ภาพรวมของปั๊มน้ำแบบครอบคลุม

I. ความหมายและภาพรวมของปั๊ม
ปั๊มเป็นอุปกรณ์ทางกลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ หน้าที่หลักของปั๊มคือการลำเลียงของเหลว (เช่น น้ำ น้ำมัน ฯลฯ) จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ด้วยการขับเคลื่อนของปั๊ม ของเหลวจึงสามารถทำงานขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพและเสถียร ตอบสนองความต้องการด้านการผลิตและการดำรงชีวิตที่หลากหลาย
ปั๊มเป็นอุปกรณ์ทางกลที่ใช้ในการขนส่งของเหลวต่างๆ ขอบเขตการใช้งานครอบคลุมถึงน้ำ น้ำมัน สารละลายกรดและด่าง อิมัลชัน สารแขวนลอย โลหะเหลว ฯลฯ นอกจากนี้ ปั๊มน้ำมันเกียร์ยังสามารถขนส่งของเหลว-ส่วนผสมของก๊าซและของเหลวที่มีสารแขวนลอยที่เป็นของแข็งได้อีกด้วย
ปั๊มสามารถจำแนกได้เป็นสามประเภทหลักตามหลักการทำงาน: ปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวก ปั๊มใบพัด และปั๊มประเภทอื่น เป็นที่น่าสังเกตว่าการจำแนกประเภทของปั๊มจุ่มนั้นมีความหลากหลายมากกว่า นอกจากจะจำแนกตามหลักการทำงานแล้วยังสามารถจัดหมวดหมู่และตั้งชื่อตามวิธีการขับขี่ โครงสร้าง วัตถุประสงค์ และลักษณะของของเหลวที่ขนส่งอีกด้วย
มีการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์สมรรถนะต่างๆ ของปั๊ม และความสัมพันธ์เหล่านี้สามารถแสดงผ่านเส้นโค้งคุณลักษณะได้โดยสังหรณ์ใจ ปั๊มแต่ละตัวมีเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะการทำงานเฉพาะของตัวเอง ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ทางกลสำหรับขนส่งของเหลวหรือเพิ่มความดันของของเหลว ปั๊มจะถ่ายโอนพลังงานกลของตัวขับเคลื่อนหลักหรือพลังงานภายนอกอื่น ๆ ไปยังของเหลว ดังนั้นจึงทำให้พลังงานของของเหลวเพิ่มขึ้น
ครั้งที่สอง ความหมายและที่มาทางประวัติศาสตร์ของปั๊ม
ปั๊มซึ่งเป็นอุปกรณ์ทางกลสำหรับขนส่งของเหลวหรือเพิ่มแรงดันของของเหลว มีประวัติย้อนหลังไปถึงสมัยโบราณ โดยทั่วไปแล้ว ปั๊มไม่เพียงแต่ใช้สำหรับขนส่งของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ทางกลบางอย่างที่ออกแบบมาเพื่อขนส่งก๊าซโดยเฉพาะอีกด้วย โดยการถ่ายโอนพลังงานกลของเครื่องขับเคลื่อนหลักหรือพลังงานจากแหล่งอื่นไปยังของเหลว ปั๊มจึงสามารถเพิ่มพลังงานของของเหลวได้
ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการยกน้ำโดยมนุษย์นำไปสู่การเกิดขึ้นของอุปกรณ์ยกน้ำต่างๆ ตัวอย่างเช่น ปั๊มโซ่ในอียิปต์ถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อประมาณ 1,700 ปีก่อนคริสตกาล ในขณะที่จีนมีเครื่องมือยกน้ำแบบโบราณ เช่น คันโยก กระจกบังลม และกังหันน้ำ ในสมัยกรีกโบราณ อาร์คิมิดีสได้ประดิษฐ์แกนสกรูขึ้นในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช โดยวางรากฐานสำหรับเทคโนโลยีปั๊มในเวลาต่อมา
เมื่อเวลาผ่านไป ช่างฝีมือชาวกรีกโบราณ Ktesibius ได้ประดิษฐ์ปั๊มลูกสูบแบบดั้งเดิม - ปั๊มดับเพลิง - ประมาณ 200 ปีก่อนคริสตกาล จากนั้นในปี ค.ศ. 1588 ก็มีบันทึกเกี่ยวกับปั๊มใบพัดเลื่อนแบบ 4 ใบพัด ซึ่งถือเป็นการพัฒนาครั้งแรกของปั๊มโรตารี ในปี ค.ศ. 1689 D. Papan จากฝรั่งเศสได้คิดค้นและคิดค้นปั๊มหอยโข่งแบบก้นหอยที่มีใบพัด 4 ใบพัด
