Čo je to odstredivé čerpadlo?
The odstredivé čerpadlo je pravdepodobne jedným z najbežnejších a životne dôležitých častí strojov v modernom svete. Aj keď si to možno neuvedomujete, tieto jednoduché, ale dômyselné zariadenia sú neustále v prevádzke a presúvajú tekutiny nevyhnutné pre všetko od rannej sprchy až po rozsiahle priemyselné procesy. Odstredivé čerpadlo je v podstate mechanické zariadenie určené na pohyb tekutiny premenou rotačnej kinetickej energie, zvyčajne z motora alebo motora, na hydrodynamickú energiu (tlak a prietok).
Ako funguje odstredivé čerpadlo?
Prevádzka odstredivého čerpadla je založená na princípe odstredivá sila , rovnaká sila, ktorá vytláča kvapôčky vody smerom von, keď práčka odstreďuje alebo keď si nad hlavou prehodíte vedro s vodou.
Kľúčové komponenty
Odstredivé čerpadlo má tri hlavné časti, ktoré uľahčujú jeho funkciu:
-
Obežné koleso: Toto je rotačný komponent, ktorý zvyčajne pozostáva zo sady zakrivených lopatiek. Je to „srdce“ čerpadla, spojené s motorom cez hriadeľ.
-
Puzdro (volute alebo difúzor): Toto je stacionárny komponent, v ktorom je umiestnené obežné koleso. Je navrhnutý tak, aby zachytával kvapalinu vypúšťanú obežným kolesom a postupne spomaľoval rýchlosť kvapaliny, čím premieňal energiu rýchlosti na tlakovú energiu.
-
Sacie a výtlačné potrubie: Kvapalina vstupuje do čerpadla cez sacie potrubie v strede obežného kolesa ("oko") a vystupuje cez výtlačné potrubie, ktoré je zvyčajne tangenciálne k plášťu.
Proces čerpania
-
Odsávanie: Motor otáča obežné koleso, čo spôsobuje, že sa v "oku" obežného kolesa vytvorí oblasť s nízkym tlakom (čiastočný podtlak). Atmosférický tlak (alebo tlak zo zásobovacej nádrže) tlačí kvapalinu hore sacím potrubím a do obežného kolesa.
-
zrýchlenie: Keď kvapalina vstupuje do rýchlo rotujúceho obežného kolesa, zakrivené lopatky dodávajú kvapaline kinetickú energiu. Kvapalina sa zrýchľuje smerom von zo stredu obežného kolesa v dôsledku odstredivej sily.
-
Konverzia tlaku: Kvapalina opúšťa obežné koleso vysokou rýchlosťou a vstupuje do špirálového telesa. Plášť je špeciálne tvarovaný (smerom k výtoku sa rozširuje), aby sa postupne znižovala rýchlosť tekutiny. Podľa Bernoulliho princípu so znižovaním rýchlosti stúpa tlak. Táto vysokotlaková kvapalina sa potom vytlačí z výtlačného potrubia.
Kde sa používajú odstredivé čerpadlá?
Vďaka všestrannosti a spoľahlivosti odstredivého čerpadla je nepostrádateľné pre nespočetné množstvo aplikácií.
Domáce a komerčné použitie
-
Zásobovanie vodou: Presúvanie vody zo studne alebo nádrže do akumulačnej nádrže alebo priamo do vodovodného systému budovy.
-
Systémy HVAC: Cirkulujúca chladená voda v klimatizačných systémoch alebo horúca voda vo vykurovacích okruhoch.
-
Čistenie odpadových vôd: Manipulácia s odpadovými vodami a odpadovou vodou v komunálnych čistiarňach.
Priemyselné aplikácie
-
Ropa a plyn: Preprava ropy, rafinovaných produktov a rôznych chemikálií potrubím.
-
Chemická výroba: Pohyb korozívnych alebo vysokoteplotných tekutín v rámci procesu.
-
Generovanie energie: Čerpanie chladiacej vody pre kondenzátory elektrárne alebo napájaciu vodu kotlov.
-
Poľnohospodárstvo: Poskytovanie zavlažovacej vody pre plodiny.
Výhody a nevýhody
Výhody odstredivého čerpadla
-
Jednoduchosť a spoľahlivosť: Majú málo pohyblivých častí (hlavne len obežné koleso a hriadeľ), čo vedie k vysokej spoľahlivosti a nižším nákladom na údržbu.
-
Hladký tok: Odstredivé čerpadlá vytvárajú stabilný, nepulzujúci prietok, ktorý je výhodný pre mnohé priemyselné procesy.
-
Všestrannosť: Zvládnu širokú škálu kvapalín, od riedkej čistej vody až po husté abrazívne kaly, úpravou konštrukcie (napr. použitím otvorených alebo polootvorených obežných kolies).
Obmedzenia, ktoré treba zvážiť
-
Vyžaduje sa základný náter: Väčšina odstredivých čerpadiel nie je samonasávacia; musia byť pred spustením naplnené kvapalinou (napustené), inak budú čerpať iba vzduch, čo je neefektívne a môže spôsobiť poškodenie.
-
Neschopnosť zvládnuť vysokú viskozitu: Rýchlo strácajú účinnosť pri čerpaní veľmi hustých alebo viskóznych kvapalín.
-
Obmedzenia hlavy: Pre aplikácie s extrémne vysokým tlakom (vysoká „hlava“) môžu byť vhodnejšie iné typy čerpadiel, napríklad objemové čerpadlá.
