حساب معدل تدفق مضخة الطرد المركزي

معدل التدفق (ف) من أمضخة الطرد المركزيهي معلمة رئيسية لقياس قدرتها على النقل ، والتي تؤثر بشكل مباشر على تصميم النظام وكفاءة التشغيل. ستقوم هذه المقالة بتحليل صيغ حساب معدل التدفق بعمق ، والعلامات المؤثرة ، وطرق حساب الهندسة لمساعدة المهندسين على تحديد اختيارات دقيقة وتحسين العمليات.

1. تعريف ووحدات معدل تدفق المضخة الطرد المركزي

معدل التدفق (س)

حجم السائل الذي تسليمه بواسطة المضخة لكل وحدة زمنية. الوحدات الشائعة هي كما يلي:

• الوحدات الدولية: M3/H (متر مكعب في الساعة) ، L/S (لتر في الثانية)
• الوحدات الإمبراطورية: GPM (جالون في الدقيقة) ، FT3/S (أقدام مكعبة في الثانية)

علاقات التحويل

• 1M3/H≈4.403GPM
• 1L/S = 15.85GPM

2. الصيغ الأساسية لمعدل تدفق المضخة الطرد المركزي

2.1 صيغة معدل التدفق النظرية (دون النظر في الخسائر)

يمكن حساب معدل التدفق النظري لمضخة الطرد المركزي من خلال المعلمات الهندسية للبزر:

q = a⋅v = π⋅d⋅b⋅V

• ج: التدفق - من خلال المنطقة في منفذ المكره (M2)
• D: قطر منفذ المكره (M)
• ب: عرض منفذ المكره (م)
• الخامس: السرعة الشعاعية للسائل في منفذ المكره (م/ث)

سيناريو التطبيق: يتم استخدامه لتقدير معدل التدفق في مرحلة التصميم الأولية ، لكنه لا يعتبر تأثير الخسائر الهيدروليكية والكفاءة.

2.2 صيغة معدل التدفق الفعلية (مع الأخذ في الاعتبار الكفاءة)

يتأثر معدل التدفق الفعلي بكفاءة المضخة (η) ومقاومة النظام ، ويجب حسابه بالاشتراك مع الرأس (H) والطاقة (P). عندما تكون وحدة معدل التدفق M3/S:

q = ρ⋅g⋅hp⋅η

عندما تكون وحدة معدل التدفق M3/H:

q = ρ⋅g⋅hp⋅η × 3600

P: قوة العمود (KW)

• η: كفاءة المضخة (عادة 50 ٪ - 85 ٪)
• ρ: الكثافة السائلة (كجم/م 3)
• G: تسارع الجاذبية (9.81m/s2)
• H: الرأس (م)

النقاط الرئيسية:

• يتناسب معدل التدفق بشكل مباشر مع القوة ويتناسب عكسيا مع الرأس.
• السوائل عالية اللزوجة ستقلل من الكفاءة (η) ، ويجب تصحيح الحساب.

3. العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل التدفق

3.1 معلمات المكره

• قطر المكره (D): معدل التدفق يتناسب مباشرة مع مربع قطر المكره (Q∝D2).
• السرعة الدورانية المكررة (N): يتناسب معدل التدفق بشكل مباشر مع السرعة الدورانية (Q∝N) ، بعد قانون التشابه: Q1Q2 = (N1N2) (D1D2) 3.

3.2 مقاومة النظام

سوف يزيد كل من احتكاك الأنابيب ، وفتحات الصمام ، وعدد المرفقين من مقاومة النظام ، مما يؤدي إلى أن معدل التدفق الفعلي أقل من القيمة النظرية. يجب تحديد معدل التدفق الفعلي من خلال تقاطع منحنى مميز النظام ومنحنى مميز المضخة. يعكس منحنى مميز النظام العلاقة بين معدل التدفق والمقاومة في نظام خط الأنابيب وعادة ما يتم اشتقاقه من صيغة حساب مقاومة خطوط الأنابيب. منحنى خاصية المضخة هو منحنى العلاقة بين المعلمات مثل معدل التدفق والرأس والطاقة وكفاءة مضخة الطرد المركزي في ظل ظروف عمل مختلفة ، والتي تحددها الشركة المصنعة من خلال التجارب. عندما يتم تثبيت المضخة في نظام خط أنابيب معين ، فإن معدل التدفق المقابل لتقاطع المنحنيين هو معدل تدفق التشغيل الفعلي للمضخة في هذا النظام.

3.3 الخصائص المتوسطة

• اللزوجة: ستقوم السوائل عالية اللزوجة (مثل الزيوت) بزيادة الاحتكاك الداخلي وتقليل معدل التدفق.
• محتوى الغاز: عندما يتجاوز محتوى الغاز في السائل 5 ٪ ، قد يتم تحفيز التجويف ، وسوف ينخفض ​​معدل التدفق بشكل حاد.

4. الأسباب الشائعة والحلول لمعدلات التدفق غير الطبيعية

5. ملخص

معدل تدفق أمضخة الطرد المركزييمكن تقديرها بواسطة الصيغ النظرية ، ولكن يجب دمج القيمة الفعلية مع الكفاءة وخصائص النظام. حجم المكره ، وسرعة الدوران ، والخصائص المتوسطة هي المتغيرات الأساسية التي تؤثر على معدل التدفق. في الهندسة ، يتم تحديد معدل التدفق من خلال منحنيات الأداء والبيانات المقاسة بدلاً من الاعتماد فقط على الحسابات. يمكن أن يؤدي إتقان منطق حساب معدل التدفق إلى تحسين اختيار المضخة ، وتقليل استهلاك الطاقة ، وتمديد عمر خدمة المعدات. بالنسبة للأنظمة المعقدة ، يوصى باستخدام محاكاة CFD أو البرامج المهنية (مثل الأنابيب - FLO) للتحليل الإضافي.