PRZENOŚNIKI CIECZY służą do przenoszenia cieczy z poziomu niższego na wyższy: Czerpadła: pojemnikowe cięgłowe, śrubowe(śruba Archimedesa, wys.podn.5-6m.), pojemnikowe kołowe, ślimakowe; Elektromagn.p.c.(ciekłego metalu):zasilane prądem a)stałym b)przemiennym; Pneumatyczne p.c:; Powietrzne p.c:; Tarany hydrauliczne:; Strumienice:; POMPY maszyny robocze, które służą do podnoszenia cieczy z poziomu niższego na wyższy lub do przetłaczania cieczy ze zbiornika ssawnego o ciśnieniu niższym do zbiornika tłocznego o ciśnieniu wyższym. Są to więc maszyny bierne, robocze, które przenoszą energię mechaniczną zewnętrznego źródła na przepływającą ciecz. Działanie ich polega na wytwarzaniu różnicy ciśnień między króćcem ssawnym, a tłocznym pompy (między nimi organ czynny). Są odwróceniem silników wodnych.: POMPY WYPOROWE (organ roboczy tłok, skrzydełko i inne.) Stosowane do największych wysokości podnoszenia, mają ograniczoną wydajność, charakteryzują się niezmienną wysokością podnoszenia przy zmianie parametrów układu. Mają stosunkowo wysoką sprawność, zdolność do samo zasysania, jest mało wrażliwa na zapowietrzenia. Służą do transportu cieczy bardzo gęstych, różnych mieszanin i zawiesin, olei, asfaltów, smoły, tłuszczów, melasy, wody z piaskiem, szlamu, itp. możliwość pompowania bardzo małych objętości cieczy (np.: w dozownikach)., Wady - •nierównomierność pracy (dla pomp o ruchu p-z o.r.), •mniejsza pewność ruchowa związana z większą ilością elementów ruchomych, •duży wpływ technologii, materiałów i jakości wykonania na pracę pompy (szczególnie tłokowej).: O ruchu posuwisto-zwrotnym organu roboczego: tłokowe(nurnikowe)(jedno i dwustronnego działania), wielotłoczkowe(są promieniowe i osiowe, duża równomierność wydajności, bezpośrednie sprzężenie pompy z silnikiem napędowym, nie potrzebne zawory, wystarczy zastosować kanały odprowadzające, stos. w napędach maszyn lotniczych), przeponowe(membranowe)(do przenoszenia cieczy zanieczyszcz., gęstych, do odwadniania, mało wrażliwa na zanieczyszcz., szczelne- stosowane do cieczy łatwoparującyh i szkodliwych dla otoczenia); O ruchu obrotowo-zwrotnym o.r.: skrzydełkowe(rotacyjne) (bez zaworów, w czasie obrotu powiększenie przestrzeni ssawnej, zmniejszenie tłocznej, równomierna wydajność bez odpowietrzników, prostota konstrukcji, małe wymiary, zdolność do samozasysania); O ruchu obrotowym o.r.: łopatkowe(stos. się w napędach hydraulicznych, do przenoszenia skroplonych gazów i cieczy samosmarujących), zębate(o zazębieniu zewnętrznym i wewnętrznym w czasie zazębienia zmniejszenie przestrzeni, ciecz zawarta we wrębach przetłaczana z obszaru ssawnego do tłocznego), krzywkowe(Rootsa i jednowirnikowa, służą do pompowania cieczy bez zanieczyszczeń stałych, najczęściej lepkich, np. olejów, stos. są też do przenoszenia gazów, jako dmuchawy (dmuchawa Rootsa) i pompy próżniowe), śrubowe(jedno-, dwu- i trójwirnikowe do cieczy lepkich, szlamu, ścieków, cieczy chemicznie agresywnych, przem. chem., naftowy i spożywczy), ślimakowe(podobny charakter pracy i zastosowania jak w przypadku p.śrubowej), labiryntowe(gwintowa); POMPY WIROWE (organ roboczy wirnik na obracającym się wale, powoduje on zwiększenie pędu i ruchu cieczy, silnik pracuje jak turbina.) Duże wydajności przy stosunkowo niewielkich wysokościach podnoszenia; duże prędkości obrotowe - mają przez to małe gabaryty; całkowita równomierność pracy przy ustalonych warunkach pracy; mogą być bezpośrednio sprzężone z silnikami napędowymi; duża pewność ruchowa - bo mała ilość części ruchomych i dość zwarta budowa; zdolność do samoregulacji - samoczynne dostosowanie się do