Na področju fluidnih strojev, črpalk z mešanim tokom incentrifugalne črpalkesta dve pogosti vrsti črpalk. Imajo pomembno vlogo na številnih industrijskih in civilnih področjih. Za pravilno izbiro in uporabo teh naprav je ključnega pomena razumevanje njihovih bistvenih razlik.
1, Strukturne razlike
(1) Struktura rotorja
Črpalka mešanega toka
Oblika rotorja črpalke z mešanim tokom je med obliko centrifugalne črpalke in črpalke z aksialnim tokom. Njene lopatice so zvite z radialnim podaljškom lopatic centrifugalne črpalke in aksialnim podaljškom lopatic črpalke z aksialnim tokom. Ta oblika lopatic povzroči, da je tekočina črpalke z mešanim tokom med delovanjem izpostavljena tako centrifugalnim kot aksialnim silam. Na primer, nekateri običajni rotorji črpalke z mešanim tokom imajo izhodne kote lopatic na splošno med 20 in 60 stopinjami, kar lahko vpliva na karakteristike delovanja črpalke z mešanim tokom.
Lopatice rotorja centrifugalnih črpalk so običajno radialne ali ukrivljene nazaj. Rezila v glavnem ustvarjajo centrifugalno silo, ki vrže tekočino iz središča propelerja proti robu propelerja. Kot namestitve izstopne odprtine lopatice rotorja centrifugalne črpalke je na splošno večji od 90 stopinj, nekateri pa celo blizu 180 stopinj, kar omogoča, da tekočina pridobi veliko centrifugalno silo v rotorju.
(2) Struktura telesa črpalke
Črpalka mešanega toka
Telo črpalke črpalk z mešanim tokom je večinoma spiralna struktura, vendar je v primerjavi z spiralo centrifugalnih črpalk njegova površina grla večja. Ta struktura pomaga bolje uravnotežiti radialne in aksialne sile med pretokom tekočine, hkrati pa se prilagaja značilnostim radialnega in aksialnega pretoka tekočine v mešanih črpalkah. Poleg tega sta dovod in izhod črpalk z mešanim tokom običajno na isti osi ali pod določenim kotom, da se prilagodita različnim zahtevam glede namestitve in delovanja.
Telo črpalke centrifugalnih črpalk je prav tako večinoma spiralna struktura, vendar je območje grla razmeroma majhno. Vhod centrifugalne črpalke se običajno nahaja na strani telesa črpalke, izhod pa na vrhu ali na strani telesa črpalke, kar se razlikuje od postavitve vstopnih in izstopnih cevovodov mešane črpalke.
2, Razlike v principih dela
(1) Načelo delovanja črpalke z mešanim tokom
Pretvorba energije
Ko deluje črpalka z mešanim tokom, se rotor vrti, da poganja gibanje tekočine. Zaradi zvite oblike lopatic tekočina doživlja kombinirani učinek centrifugalnih in aksialnih sil v rotorju. Centrifugalna sila povzroči, da se tekočina premika proti robu tekača, medtem ko aksialna sila potiska tekočino, da teče v aksialni smeri. Med tem procesom se povečata kinetična energija in energija tlaka tekočine. Ko tekočina teče od središča proti robu propelerja, se njena hitrost postopoma povečuje in postopno narašča tudi tlak.
Pot toka
Pot toka tekočine v črpalki z mešanim tokom je poševni tok med radialno in aksialno smerjo. Po vstopu v rotor iz dovoda tekočina teče vzdolž nagnjenega kanala lopatice. Ko teče iz tekača, obstajata radialna in aksialna komponenta hitrosti.
(2) Načelo delovanja centrifugalne črpalke
Pretvorba energije
Centrifugalne črpalke se za delovanje v glavnem zanašajo na centrifugalno silo, ki nastane zaradi vrtenja rotorja. Ko se rotor vrti z veliko hitrostjo, se tekočina pod delovanjem centrifugalne sile vrže proti robu rotorja. Med tem procesom se poveča hitrost tekočine, temu primerno se poveča tudi tlak. Centrifugalne črpalke v glavnem pretvarjajo mehansko energijo, ki jo dovaja rotor, v kinetično energijo in tlačno energijo tekočine, pri čemer velik delež predstavlja povečanje kinetične energije, nato pa kinetično energijo pretvorijo v tlačno energijo prek komponent, kot je spirala.
Pot toka
Pot tekočine znotraj centrifugalne črpalke je radialna. Tekočina se vrže iz središča rotorja proti robu rotorja, nato pa postopoma spremeni smer vzdolž spiralnega kanala telesa črpalke, ki teče ven iz iztoka.
3, Razlike v značilnostih delovanja
(1) Značilnosti pretoka in višine
Črpalka mešanega toka
Pretok črpalk z mešanim tokom je razmeroma velik, na splošno med 100–10000 kubičnimi metri na uro, odvisno od modela črpalke in specifikacij. Njegov razpon glave je relativno ozek, običajno med 10-100 metri. Krivulja višine pretoka črpalke z mešanim tokom je razmeroma ravna in v določenem območju višine je vpliv sprememb pretoka na višino relativno majhen.
