Perhitungan laju aliran pompa sentrifugal

Laju aliran (q) dari apompa sentrifugaladalah parameter kunci untuk mengukur kapasitas pengangkutannya, yang secara langsung mempengaruhi desain sistem dan efisiensi operasi. Artikel ini akan sangat menganalisis formula perhitungan laju aliran, faktor yang mempengaruhi, dan metode perhitungan rekayasa untuk membantu para insinyur membuat pilihan yang akurat dan mengoptimalkan operasi.

1. Definisi dan unit laju aliran pompa sentrifugal

Laju aliran (q)

Volume cairan yang dikirim oleh pompa per satuan waktu. Unit umum adalah sebagai berikut:

• Unit Internasional: M3/H (meter kubik per jam), L/S (liter per detik)
• Unit Imperial: GPM (galon per menit), FT3/S (kaki kubik per detik)

Hubungan Konversi

• 1m3/h≈4.403gpm
• 1l/s = 15.85gpm

2. Rumus inti untuk laju aliran pompa sentrifugal

2.1 Formula laju aliran teoritis (tanpa mempertimbangkan kerugian)

Laju aliran teoritis pompa sentrifugal dapat dihitung melalui parameter geometris impeller:

Q = a⋅V = π⋅d⋅b⋅v

• A: Aliran - Melalui area di outlet impeller (M2)
• D: Diameter outlet impeller (M)
• B: Lebar outlet impeller (M)
• V: Kecepatan radial cairan di outlet impeller (m/s)

Skenario Aplikasi: Ini digunakan untuk memperkirakan laju aliran pada tahap desain awal, tetapi tidak mempertimbangkan dampak kerugian dan efisiensi hidrolik.

2.2 Formula laju aliran aktual (mempertimbangkan efisiensi)

Laju aliran aktual dipengaruhi oleh efisiensi pompa (η) dan resistansi sistem, dan perlu dihitung dalam kombinasi dengan kepala (H) dan daya (P). Saat unit laju aliran adalah M3/S:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η

Ketika unit laju aliran adalah M3/H:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η × 3600

P: Daya poros (KW)

• η: Efisiensi pompa (biasanya 50% - 85%)
• ρ: kepadatan cair (kg/m3)
• G: Akselerasi Gravitasi (9.81m/S2)
• H: kepala (m)

Poin -Poin Kunci:

• Laju aliran berbanding lurus dengan daya dan berbanding terbalik dengan kepala.
• Cairan viskositas tinggi akan mengurangi efisiensi (η), dan perhitungan perlu diperbaiki.

3. Faktor -faktor kunci yang mempengaruhi laju aliran

3.1 Parameter Impeller

• Diameter Impeller (D): Laju aliran berbanding lurus dengan kuadrat diameter impeller (q∝d2).
• Impeller Rotational Speed ​​(N): Laju aliran berbanding lurus dengan kecepatan rotasi (q∝n), mengikuti hukum kesamaan: q1q2 = (n1n2) (d1d2) 3.

3.2 Resistensi Sistem

Gesekan pipa, bukaan katup, dan jumlah siku semua akan meningkatkan resistensi sistem, menghasilkan laju aliran aktual lebih rendah dari nilai teoritis. Laju aliran aktual perlu ditentukan oleh persimpangan kurva karakteristik sistem dan kurva karakteristik pompa. Kurva karakteristik sistem mencerminkan hubungan antara laju aliran dan resistansi dalam sistem pipa dan biasanya berasal dari rumus perhitungan resistansi pipa. Kurva karakteristik pompa adalah kurva hubungan antara parameter seperti laju aliran, kepala, daya, dan efisiensi pompa sentrifugal di bawah kondisi kerja yang berbeda, yang ditentukan oleh pabrikan melalui percobaan. Ketika pompa dipasang dalam sistem pipa tertentu, laju aliran yang sesuai dengan persimpangan kedua kurva adalah laju aliran operasi aktual pompa dalam sistem ini.

3.3 Karakteristik Sedang

• Viskositas: Cairan viskositas tinggi (seperti minyak) akan meningkatkan gesekan internal dan mengurangi laju aliran.
• Kandungan gas: Ketika kadar gas dalam cairan melebihi 5%, kavitasi dapat diinduksi, dan laju aliran akan turun tajam.

4. Penyebab umum dan solusi untuk laju aliran abnormal

5. Ringkasan

Laju aliran apompa sentrifugalDapat diperkirakan dengan formula teoritis, tetapi nilai aktual perlu dikombinasikan dengan efisiensi dan karakteristik sistem. Ukuran impeller, kecepatan rotasi, dan karakteristik sedang adalah variabel inti yang mempengaruhi laju aliran. Dalam rekayasa, laju aliran lebih disukai ditentukan melalui kurva kinerja dan data yang diukur daripada hanya mengandalkan perhitungan. Menguasai logika perhitungan laju aliran dapat mengoptimalkan pemilihan pompa, mengurangi konsumsi energi, dan memperpanjang masa pakai peralatan. Untuk sistem yang kompleks, disarankan untuk menggunakan simulasi CFD atau perangkat lunak profesional (seperti pipa - Flo) untuk analisis tambahan.