11. Charakterystyki powinowate, pagórek sprawności. Z rzeczywistej charakterystyki przepływu H = f (Q), właściwej dla danej prędkości obrotowej, możemy otrzymać charakterystykę przepływu dla innej prędkości.Q1 /Q2 = n1 /n2 , H1 /H2 = (n1/n2)2 = (Q1/Q2)2
P1 /P2 = (n1/n2)3.Wzory te zostały wyprowadzone przy przyjęciu niezmiennej sprawności pompy. Każdemu punktowi charakterystyki I będzie odpowiadał punkt na charakterystyce II i III spełniający podane wyżej zależności. (RYS powinowactwo charakt. przepływu). 12. Wyróżniki szybkobieżności pomp wirowych:- kinematyczny wyróżnik szybkobieżności nSQ :nSQ=(n√QS)/HS3/4 , gdzie: Q [m3 /s] , H [m], n [obr/min].Kinematyczny wyróżnik szybkobieżności nSQ pompy wirowej o parametrach Q, H, n jest to prędkość obrotowa pompy geometrycznie podobnej, która przy wysokości podnoszenia HS = 1m ma wydajność QS= 1m3/s. - dynamiczny wyróżnik szybkobieżności nSP : nSP= n √(QSHS/75HS5/2), nSP= n√(γ Q/75H√H), γ - wpółczynnik gęstości cieczy ; nSP= 3,65 nSQ .Dynamiczny wyróżnik szybkobieżności nSP pompy wirowej o parametrach Q, H, n jest to prędkość obrotowa pompy geometrycznie podobnej, której zapotrzebowanie mocy przy wysokości podnoszenia HS = 1m wynosi QS = 1KM. Wyznaczanie wyróżnika szybkobieżności nsQ na podstawie określonych parametrów pracy pompy Q, H, n stanowi punkt wyjścia do określenia rodzaju pompy i obliczenia wirnika. 14. Współpraca pomp z układami pompowymi w oparciu o charakterystykę przepływu i charakterystykę rurociągu. Pompa w zasadzie zawsze współpracuje z przewodem: tylko z ssawnym, tylko tłocznym, lub łącznie z oboma, tworząc razem układ pompowy. Zadaniem pompy w danym układzie jest podnoszenie cieczy na pewną wysokość geometryczną HZ przy pokonywaniu wysokości HP, różnicy ciśnień między zbiornikiem tłocznym a ssawnym oraz dynamicznych oporów przepływu przez przewody HDYN. Parametry pracy pompy współpracującej z danym układem, tylko w nielicznych przypadkach są jej parametrami nominalnymi, bowiem wynikają one ze współpracy z układem, a ich wartość zależy od warunków jakie istnieją w tym układzie (WYK) HST=HZ+(pG-pD)/γ, HDYN=∑∆hS+∑∆hT+(cG2-cD2). - krzywa HR = f(Q) jest charakterystyką przewodu przy czym HR = HST + HDYN określa ona dla danego natężenia przepływu Q w przewodzie łączne opory, jakie musi pokonać pompa włączona w ten układ i mająca wydajność Q równą przepływowi przez przewód. - statyczna wysokość HST jest sumą wysokości geometrycznej HZ i wys. przyrostu ciśnienia HP Statyczna wysokość nie zależy od natężenia przepływu Q i w danym układzie ma wartość stałą. HST =HZ + HP , gdzie HZ = HSZ + m + HTZ , HP=(pG-pD)/γ, - dynamiczna wys. HDYN jest sumą oporów przepływu ∑∆hR proporcjonalnych do kwadratu natężenia przepływu oraz wysokość prędk. HDYN=∑∆hR+∑c2/2g ale ∑c2/2g wartość najczęściej pomijalnie mała tak więc HDYN≈∑∆hR Wartość HDYN zależy od kwadratu prędkości, czyli od kwadratu natężenia przepływu, a więc jest zmienna przy zmiennym przepływie Q.- na rysunku naniesiono charakterystykę pompy H = f(Q) i przewodu HR = f(Q). Punkt przecięcia A jest punktem pracy układu i jednocześnie określa parametry pracy pompy. Wynika to z równości natężenia przepływu przewodu z wydajnością pompy Q której to wartość odpowiada jednocześnie wartości oporów przewodu HR i wysokości podnoszenia pompy H. - Równoległa współpraca dwóch pomp - jeden rurociąg (WYK , Q1 + Q2 >Q2), - Współpraca pompy z dwoma rurociągami (WYK), - Układ dwóch pomp pracujących szeregowo(WYK). 