warunków pracy Wady: •brak zdolności samo zasysania - konieczność zalewania i odpowietrzania pompy(krążeniowa-wyjątek); •wrażliwość na zanieczyszczenia mechaniczne;• wrażliwość na zawartość gazów w pompowanej cieczy; •im mniejsza pompa tym mniejsza sprawność niż w wyporowych, a im większa - tym większa sprawność.: Krętne: odśrodkowe(stos. do największych wysokości podnoszenia, najmniejszych ciśnień, małych i średnich przepływów, nie mają zdolności zasysania), helikoidalne(duże wysokości podnoszenia, małe wydajności, stosowane są najczęściej do pompowania wody z większych głębokości), diagonalne(małe wysokości podnoszenia i duże wydajności), śmigłowe(stos. do najmniejszych wysokości podnoszenia i największych wydajności), odwracalne(pompo turbiny, stosowane w elektrowniach wodnych(gdy energia jest tańsza pracuje jako pompa, a gdy droższa jako turbina)); Krążeniowe(Mają zdolność do samo zasysania, powodują przyrost energii kinetycznej.): z bocznymi kanałami pierścieniowymi, peryferalne(do pomp.wody czystej, bez zanieczyszcz.stałych, stosowana w ogródkach, domkach letnisk., na działkach), z pierścieniem wodnym/cieczowym(przeznaczona jest do pompowania cieczy, które zawierają powietrze lub inny gaz. Stosowana jest w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i chemicznym, zwykle wykorzystywana jako pompa powrotna w układach CIP)

WPŁYW KĄTA β₂ NA TEOR.WYS.PODN.POMPY WIR. kąt ten ma decydujący wpływ na parametry pracy wirnika pomp wirowych i na konstrukcje łopatek. Teoretycznie gdy kąt wylotowy łopatki ma większą wartość to rośnie wys.podnoszenia. W praktyce stosuje się jednak β₂<90°. Wynika to z tego, że przy dużych β₂ sprawność η wirnika spada gwałtownie. Poza tym prędk.wody w wirniku (ok.1 m/s) wzrasta gdy zwiększymy β₂, a nie możemy do tego dopuścić więc dużo tracimy. Przy β₂<90°- łopatki zagięte do tyłu, długie(dobrze prowadzą ciecz), kanał między łopatkami jest smukły, łopatki mają mniejszą krzywiznę, ω jest korzystne mimo zwiększonej drogi przepływu i wirnik ma większą sprawność. Gdy β₂=90° łopatki krótkie, strugi cieczy odrywają się od łopatek.Wprawdzie mniejszy kąt β₂ wymaga większej średnicy wirnika, a więc zwiększa straty tarcia ścian wirnika o ciecz, lecz nie równoważą one wymienionych zalet z tych względów przyjmuje się β₂=20°-40°. tgβ₂=c_m2/(u₂-c_u2) c_u2=u₂-c_m2/tgβ₂ α=90° H_th∞=(1/g)u₂c_u2=(1/g)(u₂²-u₂*(c_m2/tgβ₂))

POPRAWKA PFLEJDERERA: Przy skończonej liczbie łopatek siły bezwładności są przyczyną zawirowań międzyłopatkowych. Ruch cieczy w kanałach międzyłopatk.w wirniku można porównać do ruchu cieczy w zamkniętym naczyniu. Na skutek zawirowań na wylocie wirnika następuje deformacja trójkąta prędkości. Na wylocie: •c_u2-maleje do c_u3 •c₂-maleje do c₃ •β₂ -maleje do β₃ Na wlocie: •c₀ -rośnie do c₁ •β₁ -rośnie do β₁^' •c_m1-rośnie do c_m2 L_1∞=u₂c_u2-u₁c_u1; L₁=u₂c_u3-u₁c_u1 H_th∞=(1/g)*(u₂c_u2-u₁c_u1); H_th=(1/g)*(u₂c_u3-u₁c_u1) L_1∞-L₁=u₂*(c_u2-c_u3) H_th∞-H_th=(u₂/g)*(c_u2-c_u3) L_1∞-L₁=p*L₁ H_th∞-H_th=p*H_th L_1∞/L₁=1+p=H_th∞/H_th H_th=H_th∞/(1+p) gdzie: p - współczynnik niedoboru mocy, czyli poprawka Pflejderera. Uwzględnia zmniejszenie jednostkowej pracy wirnika przy skończonej liczbie łopatek. Jest więc współczynnikiem zmniejszenia poboru lub nie wykorzystania mocy -określającym jednoznacznie zmniejszenie wysokości podnoszenia ( ale bez wpływu na sprawność pompy) p=-(
*r₂²)/(z*M_st) gdzie:
-współczynnik doświadczalny; r₂-promień zewnętrzny wirnika; z-liczba łopatek (zazwyczaj 5÷8, a np.dla ścieków 1÷3 żeby się nie zapychało); M_st- moment statyczny rzutu południkowego środkowej linii prąduA₁A₂ . p=0,25÷0,3.
