu od nekoliko kubnih metara na sat do hiljada kubnih metara na sat. Raspon glave centrifugalnih pumpi je širok i kreće se od nekoliko metara do nekoliko stotina metara. Kriva glave protoka centrifugalne pumpe generalno pokazuje oblik grba, sa visokom efikasnošću blizu odlične radne tačke. Nakon odstupanja od odlične radne tačke, efikasnost će se brzo smanjiti.
(2) Efikasnost
Pumpa mješovitog protoka
Pumpe s mješovitim protokom imaju veću efikasnost u uslovima srednjeg protoka i visokog pritiska. Zbog karakteristika svoje strukture i principa rada, pumpe sa mešovitim protokom mogu efikasno da konvertuju ulaznu energiju u efektivnu energiju fluida kada se bave velikim protokom i određenim zahtevima za naponom, sa efikasnošću koja generalno dostiže oko 70% -85%.
Efikasnost centrifugalnih pumpi u zoni visoke{0}}efikasnosti je također relativno visoka, obično dostižući oko 80% -90%. Ali kada brzina protoka i visina odstupaju od optimalne radne tačke, efikasnost se brzo smanjuje. Na primjer, kada je protok ispod 50% optimalne radne tačke, efikasnost centrifugalne pumpe može se smanjiti na ispod 50%.
(3) Performanse kavitacije
Pumpa mješovitog protoka
Performanse kavitacije pumpi mješovitog protoka su relativno loše. Zbog velikog ulaznog protoka i velikog ulaznog ugla lopatice kod pumpi sa mešovitim protokom, kavitacija je sklona nastajanju na ulazu lopatice. Naročito u uslovima niskog napona i visokog protoka, problemi sa kavitacijom su ozbiljniji.
Performanse kavitacije centrifugalnih pumpi su relativno dobre. Ulazni ugao lopatica centrifugalne pumpe je relativno mali, a ulazni protok je relativno spor, što može u određenoj meri smanjiti pojavu kavitacije. Međutim, centrifugalne pumpe također mogu imati problema sa kavitacijom na velikoj nadmorskoj visini, visokim temperaturama ili lošim uvjetima usisavanja.
4, Razlika u obimu primjene
(1) Opseg primjene pumpe mješovitog protoka
Hidrotehnika
Pumpe s mješovitim protokom se široko koriste u inženjerstvu za navodnjavanje i drenažu. Na primjer, u velikim-poljoprivrednim sistemima za navodnjavanje, pumpe mješovitog protoka mogu podići vodu sa izvora na višu poziciju, a zatim je transportirati do različitih poljoprivrednih površina kroz kanale. Što se tiče drenaže, pumpe sa mješovitim protokom mogu se koristiti za uklanjanje zalijevanja, posebno u područjima sa relativno ravnim terenom. Pumpe mješovitog protoka mogu efikasno ispuštati akumuliranu vodu.
Gradsko vodosnabdijevanje
U projektima zahvatanja i preusmjeravanja sirove vode u nekim gradovima, pumpe s mješovitim protokom mogu se koristiti i za transport vode od izvora vode do postrojenja za prečišćavanje vode ili gradskih vodovodnih mreža. Naročito kada je potreban veliki protok i umjerena visina, pumpa s mješovitim protokom je ekonomičniji izbor.
(2) Opseg primjene centrifugalne pumpe
Industrijski sektor
Centrifugalne pumpe se široko koriste u industrijama kao što su hemijska, naftna i energetska. U hemijskoj industriji, centrifugalne pumpe se mogu koristiti za transport različitih hemijskih medija kao što su kiseline, baze, rastvori soli, itd. U naftnoj industriji, centrifugalne pumpe se mogu koristiti za procese kao što su transport sirove nafte i ubrizgavanje vode. U elektroenergetici se centrifugalne pumpe mogu koristiti za opskrbu cirkulirajućom rashladnom vodom itd.
Građevinsko polje
Centrifugalne pumpe igraju važnu ulogu u izgradnji sistema vodosnabdijevanja i odvodnje. Na primjer, u sistemu vodosnabdijevanja visokih-zgrada, centrifugalne pumpe mogu podići vodu iz bazena donjeg nivoa do visokog-rezervoara za vodu kako bi zadovoljile potrebe korisnika za vodom. U sistemu zaštite od požara, centrifugalne pumpe su takođe važna oprema za vodosnabdevanje koja može obezbediti dovoljnu zapreminu i pritisak vode u slučaju požara.
Ukratko, postoje bitne razlike između pumpi mješovitog protoka i centrifugalnih pumpi u pogledu strukture, principa rada, karakteristika performansi i opsega primjene. U praktičnim primenama, neophodno je izabrati pumpu mešovitog protoka ili centrifugalnu pumpu razumno na osnovu specifičnih radnih uslova kao što su brzina protoka, visina, svojstva tečnosti i drugi faktori. Za situacije sa visokim protokom, srednjim naponom i ne posebno visokim zahtevima za performanse kavitacije, pumpe sa mešovitim protokom su dobar izbor; Za radne uslove sa širokim rasponom protoka i visine, zahtevima visoke efikasnosti i osetljivošću na performanse kavitacije, centrifugalne pumpe imaju više prednosti.