Prezentacja programu PowerPoint

W jej skład wchodzą: zbiornik dolny, rurociąg

zbiornik dolny, rurociąg

ssawny, pompa, rurociąg tłoczny i zbiornik górny

Nie  w  każdej  jednak  instalacji  muszą  wystąpić
wszystkie  z  wymienionych  wyżej  elementów.  Pojęcia
zbiornika  dolnego  i  zbiornika  górnego  mają  często
charakter  umowny  i  odnoszą  się  do  obszarów
odpowiednio

przed

i za pompą. Przykładem może być instalacja
centralnego ogrzewania, w której pracuje pompa w
obiegu zamkniętym.

Pompy  są  urządzeniami  bardzo  złożonymi,  toteż  ich
konstrukcja
i  struktura  wewnętrzna  stanowi  domenę  oddzielnej
specjalizacji  zawodowej.  Istnieją  rozmaite  typy
pomp. Najczęściej stosowane są  pompy wirnikowe

pompy wirnikowe

które ze względu na kierunek wypływu cieczy można
podzielić na odśrodkowe

odśrodkowe

(o radialnym wypływie),

diagonalne

helikoidalne

wypływie

promieniowoosiowym)
oraz śmigłowe

śmigłowe

(o wypływie osiowym).

Pompa  wirnikowa  składa  się  z  nieruchomego  korpusu
w  postaci  spiralnej  komory  o  zmiennym  na  długości
przekroju  poprzecznym,  oraz  ruchomego  wirnika,
którego oś sprzęgnięta jest z silnikiem. Z reguły jedna
pompa  wirnikowa  może  pracować  z  różną  prędkością
obrotową wirnika. Prędkość ta może być regulowana w
sposób ciągły (co uzyskuje się dzięki zastosowaniu tzw.
falowników)  lub  skokowo.  Możliwości  danej  pompy
(przy  danej  prędkości  obrotowej)  w  zakresie  relacji
między  ilością  tłoczonej  cieczy  (wydatkiem)  a
wysokością  jej  podnoszenia,  a  także  zależności
sprawności  i  mocy  użytecznej  pompy  w  funkcji
natężenia  przepływu,  określane  są  za  pomocą  tzw.

krzywych charakterystycznych

, zwanych także

charakterystykami pompy

. Charakterystyki są to

więc funkcje opisujące relacje między parametrami
pracy pompy.

Podstawowa charakterystyka pompy jest to funkcyjna
zależność H

(Q) między tzw. manometryczną

manometryczną

wysokością

podnoszenia

wysokością

podnoszenia

natężeniem

przepływu

natężeniem

przepływu

przez

pompę

przedstawiana

najczęściej

postaci

wykresu.

Manometryczna wysokość podnoszenia uwzględnia nie
tylko  geometryczną  różnicę  poziomów,  którą  ma
pokonać  pompa  HG,  ale  także  przewidywane  straty
ciśnienia
w rurociągu Hstr, spowodowane oporami przepływu (z
reguły
z  pominięciem  oporów  miejscowych).  Ogólnie,  im
większa  ilość  cieczy  ma  być  transportowana  przez
pompę,  tym  mniejsza  jest  wysokość,  na  którą  dana
pompa jest w stanie podnieść tę ilość wody.

Hydrauliczne podstawy działania pompy

Miarą energii mechanicznej cieczy jest trójmian
Bernoulliego:

gdzie z określa rzędną środka ciężkości przekroju
poprzecznego strumienia cieczy względem przyjętego
poziomu

porównawczego,

  p  jest  ciśnieniem,  ρ  −  gęstością  cieczy,  g  –
przyspieszeniem  ziemskim,  v  prędkością  średnią  w
przekroju  poprzecznym  strumienia,  natomiast  α  jest
współczynnikiem de Saint Venanta.