dla pomp odśrodkowych

TEORIA PODOB.DYNAM.POMP WIR.: jest stosowana w celu zmniejszenia kosztów doboru pompy (wykonywanie pomp w skali 1:1 jest kosztowne, najpierw wykonuję się pompę w mniejszej skali i przeprowadza się doświadczenia). Teoria ta określa związki między pompami o różnej wielkości i parametrach pod warunkiem spełnienia warunków podobieństwa. Umożliwia opracowanie całego typoszeregu pomp, normalizacje, unifikacje i typizacje pomp. [Warunki podobieństwa dynamicznego :1-podob. geometryczne - wszystkie kanały przepływowe jednej pompy stanowią wierne pomniejszenie lub powiększenie drugiej z nich tzn.: •ten sam stosunek liniowych wymiarów elementów pompy, •ta sama liczba łopatek, ich kształt i rozmieszczenie, •takie same kąty nachylenia łopatek wirnika i kierownicy na wlocie i wylocie, •taki sam przebieg zmian tego kąta, •taka sama chropowatość względna ścian kanałów przepływowych. 2-podob. kinematyczne -musi występować podobieństwo geometryczne pól prądu w obu przepływach.] Praca pompy wirowej przy dwóch różnych prędkościach obrotowych: Podobieństwo geometryczne jest spełnione bo rozpatrujemy jedną pompę. u₂'/u₂''=w₂'/w₂''=c₂'/c₂''=c_m2'/c_m2'' gdzie: c₁-predkość na wlocie, c₂-prędkość na wylocie z równania Eulera 2gH_th∞=c₂²-c₁²+u₂²-u₁²+w₁²-w₂²; H₁/H₂=(n₁/n₂)²*(η_n1/η_n2) gdy η_n1=η_n2 H₁/H₂=(n₁/n₂)² gdzie: ηn1-sprawność hydrauliczna przy prędkości n₁. Wydajność: Q_∞=πd₂b₂c_m2Q₁/Q₂= (n₁/n₂)*(η_V1/η_V2) gdzie: ηV-sprawność objętościowa η_V1=η_V2Q₁/Q₂=n₁/n₂=(H₁/H₂)^1/2 Moc: (P₁/P₂)=(ρgQ₁H₁η₂)/(ρgQ₂H₂η₁) gdy η₁=η₂ P₁/P₂=(n₁/n₂)³=(H₁/H₂)^3/2 Ta sama pompa przy innych wart.prędk.obrot. może mieć inne param. pracy, powyższe wzory są do obliczenia tych zmian Układ dwóch pomp geometrycznie podobnych przy tej samej prędkości obrotowej. n=const; pola prądu geom.podobne, trójkąty na wlocie i wylocie też.H₁/H₂=(u₁/u₂)²=(d₁/d₂)²=η_n1/η_n2 gdy η_n1=η_n2H₁/H₂=(d₁/d₂)² Wydajność:Q₁/Q₂=(d₁/d₂)³* η_V1/η_V2 gdyη_V1=η_V2Q₁/Q₂=(d₁/d₂)³ Moc: (P₁/P₂)=(ρgQ₁H₁η₂)/(ρgQ₂H₂η₁) gdy η₁=η₂ P₁/P₂=(d₁/d₂)⁵ Zależności między parametrami pracy dwóch pomp geom. podobnych o różnych prędkościach obrotowych. Dla pomp spełniających warunki podobieństwa dynamicznego przy znanych parametrach ( Q,n,H, ) jednej pompy dwa parametry drugiej można przyjąć dowolnie, natomiast trzeci wynika ściśle z wyprowadzonych zależności.H₁/H₂=(n₁/n₂)²*(d₁/d₂)²; Q₁/Q₂=(n₁/n₂)*(d₁/d₂)³; P₁/P₂=(n₁/n₂)³*(d₁/d₂)⁵; n₁/n₂=(Q₁/Q₂)^1/2*(H₁/H₂)^3/4; n₁/n₂=(P₁/P₂)^1/2*(H₁/H₂)^5/4 Wyróżnik szybkobieżności -określa typ pomp n_SQ=(nQ^1/2/H^3/4) =(n/pierw.z