Co je to odstředivé čerpadlo?
The odstředivé čerpadlo je pravděpodobně jedním z nejběžnějších a nejdůležitějších součástí strojů v moderním světě. I když si to možná neuvědomujete, tato jednoduchá, ale důmyslná zařízení jsou neustále v provozu a pohybují tekutinami nezbytnými pro vše od ranní sprchy až po masivní průmyslové procesy. Odstředivé čerpadlo je v podstatě mechanické zařízení navržené k pohybu tekutiny přeměnou rotační kinetické energie, obvykle z motoru nebo motoru, na hydrodynamickou energii (tlak a průtok).
Jak funguje odstředivé čerpadlo?
Provoz odstředivého čerpadla je založen na principu odstředivá síla , stejná síla, která vytlačuje kapky vody směrem ven, když pračka odstřeďuje nebo když si přehazujete kbelík s vodou nad hlavu.
Klíčové komponenty
Odstředivé čerpadlo má tři hlavní části, které usnadňují jeho funkci:
-
Oběžné kolo: Jedná se o rotační součást, která se obvykle skládá ze sady zakřivených lopatek. Je to "srdce" čerpadla, připojené k motoru přes hřídel.
-
Pouzdro (volutní nebo difuzor): Jedná se o stacionární součást, ve které je umístěno oběžné kolo. Je navržen tak, aby zachycoval kapalinu vypouštěnou oběžným kolem a postupně zpomaloval rychlost kapaliny, čímž přeměňuje energii rychlosti na energii tlakovou.
-
Sací a výtlačné potrubí: Kapalina vstupuje do čerpadla sacím potrubím ve středu oběžného kola ("oko") a vystupuje výtlačným potrubím, které je obvykle tangenciální k plášti.
Proces čerpání
-
Sání: Motor otáčí oběžným kolem, což způsobuje vznik nízkotlaké oblasti (částečné vakuum) v „oku“ oběžného kola. Atmosférický tlak (nebo tlak ze zásobní nádrže) tlačí kapalinu nahoru sacím potrubím a do oběžného kola.
-
Zrychlení: Když kapalina vstupuje do rychle rotujícího oběžného kola, zakřivené lopatky předávají kapalině kinetickou energii. Kapalina se zrychluje směrem ven ze středu oběžného kola v důsledku odstředivé síly.
-
Konverze tlaku: Kapalina opouští oběžné kolo vysokou rychlostí a vstupuje do spirální skříně. Pouzdro je speciálně tvarováno (směrem k výtlaku se rozšiřuje), aby se postupně snižovala rychlost kapaliny. Podle Bernoulliho principu se s klesající rychlostí zvyšuje tlak. Tato vysokotlaká kapalina je pak vytlačována z výtlačného potrubí.
Kde se používají odstředivá čerpadla?
Díky všestrannosti a spolehlivosti je odstředivé čerpadlo nepostradatelné v mnoha aplikacích.
Domácí a komerční použití
-
Zásobování vodou: Přesun vody ze studny nebo nádrže do akumulační nádrže nebo přímo do vodovodního systému budovy.
-
Systémy HVAC: Cirkulující chlazená voda v klimatizačních systémech nebo teplá voda v topných smyčkách.
-
Čištění odpadních vod: Manipulace s odpadními vodami a odpadními vodami v komunálních čistírnách.
Průmyslové aplikace
-
Ropa a plyn: Přeprava ropy, rafinovaných produktů a různých chemikálií potrubím.
-
Chemická výroba: Pohyb korozivních nebo vysokoteplotních kapalin v rámci procesu.
-
Výroba energie: Čerpání chladicí vody pro kondenzátory elektrárny nebo napájecí vodu kotlů.
-
Zemědělství: Poskytování závlahové vody plodinám.
Výhody a nevýhody
Výhody odstředivého čerpadla
-
Jednoduchost a spolehlivost: Mají málo pohyblivých částí (hlavně jen oběžné kolo a hřídel), což vede k vysoké spolehlivosti a nižším nákladům na údržbu.
-
Hladký tok: Odstředivá čerpadla produkují stálý, nepulzující průtok, což je výhodné pro mnoho průmyslových procesů.
-
Všestrannost: Dokážou zpracovat širokou škálu kapalin, od řídké čisté vody až po husté abrazivní kaly, úpravou konstrukce (např. pomocí otevřených nebo polootevřených oběžných kol).
Omezení ke zvážení
-
Požadováno naplnění: Většina odstředivých čerpadel není samonasávací; musí být před spuštěním naplněny kapalinou (napuštěny), jinak budou čerpat pouze vzduch, což je neúčinné a může způsobit poškození.
-
Neschopnost zvládnout vysokou viskozitu: Při čerpání velmi hustých nebo viskózních kapalin rychle ztrácejí účinnost.
-
Omezení hlavy: Pro aplikace s extrémně vysokým tlakem (vysoká dopravní výška) mohou být vhodnější jiné typy čerpadel, jako jsou objemová čerpadla.