Tudi razpon pretoka centrifugalnih črpalk je zelo širok in sega od nekaj kubičnih metrov na uro do več tisoč kubičnih metrov na uro. Razpon višine centrifugalnih črpalk je širok in sega od nekaj metrov do nekaj sto metrov. Krivulja višine pretoka centrifugalne črpalke na splošno kaže obliko grbe, z visoko učinkovitostjo blizu odlične delovne točke. Po odstopanju od odlične delovne točke se bo učinkovitost hitro zmanjšala.
(2) Učinkovitost
Črpalka mešanega toka
Črpalke z mešanim tokom imajo večjo učinkovitost pri srednjih pretokih in visokih tlačnih pogojih. Zaradi značilnosti svoje strukture in principa delovanja lahko črpalke z mešanim tokom učinkovito pretvorijo vhodno energijo v učinkovito energijo tekočine, ko se ukvarjajo z visokimi pretoki in določenimi zahtevami po višini, pri čemer učinkovitost na splošno doseže okoli 70% -85%.
Učinkovitost centrifugalnih črpalk v območju visoke-učinkovitosti je prav tako razmeroma visoka in običajno dosega okoli 80 % -90 %. Ko pa pretok in višina odstopata od optimalne delovne točke, se učinkovitost hitro zmanjša. Na primer, ko je pretok pod 50 % optimalne delovne točke, se lahko učinkovitost centrifugalne črpalke zmanjša pod 50 %.
(3) Učinkovitost kavitacije
Črpalka mešanega toka
Kavitacijska zmogljivost črpalk z mešanim tokom je razmeroma slaba. Zaradi visoke vstopne stopnje pretoka in velikega vstopnega kota lopatic mešanih pretočnih črpalk je nagnjena k pojavu kavitacije na vstopu lopatic. Težave s kavitacijo so resnejše zlasti v pogojih nizkega tlaka in visokega pretoka.
Kavitacijska zmogljivost centrifugalnih črpalk je relativno dobra. Vhodni kot lopatic centrifugalne črpalke je razmeroma majhen, vstopni pretok pa relativno počasen, kar lahko do določene mere zmanjša pojav kavitacije. Vendar pa se lahko pri centrifugalnih črpalkah pojavijo tudi težave s kavitacijo na visoki nadmorski višini, visoki temperaturi ali slabih pogojih sesanja.
4, razlika v obsegu uporabe
(1) Področje uporabe črpalke z mešanim tokom
Hidravlični inženiring
Črpalke z mešanim tokom se pogosto uporabljajo v tehniki namakanja in drenaže. V velikih -namakalnih sistemih kmetijstva lahko na primer črpalke z mešanim tokom dvignejo vodo iz izvira na višji položaj in jo nato po kanalih prenesejo na različna kmetijska zemljišča. Kar zadeva drenažo, se lahko črpalke z mešanim tokom uporabljajo za odstranjevanje zamašitve, zlasti na območjih z relativno ravnim terenom. Črpalke z mešanim tokom lahko učinkovito odvajajo akumulirano vodo.
Mestna oskrba z vodo
V nekaterih mestnih projektih zbiranja in preusmerjanja surove vode se črpalke z mešanim tokom lahko uporabljajo tudi za transport vode od vodnega vira do čistilnih naprav ali mestnih vodovodnih omrežij. Zlasti kadar sta potrebna velik pretok in zmerna višina, je mešana pretočna črpalka bolj ekonomična izbira.
(2) Področje uporabe centrifugalne črpalke
Industrijski sektor
Centrifugalne črpalke se pogosto uporabljajo v panogah, kot so kemična, naftna in energetska. V kemični industriji se lahko centrifugalne črpalke uporabljajo za transport različnih kemičnih medijev, kot so kisline, baze, raztopine soli itd. V naftni industriji se lahko centrifugalne črpalke uporabljajo za postopke, kot sta transport surove nafte in vbrizgavanje vode. V elektroenergetiki se centrifugalne črpalke lahko uporabljajo za dovod krožne hladilne vode itd.
Gradbeno področje
Centrifugalne črpalke igrajo pomembno vlogo pri gradnji vodovodnih in odtočnih sistemov. Na primer, v sistemu oskrbe z vodo visokih -zgradb lahko centrifugalne črpalke dvignejo vodo iz spodnjega nivoja bazena v-visoki rezervoar za vodo, da zadovoljijo potrebe uporabnikov po vodi. V protipožarnem sistemu so pomembne vodovodne naprave tudi centrifugalne črpalke, ki lahko v primeru požara zagotovijo zadostno količino in pritisk vode.
Če povzamemo, obstajajo bistvene razlike med črpalkami z mešanim tokom in centrifugalnimi črpalkami v smislu strukture, principa delovanja, značilnosti delovanja in obsega uporabe. V praktičnih aplikacijah je treba razumno izbrati mešano pretočno črpalko ali centrifugalno črpalko glede na posebne pogoje delovanja, kot so pretok, višina, lastnosti tekočine in drugi dejavniki. Za razmere z visokimi pretoki, srednjo višino in ne posebno visokimi zahtevami glede delovanja kavitacije so črpalke z mešanim tokom dobra izbira; Za delovne pogoje s širokim razponom pretoka in višine, visokimi zahtevami glede učinkovitosti in občutljivostjo na kavitacijo imajo centrifugalne črpalke več prednosti.