Hvordan fungerer en centrifugalopslæmningspumpe?

Som de fleste pumper omdanner en centrifugalpumpe mekanisk energi fra en motor til energi fra en bevægende væske; noget af energien går i kinetisk energi af væskebevægelse, og noget til potentiel energi, repræsenteret af et væsketryk eller ved at løfte væsken mod tyngdekraften til et højere niveau.

For flere detaljer om dette emne, se Centrifugalkompressor.
Overførslen af ​​energi fra den mekaniske rotation af pumpehjulet til væskens bevægelse og tryk er normalt beskrevet med hensyn til centrifugalkraft, især i ældre kilder skrevet før det moderne koncept om centrifugalkraft som en fiktiv kraft i en roterende referenceramme var godt artikuleret. Begrebet centrifugalkraft er faktisk ikke nødvendigt for at beskrive virkningen af ​​centrifugalpumpen.

I den moderne centrifugalpumpe skyldes det meste af energiomdannelsen den udadgående kraft, som buede løberblade tilfører væsken. Umiddelbart skubber noget af energien også væsken ind i en cirkulær bevægelse, og denne cirkulære bevægelse kan også formidle lidt energi og øge trykket ved udløbet. Forholdet mellem disse mekanismer blev beskrevet med den typiske blandede opfattelse af centrifugalkraft som kendt som på det tidspunkt i en artikel fra 1859 om centrifugalpumper for således at nå frem til en enklere metode end den, der netop er givet til en generel idé om handlingsmåden. af det udvendige boblebad til forbedring af centrifugalpumpens effektivitet, er det kun nødvendigt at overveje, at massen af ​​vand, der roterer i boblebadet, rundt om hjulets omkreds, nødvendigvis skal udøve en centrifugalkraft, og at denne centrifugalkraft kan let antages at føje sig til den udadrettede kraft, der genereres inden i hjulet; eller med andre ord at gå for at øge hjulets pumpeeffekt. Den udadvendte kraft, der genereres inden i hjulet, skal forstås, at den udelukkende frembringes af mediet af centrifugalkraft, hvis hjulets vinger er lige og radiale; men hvis de er buede, som det mere almindeligt er tilfældet, produceres den udadrettede kraft delvist gennem centrifugalkraften og påføres delvist af vingerne til vandet som en radial komponent i det skrå tryk, som på grund af deres skævhed til radius, gælder de for vandet, når det bevæger sig udad langs dem. Med hensyn til dette emne er det godt at bemærke, at mens mængden af ​​vand, der bringes til at passere gennem en given pumpe med buede vinger, er perfekt variabel, når det er behageligt, jo mindre mængden bliver, desto mere vil kraften, der genereres inden i hjulet, til at drive vandet udad blive ren centrifugalkraft, og jo mere næsten bliver pumpen, hvad navnet, der normalt gives til den, synes at indikere - en rent centrifugalpumpe. Når en centrifugalpumpe med vinger bøjet baglæns i sådanne former, som normalt anvendes i velkonstruerede eksempler på maskinen, køres dog med en hastighed, der er væsentligt over den nødvendige, blot for at overvinde vandets tryk og forårsage løft eller fremdrift for at starte, vil den radiale komponent af kraften, der påføres vandet af vingerne, blive betydelig, og vandet, der forlader hjulets omkreds, vil have en hastighed, der er mindre end den for hjulets omkreds i en grad, der har en vis reel betydning i øve sig.

Påstanden "massen af ​​vand ... skal nødvendigvis udøve en centrifugalkraft" kan fortolkes i form af den reaktive centrifugalkraft - kraften er ikke en udadgående kraft på vandet, men snarere en udadgående kraft, der udøver af vandet på pumpehuset (spændingen) og på vandet i udløbsrøret. Udgangstrykket er en afspejling af det tryk, der anvender den centripetale kraft, der kurver vandets vej for at bevæge sig cirkulært inde i pumpen (i rummet lige uden for pumpehjulet, den udvendige boblebad, som denne forfatter kalder det). På den anden side forstås udsagnet om, at "den udadrettede kraft, der genereres inden i hjulet, skal forstås som produceret udelukkende af mediet af centrifugalkraft" bedst i form af centrifugalkraft som en fiktiv kraft i referencerammen for roterende pumpehjul; de faktiske kræfter på vandet er indad eller centripetalt, da det er den retning, der kræves for at få vandet til at bevæge sig i cirkler. Denne kraft leveres af en trykgradient, der er indstillet ved rotation, hvor trykket på ydersiden ved spændingsvæggen kan tages som en reaktiv centrifugalkraft. Dette er typisk for 1800-tallet og begyndelsen af ​​det 20. århundrede for at blande disse opfattelser af centrifugalkraft i uformelle beskrivelser af effekter som i centrifugalpumpen.


Indlægstid: Jan-23-2021