Generatory energii płynu:

pompy i sprężarki

Leszek Ruszkowski

V rok AiR

Inżynieria Biomedyczna

2010.IV.26

Pompa jest urządzeniem służącym do wytworzenia różnicy
ciśnień między stroną ssawną (wlotem do pompy) a tłoczną
(wylotem z pompy), umożliwiającej transport cieczy lub
osadów.

Działanie pompy polega na przekazaniu cieczy siły
mechanicznej przez wirnik, tłok lub membranę, celem jej
sprężenia.

W zależności od sposobu przenoszenia cieczy wewnątrz
kadłuba pompy rozróżnia się pompy wyporowe (rotacyjne i
tłokowe) oraz przepływowe (zw. też wirowymi).

Definicja

Podział pomp

POMPY

POMPY WYPOROWE

POMPY WIROWE

O ruchu postępowo-

zwrotnym (tłok, nurnik,

przepona)

O ruchu obrotowo-

zwrotnym (tłok

skrzydełkowy)

O ruchu obrotowym

(koło zębate, wirnik)

O ruchu

obiegowym

O ruchu

oscylacyjno-obrotowym

Krętne

Krążeniowe

Odśrodkowe

Helikoidalne

Diagonalne

Śmigłowe

Odwracalne

Z bocznymi

kanałami

Pierścieniem

wodnym

Pompa wyporowa – pompa, której działanie polega na przetłaczaniu dawki
cieczy z przestrzeni ssawnej do tłocznej przez ruch organu roboczego (tłoka,
nurnika, przepony).
W pompie wyporowej praca organu roboczego zamieniana jest bezpośrednio
na energię ciśnienia.

Pompa wirowa – pompa, w której łopatkowy wirnik zwiększa moment pędu
(kręt) cieczy powodując efekt ssania we wlocie i nadwyżkę ciśnienia po stronie
tłocznej pompy.
W pompach wirowych nie jest potrzebne uszczelnienie oddzielające obszar
ssawny od tłocznego (w przeciwieństwie do pomp wyporowych).

Podział pomp

Cechy charakterystyczne pomp
wirowych

• Głównym organem roboczym jest obracający się z dużą

prędkością wirnik wyposażony w łopatki,

• Za pomocą łopatek energia pobierana z silnika

napędzającego przenosi się na ciecz i powoduje jej
przepływ przez pompę,

• Wzrost energii cieczy podczas jej przepływu przez pompę

wyraża się przyrostem prędkości i ciśnienia,

• Po opuszczeniu wirnika ciecz przepływa przez nieruchome

rozszerzające się stopniowo kanały. W kanałach tych
następuje zamiana energii prędkości na energię ciśnienia.

Parametry pomp wirowych

- Wysokość podnoszenia:

]

m

[

2

2

2

g

u

k

H





k - współczynnik doświadczalny bezwymiarowy,
g - przyspieszenie ziemskie w [m/s

2

],

u

2

– prędkość unoszenia wirnika [m/s]

- Wydajność pompy wirowej: Q

v

[m

3

/s]

- Moc pompy wirowej:

- Sprawność pompy wirowej: od 0,38 do 0,90

[kW]

1000

v

v

w

H

Q

P













[kW]

1000

v

v

w

Q

p

P











Pompa odśrodkowa
jednostopniowa
z wirnikiem
jednostrumieniowym

1 - wirnik,
2 – kanał zbiorczy
spiralny
3 - przewód ssawny
4 - przewód tłoczny

Schemat pompy helikoidalnej
(skośna)

1 – wirnik, 2 – łopatka wirnika,

3 – spiralny kanał zbiorczy, 4 - kadłub

Schemat pompy łopatkowej

Łopatki (1) osadzone są w mimośrodowym wirniku (2) obracającym

się wewnątrz korpusu pompy (3). W czasie obrotu wirnika, łopatki

zagarniają ciecz z komory ssawnej (4) do przestrzeni

międzyłopatkowej (5) przenosząc ją do komory tłocznej pompy (6)

Schemat pompy łopatkowej

Schemat pompy
wielotłoczkowej

Schemat pompy wielotłoczkowej

osiowej

Schemat pompy wielotłoczkowej

promieniowej

Tłoczki pompy (1) umieszczone w korpusie (2) opierają się na pochylonej
tarczy (3) [w pompie osiowej] lub na mimośrodowym pierścieniu (3) [w
pompie promieniowej]. Obrotowy ruch pierścienia lub tarczy wymusza ruch
posuwisto-zwrotny tłoczków co powoduje zasysanie i tłoczenie cieczy. Pompy
wielotłoczkowe nie są wyposażone w zawory. Ich rolę spełniają tarcza
rodzielacza (4) w pompie osiowej lub wałek rozdzielczy (4) w pompie
promieniowej. Obracają się wraz z pierścieniem lub tarczą przyłączając
przestrzenie robocze cylinderków na przemian do przewodu ssawnego (5) lub
tłocznego (6).

W pompach rozróżniamy trzy podstawowe rodzaje charakterystyk
indywidualnych wymiarowych :

• charakterystyka przepływu H=f(Q) nazywa niekiedy krzywą
dławienia gdyż wyznacza się ją przez badanie pompy przy
zmieniających się wartościach parametrów za pomocą dławienia
przepływu ( przy stałej prędkości obrotowej pompy n = const. )

• charakterystyka poboru mocy przez pompę p= f(Q), odniesiona do
wału pompy przenoszącego moc z silnika napędowego.

• charakterystyka sprawności pompy n =f(Q) określająca zmianę
stosunku efektywnej mocy Pe, zużytej na zmienione parametry do
mocy pobieranej Pw przy tych parametrach .

Charakterystyki

Charakterystyka pompy wyporowej
(ciśnienie od wydajności)

Charakterystyki

Porównanie wydajności pomp

Wydajność [m3/h]

1

10

100

1000

10000

100000

Tł

ok

ow

e

W

iel

otł

oc

zk

ow

e

Sk

rzy

de

łko

we

Ło

pa

tko

we

Zę

ba

te

Śr

ub

ow

e

He

lik

aln

e

Di

ag

on

aln

e

Śm

igł

ow

e

Od

wr

ac

aln

e

Z

bo

cz

ny

mi

ka

na

łam

i

Z

pie

rśc

ien

iem

w

od

ny

m

Porównanie sprawności pomp

Sprawnośc [%]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tł

ok

ow

e

W

iel

otł

oc

zk

ow

e

Sk

rzy

de

łk

ow

e

Ło

pa

tko

we

Zę

ba

te

Śr

ub

ow

e

He

lik

aln

e

Di

ag

on

aln

e

Śm

igł

ow

e

Od

wr

ac

aln

e

Z

bo

cz

ny

mi

ka

na

łam

i

Z

pie

rśc

ien

iem

w

od

ny

m

Zastosowanie pomp we współczesnej technice:
- zakłady wodociągowe i kanalizacyjne
- służba przeciwpożarowa
- gospodarka cieplna w górnictwie
- elektrownie wodne
- wydobywanie ropy i przetłaczanie produktów naftowych
- budownictwo i prace ziemne do przetłaczania ciekłego

betonu

- przemysł spożywczy
- przemysł chemiczny do cieczy żrących, o wysokiej

temperaturze i wysokim ciśnieniu

Zastosowanie

Dziękuję