Wartość  trójmianu  maleje  w  kierunku  przepływu  cieczy,  gdyż
część  energii  mechanicznej  jest  zużywana  na  wykonanie  pracy
przeciwko  siłom  tarcia  wewnętrznego  (siłom  lepkości)  i
zamieniana  na  energię  cieplną.  Jeżeli  jednak  rozważany
strumień  przepływa  przez  pompę,  to  między  jej  wlotem  a
wylotem wartość trójmianu B gwałtownie wzrasta, stosownie do
ilości energii dostarczanej cieczy przez pompę.

Manometryczną wysokość podnoszenia

, czyli

całkowitą wysokość podnoszenia pompy, można
zdefiniować następująco:

gdzie B

, B

są wartościami trójmianu

Bernoulliego  odpowiednio  w  przekroju  wylotowym
(tłocznym)  i  wlotowym  (ssawnym)  pompy,  oraz  w
przekroju  zbiornika  górnego  i  w  zbiornika  dolnego
(czerpalnego);  ∆h

i ∆h

oznaczają wysokości strat

energii mechanicznej w przewodzie ssawnym i
tłocznym, p

i p

oraz v

i v

są odpowiednio

wartościami ciśnienia i prędkości w zbiornikach
górnym i dolnym, natomiast H

= z

– z

jest

geometryczną

wysokością

podnoszenia

pompy

geometryczną

wysokością

podnoszenia

pompy

Wysokość ta
jest sumą geometrycznej wysokości ssania

geometrycznej wysokości ssania

geometrycznej wysokości tłoczenia

Dobór odpowiedniej pompy oraz prędkości
obrotowej

, przy której powinna pracować, odbywa się

na podstawie znanych wartości wymaganego wydatku
Q oraz wymaganej manometrycznej wysokości
podnoszenia H

. Ta ostatnia zależy od strat energii

mechanicznej, jakie wystąpią przy żądanym wydatku Q
w konkretnym rurociągu, w jakim pracować będzie
pompa. Wartość H

określana jest z podanej

zależności. Jeśli przewody ssawne i tłoczne mają tę
samą średnicę i ten sam współczynnik oporów
liniowych, oraz jeśli ciśnienia p

i p

i prędkości v

i v

są jednakowe, wówczas wzór upraszcza się do:

gdzie  L  jest  całkowitą  długością  przewodów  ssawnych  i
tłocznych,  d  –  średnicą  przewodów,  a  λ  –  współczynnikiem
oporów  na  długości.  Na  podstawie  uzyskanych  w  ten  sposób
wymaganych  wartości  (Q,  H

) spośród dostępnych pomp

wybieramy tę, dla której punkt o powyższych współrzędnych
znajduje się na charakterystyce pompy.

Warunki  współpracy  pompy  z  rurociągiem  lepiej
jednak  sprawdzić  w  inny  sposób.  Jeśli  na  wspólnym
wykresie  narysujemy  charakterystykę  pompy  oraz
zależność  H

(Q) określoną relacją Według podanych

zależności

(wybranej)

zwaną

charakterystyką

rurociągu

, to punkt przecięcia się tych krzywych

wyznaczy nam wartości Q oraz H

, jakie uzyska się po

zamontowaniu danej pompy w danym rurociągu. Punkt
przecięcia się charakterystyk pompy i rurociągu nosi
nazwę punktu pracy pompy

punktu pracy pompy

. Przy prawidłowo

dobranej

pompie,

współrzędne

punktu

pracy

pokrywają się z wymaganymi parametrami Q i H

których uzyskaniu służy pompa.

Typowa

konstrukcja

jednostopniowej

wysokociśnieniowej pompy odśrodkowej. Pompy
jednostopniowe

mają

wirnik

przewieszony

tj.

umieszczony  na  końcu  wału  za  łożyskiem.  Zamiana
energii  kinetycznej  cieczy  opuszczającej  wirnik  2  na
energię  ciśnienia  jest  realizowana  w  kanałach
dyfuzorowych  łopatek  kierowniczych  odśrodkowych  1,
umieszczonych  w  osłonie  za  wirnikiem.  Z  kierownicy
odśrodkowej  ciecz  wypływa  do  osłony  spiralnej  3,
stanowiącej  kanał  zbiorczy;  tam  zachodzi  dalsza
zamiana prędkości na ciśnienie.

Document Outline