H)*(pierw.z (Q/pierw.z H)) [obr/min] n_SQ - wyróżnik kinematyczny szybkobieżności pompy wirowej o parametrach Q, H, n. (Jest to prędkość obrotowa pompy geometrycznie podobnej, która przy wys.podn. H_S=1m ma wydajność Q_S=1m³/s.) n_Sp- dynamiczny wyróżnik szybkobieżności. (Jest to prędkość obrotowa pompy geom. podobnej, której zapotrzebowanie mocy przy wysokości podnoszenia H_S=1m wynosi P_S=1KM) n_Sp=n*pierw.z((QH)/(75H^5/2)) n_Sp=3,65*n_SQ dla wody n_Sf - bezwymiarowy wyróżnik szybkobieżności n_Sf=nQ^1/2/gH^3/4 n_Sf=3,0*n_SsQ dla wody. Wyróżnik szybkobieżności rośnie ze wzrostem Q, maleje ze wzrostem H. Pompy szybkobieżne małe H, pompy wolnobieżne małe Q

KSZTAŁT WIRNIKA I RODZAJ POMPY JAKO F-CJA WZAJEMN.STOS. Q, H, n: Kształt powierzchni prądu, kształt wirnika zależy od wzajemnego stosunku Q, H, n. Jeśli Q=const i n=const to H_th∞=f*u₂²=f*d₂²; u₂=(πd₂n)/60; H_th∞=(c₂²-c₁²)/2g+(u₂²-u₁²)/2g+(w₁²-w₂²)/2g gdzie: d₂-średnica wylotowa zbiornika. Jeśli d₂ duże to duże H. Dla bardzo dużych wysokości podnoszenia trzeba stosować specjalne materiały. Obszar B₂-B₁-mniejsza wysokość podnoszenia (pompy erykoidalne). Obszar C_1­-C₂-jeszcze mniejsza wysokość podnoszenia (pompa diagonalna) Obszar P­_1­-P₂-dalsze obniżenie wysokości podnoszenia (pompa śmigłowa).

ANALIZA PRZEPŁ.CZĄST.CIECZY PRZEZ WIRNIK. TRÓJKĄTY PRĘDKOŚCI: W pompie wirowej występuje ruch okrężny wymuszony, energia z silnika przenoszona jest na ciecz za pomocą łopatek. Ciecz doznaje przyrostu energii tylko w obszarze wirnika, dalej cząsteczki cieczy mają stałą energie, która ulega przemianie. Przepływ przez wirnik ma charakter burzliwy. Pompa śmigłowa-przepływ dwuwymiarowy, kierunku promieniowym brak c_r, na wlocie c=c_z, co jest jednoznaczne z występowaniem zawirowania na wlocie do wirnika. przepływ trójwymiarowy rozkładamy na: -przepływ południkowy(z c_m) -przepływ okrężny(z c_u) Pompy helikoidalne mają łopatki o przestrzennej krzywiźnie (przepływ trójwymiarowy),w których po wypływie z wirnika ciecz jest zbierana i odprowadzana w kierunku odśrodkowym. pompy diagonalne-po wypływie cieczy z wirnika jest ona kierowana za pomocą łopatek kierowniczych z powrotem w kierunku osiowym. trzeci rodzaj przepływu cząsteczki przez wirnik występuje w obszarze, gdy powierzchnia prądu przechodzi w płaszczyznę prostopadłą o osi Z wieloboku prędkości
leży w płaszczynie prostopadłej do osi obrotu Z jest to więc odśrodkowy przepływ cząsteczki, właściwy dla pomp odśrodkowych. Ruch cząsteczki jest tu dwu-wymiarowy (c-rozkłada się na c_r,c_z=0)

---