15. Współpraca równoległa i szeregowa pomp. - współpraca pomp: w eksploatacji siłowni okrętowych konieczna jest niekiedy kilku - najczęściej dwóch- pomp dla jednego rurociągu. Ma to miejsce w konieczności np.: zwiększenia ilości wody chłodzącej przy wejściu w rejon wód tropikalnych w sytuacji zwiększonego (przeciążeniowego) zasilania kotłów, awaryjnego osuszania zęz lub balastów. Jeżeli całkowite zapotrzebowanie wody podrywa jednocześnie kilka pomp tłoczących ciecz do wspólnego przewodu to zachodzi równoległa współpraca pomp. Jeżeli całkowita wysokość podnoszenia podzielona jest na kilka pomp mówimy o szeregowej współpracy pomp. -Współpraca równoległa: w przypadku dwóch pomp o charakterystykach przepływu H = f1 (Q) i H = f2 (Q) zasilających równolegle wspólny rurociąg sumaryczną charakterystykę przepływu H= f3 (Q) otrzymujemy przez sumowanie odciętych (dla tych samych wysokości podnoszenia otrzymamy krzywą charakterystyczną przepływu pomp H = f (2Q). - Współpraca szeregowa: w przypadku dwóch pomp o charakterystykach przepływu H = f1 (Q) i H = f2 (Q) zasilających szeregowo wspólny rurociąg sumaryczną charakterystykę przepływu H= f3 (Q) otrzymujemy przez sumowanie rzędnych wysokości podnoszenia (dla tych samych wydajności otrzymujemy krzywą 2H = f(Q). Szeregowe łączenie pomp stosuje się rzadko lub w przymusowych okolicznościach. Należy bowiem pamiętać o tym że w pompie drugiej (w kolejności przepływu) na dopływie mamy zwiększone ciśnienie ( wylotowe z pompy pierwszej) zatem kanał zbiorczy i kadłub muszą wytrzymać ciśnienie obu pomp, na jakie nie są projektowane (WYK). 16. Kawitacja w pompach wirowych - powst, zapobieganie. - kawitacja nazywamy zjawisko tworzenia się wewnątrz cieczy obszarów pary tej cieczy, wywołane obniżeniem się ciśnienia poniżej prężności pary nasyconej w danej temperaturze, polegające na tworzeniu się tam pęcherzyków parowo-gazowych a następnie ich implozyjnemu zanikaniu w strefie wyższego ciśnienia. Zanikaniu pęcherzyków w czasie krótszym od 0,001 s towarzyszy wzrost ciśnienia napływającej na to miejsce cieczy do ok. 350 MPa oraz niszczenie materiału ścianki przy której występuje implozja pęcherzyka.
Niszczenie ma charakter mechaniczny czemu towarzyszy korozja elektrochemiczna. Powstają wżery w materiale (kawerny) a nawet otwory prowadzące do zupełnego zniszczenia części.
Zjawisku kawitacji towarzyszą słyszalne szmery i trzaski a także drgania kadłuba. Jednocześnie ciśnieniomierze na ssaniu i tłoczeniu wskazują nadmierne nieregularne wahania.
Zjawisko kawitacji występuje przy tym mniejszym natężeniu przepływu, im większa jest wysokość ssania oraz szybkość obrotowa. Uszkodzeniom kawitacyjnym ulegają wszystkie materiały stosowane do budowy pomp, lecz są one w różnych stopniach odporne. Największą odporność wykazują: brąz aluminiowy (83 % Cu, 10,3 % H, 5,8 % Fe), nierdzewne stale i staliwa chromowe i chromoniklowe. Najmniejszą odporność wykazują: staliwo, aluminium, mosiądz, żeliwo. Bez względu jednak na stopień odporności antykawitacyjnej materiałów stosowanych do budowy pomp najkorzystniejsze jest zapobieganie powstawaniu kawitacji. Sposoby konstrukcyjne (zależne prawie wyłącznie od producenta):-zastosowanie wirników dwustrumieniowych, -stosowanie małych kątów wlotowych łopatek, -unikanie ostrych zakrętów przed wirnikiem, -duża dokładność wykonania powierzchni wewnętrznych pompy (gładkość), -utwardzanie powierzchni narażonych na kawitacje sposoby eksploatacyjne:- utrzymywanie niskich wysokości ssania, -eksploatacja pomp w warunkach zbliżonych do nominalnych, -utrzymywanie niskich oporów ssania poprzez gładkość powierzchni rurociągu ssawnego i możliwie prosty jego przebieg, -utrzymywanie dobrej szczelności rurociągu ssawnego, zapewnienie możliwie niewysokiej temp. pompowanej cieczy. (RYS miejsca występowania kawitacji w pompie odśrodkowej: o-powstawanie pęcherzyków, x- zanikanie pęcherzyków).