Berechnung der Zentrifugalpumpenflussrate

Die Durchflussrate (q) von aZentrifugalpumpeist ein wichtiger Parameter für die Messung seiner Förderkapazität, die die Systemdesign und den Betriebseffizienz direkt beeinflusst. In diesem Artikel wird die Durchflussrate -Berechnungsformeln, die Einflussfaktoren und die technischen Berechnungsmethoden, um Ingenieuren zu helfen, genau analysieren, um genaue Auswahlmöglichkeiten zu treffen und den Vorgang zu optimieren.

1. Definition und Einheiten der Zentrifugalpumpenströmungsrate

Durchflussrate (q)

Das Flüssigkeitsvolumen von der Pumpe pro Zeiteinheit. Gemeinsame Einheiten sind wie folgt:

• Internationale Einheiten: M3/H (Kubikmeter pro Stunde), L/S (Liter pro Sekunde)
• Kaiserliche Einheiten: GPM (Gallonen pro Minute), ft3/s (Kubikfuß pro Sekunde)

Konversionsbeziehungen

• 1m3/h≈4.403gpm
• 1l/s = 15,85 gpm

2. Kernformeln für die Zentrifugalpumpenflussrate

2.1 theoretische Formel der Durchflussrate (ohne Verluste)

Die theoretische Durchflussrate einer Zentrifugalpumpe kann durch die geometrischen Parameter des Laufrads berechnet werden:

Q = a · v = πoge dechen

• A: Der Fluss - durch Fläche am Laufradauslass (M2)
• D: Der Durchmesser des Laufradauslasss (m)
• B: Die Breite des Laufradausgangs (M)
• V: Die radiale Geschwindigkeit der Flüssigkeit am Laufradauslass (m/s)

Anwendungsszenario: Es wird verwendet, um die Durchflussrate in der vorläufigen Entwurfsphase abzuschätzen, wird jedoch nicht die Auswirkungen hydraulischer Verluste und Effizienz berücksichtigen.

2.2 Tatsächliche Durchflussratenformel (berücksichtigt Effizienz)

Die tatsächliche Durchflussrate wird durch die Pumpeeffizienz (η) und den Systemwiderstand beeinflusst und muss in Kombination mit Kopf (H) und Leistung (P) berechnet werden. Wenn die Durchflussrate -Einheit M3/s ist:

Q = ρoge ghpanisch

Wenn die Durchflussrate -Einheit M3/H ist:

Q = ρoge ghp asch × 3600

P: Wellenleistung (KW)

• η: Pumpeffizienz (normalerweise 50% - 85%)
• ρ: Flüssigdichte (kg/m3)
• G: Gravitationsbeschleunigung (9,81 m/S2)
• H: Kopf (m)

Schlüsselpunkte:

• Die Durchflussrate ist direkt proportional zur Leistung und umgekehrt proportional zum Kopf.
• Hoch -Viskositätsflüssigkeiten verringern die Effizienz (η), und die Berechnung muss korrigiert werden.

3. Schlüsselfaktoren, die die Durchflussrate beeinflussen

3.1 Laufradparameter

• Laufraddurchmesser (D): Die Durchflussrate ist direkt proportional zum Quadrat des Laufraddurchmessers (q∝d2).
• Laufradrotationsgeschwindigkeit (N): Die Durchflussrate ist direkt proportional zur Drehzahl (q∝n) nach dem Ähnlichkeitsgesetz: q1q2 = (n1n2) (d1d2) 3.

3.2 Systemwiderstand

Rohrreibungsreibung, Ventilöffnungen und die Anzahl der Ellbogen erhöhen den Systemwiderstand, was dazu führt, dass die tatsächliche Durchflussrate niedriger als der theoretische Wert ist. Die tatsächliche Durchflussrate muss durch den Schnittpunkt der systemcharakteristischen Kurve und der Pumpencharakteristischen Kurve bestimmt werden. Die systemcharakteristische Kurve spiegelt die Beziehung zwischen der Durchflussrate und dem Widerstand im Rohrleitungssystem wider und wird normalerweise aus der Formel zur Berechnung der Rohrliniewiderstand abgeleitet. Die Pumpencharakteristische Kurve ist die Kurve der Beziehung zwischen Parametern wie Durchflussrate, Kopf, Leistung und Effizienz der Zentrifugalpumpe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen, die vom Hersteller durch Experimente bestimmt werden. Wenn die Pumpe in einem bestimmten Pipeline -System installiert ist, ist die Fließrate, die dem Schnittpunkt der beiden Kurven entspricht, die tatsächliche Betriebsstromrate der Pumpe in diesem System.

3.3 mittlere Eigenschaften

• Viskosität: Hoch -Viskositätsflüssigkeiten (wie Öle) erhöhen die innere Reibung und verringern die Durchflussrate.
• Gasgehalt: Wenn der Gasgehalt in der Flüssigkeit 5%überschreitet, kann die Kavitation induziert werden und die Durchflussrate fällt stark zurück.

4. Häufige Ursachen und Lösungen für abnormale Durchflussraten

5. Zusammenfassung

Die Durchflussrate von aZentrifugalpumpekann durch theoretische Formeln geschätzt werden, aber der tatsächliche Wert muss mit Effizienz- und Systemeigenschaften kombiniert werden. Die Laufradgröße, Drehzahl und mittlere Eigenschaften sind die Kernvariablen, die die Durchflussrate beeinflussen. Im Engineering wird die Durchflussrate vorzugsweise durch Leistungskurven und gemessene Daten bestimmt, anstatt sich ausschließlich auf Berechnungen zu verlassen. Durch das Beherrschen der Berechnungslogik der Durchflussrate kann die Auswahl der Pumpe optimiert, den Energieverbrauch reduziert und die Lebensdauer der Geräte verlängert werden. Für komplexe Systeme wird empfohlen, CFD -Simulationen oder professionelle Software (z. B. Pipe - Flo) für die Hilfsanalyse zu verwenden.