čerpadla přenášejí kapaliny z jednoho bodu do druhého přeměnou mechanické energie z rotace na tlakovou energii (hlavu). Tlak působící na kapalinu nutí tekutinu proudit požadovanou rychlostí a překonat ztráty tření (nebo hlavy) v potrubí, ventilech, tvarovkách a procesních zařízeních.
při navrhování systému čerpadla určují inženýři vlastnosti kapaliny, požadavky koncového uživatele a chápou podmínky prostředí uvažovaného systému čerpadla. Čerpací aplikace zahrnují požadavky na konstantní nebo variabilní průtok, sloužící jednotlivým nebo síťovým zatížením a sestávající z otevřených smyček (nevratné nebo tekuté dodávky) nebo uzavřených smyček(návratové systémy).
konstrukční úvahy pro čerpací systémy
ve fázi návrhu čerpacích systémů je třeba vzít v úvahu následující důležité body:
- kyselost / zásaditost (pH) a chemické složení: korozivní a kyselé tekutiny mohou čerpadla degradovat a je třeba je vzít v úvahu při výběru materiálů čerpadel.
- Provozní teplota: materiály čerpadel a expanze, mechanické součásti těsnění a obalové materiály je třeba zvážit u čerpaných kapalin, které jsou teplejší než 200°F.
- koncentrace pevných látek/velikost částic: při čerpání abrazivních kapalin, jako jsou průmyslové kaly, závisí výběr čerpadla, které se předčasně nezanáší nebo nezdaří, na velikosti částic, tvrdosti a objemovém procentu pevných látek.
- měrná hmotnost: měrná hmotnost kapaliny je poměr hustoty tekutiny k hustotě vody za stanovených podmínek. Měrná hmotnost ovlivňuje energii potřebnou ke zvedání a pohybu kapaliny a musí být vzata v úvahu při určování požadavků na výkon čerpadla
- tlak par: Tlak par kapaliny je síla na jednotku plochy (F / A), kterou tekutina vyvíjí ve snaze změnit fázi z kapaliny na páru, a závisí na chemických a fyzikálních vlastnostech tekutiny. Správné zvážení tlaku par kapaliny pomůže minimalizovat riziko kavitace.
- viskozita: viskozita tekutiny je měřítkem její odolnosti vůči pohybu. Protože kinematická viskozita se obvykle mění přímo s teplotou, musí konstruktér čerpacího systému znát viskozitu kapaliny při nejnižší předpokládané čerpací teplotě. Kapaliny s vysokou viskozitou mají za následek snížení výkonu odstředivého čerpadla a zvýšené požadavky na výkon. Při čerpání viskózních kapalin je obzvláště důležité zvážit ztráty sacího potrubí čerpadla.
konstrukční kapacita čerpadla nebo požadované vypouštění čerpadla v galonech za minutu (GPM) je zapotřebí k přesnému rozměru potrubního systému, určení ztrát třecí hlavy, konstrukci systémové křivky a výběru čerpadla a hnacího motoru. Požadavky na proces mohou být splněny zajištěním konstantního průtoku (s regulací zapnutí / vypnutí a skladováním používaným k uspokojení požadavků na proměnlivý průtok) nebo použitím škrticího ventilu nebo pohonu s proměnnou rychlostí k dodávání plynule proměnlivých průtoků.
celková hlava systému má tři komponenty:
- statická Hlava
- elevace (potenciální energie)
- rychlost (nebo dynamická) Hlava
statická hlava je tlak tekutiny v systému a je množství měřené konvenčními tlakoměry. Výška hladiny kapaliny může mít velký dopad na hlavu systému. Dynamická hlava je tlak potřebný systémem k překonání ztrát hlavy způsobených odporem průtoku v potrubí, ventilech, tvarovkách a mechanických zařízeních. Dynamické ztráty hlavy jsou přibližně úměrné čtverci rychlosti proudění tekutiny nebo průtoku. Pokud se průtok zdvojnásobí, dynamické ztráty se zvýší čtyřnásobně.
u mnoha čerpacích systémů se celkové požadavky na hlavu systému liší. Například v aplikacích mokré studny nebo nádrže se požadavky na sání a statický zdvih mohou lišit, protože kolísají výšky hladiny vody.
musíte si být také vědomi čistých kladných požadavků sací hlavy čerpadla. Čerpadla potřebují určité množství tlaku kapaliny na vstupu, aby se zabránilo kavitaci. Pravidlem je zajistit, aby dostupná sací hlava překročila požadovanou hodnotu čerpadla nejméně o 25% v rozsahu očekávaných průtoků.
