Wykład 04 pompy

Nasza ocena:

3
Pobrań: 315
Wyświetleń: 1617
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wykład 04 pompy - strona 1 Wykład 04 pompy - strona 2 Wykład 04 pompy - strona 3

Fragment notatki:

Pompy
W wielu procesach przetwórczych zachodzi konieczność przetłaczania cieczy. Takie maszyny, które przetłaczają ciecze z poziomu niższego na poziom wyższy, ze zbiornika o ciśnieniu niższym do zbiornika o ciśnieniu wyższym lub ogólniej z jednego miejsca na inne nazywa się pompami. W przeważającej liczbie przypadków pompy napędzane są prądem elektrycznym.
Pierwszą pompę działającą na zasadzie tłoka w III w. p.n.e. skonstruował grecki matematyk i wynalazca Ktesibios.
W czasach, gdy nie było elektryczności pompy napędzane były ręcznie. Niektóre nawet do dzisiaj.
Zasada działania pompy tłokowej (jednostronnego działania) została pokazana na rysunku.
Przy ruchu tłoka w górę otwiera się zawór nr 1, a przy ruchu w dół zawór nr 2. Po suwie ssania zawsze następuje suw tłoczenia. Wynikiem takiego działania jest nierównomierny przepływ cieczy, co zilustrowano na wykresie zależności strumienia objętości od czasu:
Na kolejnym schemacie przedstawiono zasadę działania pompy tłokowej dwustronnego działania. Podczas każdego ruchu tłoka (i w lewo i w prawo) następuje wypompowanie pewnej objętości cieczy.
Strumień objętości cieczy pompowanej za pomocą pompy tłokowej dwustronnego działania jest bardziej równomierny, ale i tak nie jest stały.
Teoretyczny strumień objętości wytwarzany przez pompę tłokową dwustronnego działania można obliczyć z prostych rozważań geometrycznych. Przy suwie w lewo objętość cieczy wypychana do przewodu tłoczącego wynika z objętości tłoka wsuwanej do komory, co można wyrazić wzorem:
gdzie: - pole przekroju tłoka, - skok.
Natomiast przy suwie tłoka w prawo:
gdzie: - pole przekroju prowadnicy tłoka.
Uwzględniając powyższe teoretyczna wydajność pompy mierzona strumieniem objętości cieczy wynosi:
gdzie: - częstość obrotowa urządzenia mimośrodowego, [1/s]
Rzeczywista wydajność pompy jest mniejsza od wartości teoretycznej, co spowodowane jest nieszczelnościami pomiędzy tłokiem a obudową oraz na zaworach, desorpcją rozpuszczonych gazów przy zmniejszaniu ciśnienia, a także wskutek częściowego odparowania cieczy w suwie ssącym. Stosunek wydajności rzeczywistej do teoretycznej definiuje się jako sprawność objętościową pompy:
Wartość sprawności objętościowej mieści się zwykle w granicach 0,90 - 0,98, jednak dla cieczy bardziej lepkich niż woda sprawność ta zmniejsza się nawet o 10%.
Innym rodzajem sprawności pompy jest tak zwana sprawność hydrauliczna, która związana jest nie tylko z samą pompą ale także z siecią rurociągów, z którymi ona współpracuje:

(…)

… w rurociągu złożonym z odcinka ssącego i tłoczącego, które można wyrazić jako pewną wysokość ,
pokonać opory w samej pompie, wyrażone jako pewną wysokość ,
nadać cieczy odpowiednią prędkość (pokonać siły bezwładności w cieczy) ,
Po uwzględnieniu tego (co można także wyprowadzić z równania Bernoulliego) uzyskuje się równanie określające całkowitą wysokość podnoszenia jaką musi wytworzyć pompa:
Patrząc…
… wynosi:
Z kolei ciśnienie jakie działa na tłok podczas suwu ssania musi być mniejsze od ciśnienie panującego w zbiorniku dolnym.
Jednak należy pamiętać, że wraz ze zmniejszaniem ciśnienia zbliżamy się coraz bardziej do punktu wrzenia cieczy. W tym granicznym przypadku znajdziemy się wówczas, jeśli ciśnienie działające na tłok będzie identyczne jak prężność pary nasyconej danej cieczy , zatem…
…, bo przecież wynika z równania Darcy Weisbacha.
Pompy wirowe
Znając wady pomp tłokowych, a w szczególności nierównomierny strumień cieczy na wylocie opracowano wiele innych konstrukcji pomp, które spełniają ściśle określone zadania. Można wymienić cały szereg rodzajów pomp:
pompy odśrodkowe,
pompy membranowe,
pompy krzywkowe, pompy zębate,
pompy śrubowe,
pompy perystaltyczne,
pompy dozujące,
pompy higieniczne (sanitarne),
pompy chemoodporne,
pompy magnetyczne i wiele innych.
Wydaje się, że najpopularniejszą grupę pomp stanowią pompy odśrodkowe lub inaczej wirowe. Najistotniejszą częścią takich pomp jest wirnik obracający się w obudowie pompy. Poniżej pokazano kilka przykładów konstrukcji takiego wirnika:
oraz kilka przykładów pomp odśrodkowych:
Wydajność pompy wirowej zależy od częstości obrotowej wirnika „n…
… można opisać zależnością:
i nazywa się ją równaniem charakterystyki sieci. Oznaczenia w równaniach są zgodne z wcześniej przyjętymi dla pomp tłokowych
Jeśli sporządzić wykres wysokości użytecznej od strumienia objętości dla wybranej pompy (o zadanej częstości obrotowej) i wybranej sieci, to otrzyma się dwie linie przecinające się w punkcie N, który nazywa się punktem pracy pompy.
Linia oznaczona numerem 1…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz