Hur fungerar en centrifugal uppslamningspump?

Liksom de flesta pumpar omvandlar en centrifugalpump mekanisk energi från en motor till en rörlig vätskes energi; en del av energin går till kinetisk energi av vätskerörelse, och en del till potentiell energi, representerad av ett vätsketryck eller genom att lyfta vätskan mot tyngdkraften till en högre nivå.

Mer information om detta ämne finns i Centrifugalkompressor.
Överföringen av energi från pumphjulets mekaniska rotation till vätskans rörelse och tryck beskrivs vanligtvis i termer av centrifugalkraft, särskilt i äldre källor skrivna innan det moderna begreppet centrifugalkraft som en fiktiv kraft i en roterande referensram var väl artikulerad. Begreppet centrifugalkraft krävs egentligen inte för att beskriva centrifugalpumpens verkan.

I den moderna centrifugalpumpen beror det mesta på energiomvandlingen på den utåtgående kraften som krökta pumphjulblad ger vätskan. Utan undantag driver en del av energin också vätskan i en cirkelrörelse, och denna cirkulära rörelse kan också överföra lite energi och öka trycket vid utloppet. Förhållandet mellan dessa mekanismer beskrevs, med den typiska blandade uppfattningen om centrifugalkraft så kallad den tiden, i en artikel från 1859 om centrifugalpumpar, så att man kom fram med en enklare metod än den som just gavs till en allmän uppfattning om handlingssättet. för den yttre bubbelpoolen för att förbättra centrifugalpumpens effektivitet, är det bara nödvändigt att tänka på att massan av vatten som roterar i bubbelpoolen, runt hjulets omkrets, nödvändigtvis måste utöva en centrifugalkraft och att denna centrifugalkraft kan lätt antas lägga sig till den yttre kraften som genereras i hjulet; eller med andra ord att gå för att öka hjulets pumpkraft. Den utåtriktade kraften som genereras inuti hjulet skall förstås som att den alstras helt av mediet av centrifugalkraft om hjulets vingar är raka och radiella; men om de är krökta, vilket vanligtvis är fallet, produceras den utåtgående kraften delvis genom centrifugalkraften och appliceras delvis av skovlarna till vattnet som en radiell komponent av det sneda trycket, vilket till följd av deras snedställt mot radien, applicerar de på vattnet när det rör sig utåt längs dem. När det gäller detta ämne är det bra att observera att även om mängden vatten som görs för att passera genom en viss pump med böjda skovlar är perfekt variabel, så ju mindre kvantiteten blir desto närmare kommer kraften som genereras i hjulet för att driva ut vattnet utåt bli ren centrifugalkraft, och ju närmare kommer pumpen att bli vad namnet som vanligtvis ges till den tycks indikera - en ren centrifugalpump. När emellertid en centrifugalpump med skovlar böjda bakåt i sådana former som vanligtvis används i välkonstruerade exempel på maskinen, körs med en hastighet som är avsevärt högre än nödvändigt för att övervinna vattentrycket och orsaka lyft eller framdrivning för att påbörja kommer den radiella komponenten av kraften som appliceras på vattnet av skovlarna att bli betydande, och vattnet som lämnar hjulets omkrets kommer att ha en hastighet som är mindre än den för hjulets omkrets i en grad som har någon verklig betydelse för öva.

Uttalandet "massan av vatten ... måste nödvändigtvis utöva en centrifugalkraft" kan tolkas i termer av den reaktiva centrifugalkraften - kraften är inte en utåtriktad kraft på vattnet, utan snarare en utåtgående kraft som utövas av vattnet, på pumphuset. (spänningen) och på vattnet i utloppsröret. Utloppstrycket är en reflektion av trycket som tillämpar den centripetala kraften som böjer vattnets väg för att röra sig cirkulärt inuti pumpen (i utrymmet precis utanför pumphjulet, den yttre bubbelpoolen som denna författare kallar det). Å andra sidan kan uttalandet att "den utåtriktade kraften som genereras i hjulet ska förstås vara helt producerad av mediet av centrifugalkraften" bäst förstås i termer av centrifugalkraft som en fiktiv kraft i referensramen för roterande pumphjul; de faktiska krafterna på vattnet är inåt eller centripetalt, eftersom det är kraftens riktning som behöver få vattnet att röra sig i cirklar. Denna kraft tillhandahålls av en tryckgradient som ställs in genom rotation, där trycket på utsidan, vid spolens vägg, kan tas som en reaktiv centrifugalkraft. Detta är typiskt för 1800-talet och början av 1900-talet för att blanda dessa uppfattningar om centrifugalkraft i informella beskrivningar av effekter som i centrifugalpumpen.


Inläggstid: Jan-23-2021