Erilaisia häviöitä pumpussa ja pumpun hyötysuhteessa
Prosessissa, jossa mekaaninen energia muutetaan nestemäiseksi energiaksi, pumpulle liittyy erilaisia häviöitä, ja näitä häviöitä edustaa vastaava tehokkuus.
Seuraava kuvaa pumpun energian syöttöä ja lähtöä pumpun energiansiirtoprosessin mukaan.
1. Mekaaninen häviö ja mekaaninen hyötysuhde
Pääkäyttölaitteelta pumpun akselille siirretty hyötysuhde (akselin teho) on ensin käytettävä laakereiden ja tiivisteiden kitkahäviöiden voittamiseen. Jäljellä oleva akseliteho käytetään juoksupyörän pyörittämiseen. Kaikki juoksupyörän mekaaninen energia ei kuitenkaan siirry juoksupyörän läpi kulkevaan nesteeseen. Osa siitä kuluu kitkan poistamiseksi juoksupyörän etu- ja takakannen pintojen ja kotelon (pumpun onkalo) välillä.
Edellä mainitun laakerihäviötehon (Pm1), tiivistehäviötehon (Pm2) ja levyn kitkahäviötehon (Pm3) summaa kutsutaan mekaaniseksi häviöksi pm, ja sen suuruus ilmaistaan mekaanisella hyötysuhteella ηm. Akselin jäljellä oleva teho vähennettynä mekaanisella häviövoimalla käytetään töiden suorittamiseen juoksupyörän läpi kulkevalle nesteelle. Mekaaninen hyötysuhde on tulohydrauliikan akselitehon suhde, ts.
ηm = P '/ P
2. Tilavuuden menetys ja tehokkuus
Syöttöhydrauliikkatehoa käytetään töiden suorittamiseen juoksupyörän läpi kulkevalle nesteelle, joten nesteen paine juoksupyörän veden ulostulossa on korkeampi kuin tulopaine. Paine-ero poistoaukon ja sisääntulon välillä tekee osan nesteestä, joka kulkee juoksupyörän läpi, virtaa pumpun onkalosta juoksupyörän tiivisterenkaan (aukon rengas) raon läpi juoksupyörän sisääntuloon. Tällä tavalla juoksupyörän läpi kulkevaa virtausnopeutta Qt (tunnetaan myös nimellä pumpun teoreettinen virtausnopeus) ei johdeta kokonaan pumpun poistoaukkoon. Nesteen vuoto q-osa kuluttaa juoksupyörästä saatua energiaa vuotovirtausprosessissa, ts. Korkeapaineisesta (poistumispaineesta) nesteestä tulee matalapaineinen (tulopaine). Siksi tilavuushäviön ydin on myös energiahäviö, ja tilavuushäviön suuruus lasketaan tilavuuden hyötysuhteella ηv. Tilavuuden hyötysuhde on nesteen tehon (todellinen virtausnopeus Q) suhde juoksupyörän kautta tapahtuvan vuodon poistamisen jälkeen nesteen tehoon (syöttöhydrauliikan teho) (teoreettinen virtausnopeus Q) juoksupyörän kautta.
Yksivaiheisten pumppujen vuotaminen tapahtuu pääasiassa tiivisterenkaassa. Monivaiheisten pumppujen lisäksi on myös vaiheiden välisiä vuotoja. Lisäksi pumpun tilavuushäviöön tulisi sisällyttää myös pumpun tasapainoakselin voimalaitteen, tiivistyslaitteen jne. Vuoto.
3. Hydrauliset menetykset ja hyötysuhde
Energiaa (Ht), joka juoksupyörältä vastaanottaa tehokkaasta nesteestä (poista vuoto) juoksupyörän läpi, ei myöskään kuljeteta kokonaan, koska nesteeseen liittyy hydraulisia kitkahäviöitä pumpun ylivirtausosan (kanavan pumpun tuloaukko poistoaukkoon) (pitkin reitin vastus) ja hydraulisista häviöistä (paikallinen vastus), jotka aiheutuvat iskuista, laskeutumisesta, nopeuden suunnan ja koon muutoksista jne., kuluttaen siten osan energiaa. Pumpun virtauksessa menetettyä nesteen painon yksikköenergiaa kutsutaan pumpun hydrauliseksi menetykseksi, joka ilmaistaan h: na. Hydraulisen häviön takia nesteen yksikköpainon pumpun kautta lisäämä energia (H) on pienempi kuin juoksupyörän välittämä energia (Ht) nesteen yksikköpainoon, ts. H = Ht-h. Pumpun hydraulisen häviön suuruus mitataan pumpun hyötysuhteella ηh. Hydraulinen hyötysuhde on hydraulisesti kadonneen nesteen tehon suhde ei-hydraulisen nesteen tehoon.
Pumpun erilaisten häviöiden summa ilmaistaan kokonaistehokkuudella (kutsutaan pumpun hyötysuhteeksi). Kokonaistehokkuus on efektiivisen lähtötehon PUt suhde tulotehoon (akselin teho) Pa.
Pumpun kokonaistehokkuus on yhtä suuri kuin mekaanisen hyötysuhteen, tilavuuden hyötysuhteen ja hydraulisen hyötysuhteen tuote.