ในศตวรรษที่ 18 ปั๊มหอยโข่งที่มีใบพัดตรงแนวรัศมี ใบพัดและก้นหอยแบบกึ่ง-เปิดคู่- เช่นเดียวกับปั๊มลูกสูบที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำโดยตรง ถือกำเนิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในสหรัฐอเมริกา นวัตกรรมเหล่านี้มีส่วนทำให้เกิดและพัฒนาเทคโนโลยีปั๊มที่ทันสมัย
ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ระหว่างปี 1840 ถึง 1850 HR Worsington จากสหรัฐอเมริกาได้คิดค้นปั๊มลูกสูบแบบกระทำโดยตรงด้วยไอน้ำ- โดยมีกระบอกปั๊มและกระบอกไอน้ำวางตรงข้ามกัน ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการปรับปรุงปั๊มลูกสูบสมัยใหม่ และตั้งแต่ปี 1851 ถึง 1875 การกำเนิดของปั๊มหอยโข่งหลาย-ทำให้สามารถพัฒนาปั๊มหอยโข่งที่มีหัวสูง-ได้
ตั้งแต่นั้นมา ปั๊มประเภทใหม่ๆ ก็ได้ถือกำเนิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยประสิทธิภาพค่อยๆ ดีขึ้น และขอบเขตของประสิทธิภาพและการใช้งานก็กว้างขวางมากขึ้นเช่นกัน
ที่สาม การจำแนกประเภทของปั๊ม
ปั๊มซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่าง ๆ มีหลายประเภทและจำแนกได้หลายวิธี ตามหลักการทำงาน ปั๊มสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหลักๆ ได้แก่
ประการแรก มีปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวกหรือที่เรียกว่าปั๊มใบพัดหรือปั๊มใบพัด ปั๊มประเภทนี้ใช้ใบพัดหมุนเพื่อส่งแรงไปที่ของเหลว โดยถ่ายเทพลังงานไปยังของเหลวอย่างต่อเนื่อง และเพิ่มพลังงานจลน์และความดัน ต่อจากนั้นพลังงานจลน์จะถูกแปลงเป็นพลังงานความดันผ่านห้องระบาย ปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวกรวมถึงปั๊มแรงเหวี่ยง ปั๊มไหลตามแนวแกน ปั๊มไหลบางส่วน และปั๊มวอร์เท็กซ์ และอื่นๆ อีกมากมาย
ประเภทต่อไปคือปั๊มปริมาตร ปั๊มประเภทนี้ส่งพลังงานโดยการเปลี่ยนปริมาตรของพื้นที่ทำงานที่ปิดสนิทเป็นระยะ ซึ่งจะเพิ่มแรงดันของของเหลวและบังคับให้ระบายออก ปั๊มปริมาตรสามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นปั๊มลูกสูบและปั๊มโรตารีตามรูปแบบการเคลื่อนไหวขององค์ประกอบการทำงาน
นอกจากนี้ยังมีปั๊มประเภทอื่นๆ ที่สามารถถ่ายเทพลังงานในลักษณะเฉพาะได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ปั๊มไอพ่นอาศัยไอพ่นความเร็วสูง-ของของไหลทำงานเพื่อดึงและผสมของไหลที่จะขนส่ง ทำให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานผ่านการแลกเปลี่ยนโมเมนตัม ปั๊มไดอะแฟรมและปั๊มค้อนน้ำใช้เอฟเฟกต์ค้อนน้ำในระหว่างการเบรกเพื่อถ่ายโอนพลังงาน ในขณะที่ปั๊มแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถขนส่งของไหลผ่านการไหลของโลหะเหลวภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าและแรงแม่เหล็กไฟฟ้า
นอกจากนี้ ปั๊มยังสามารถจำแนกเพิ่มเติมตามคุณสมบัติของของเหลวที่ขนส่ง วิธีการขับเคลื่อน โครงสร้าง และวัตถุประสงค์
IV. การใช้งานปั๊มในด้านต่างๆ
ช่วงประสิทธิภาพของปั๊มนั้นกว้างขวาง ตั้งแต่ปั๊มขนาดยักษ์ที่มีอัตราการไหลหลายแสนลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ไปจนถึงปั๊มขนาดเล็กที่มีอัตราการไหลน้อยกว่าหลายเดซิลิตรต่อชั่วโมง ช่วงแรงดันยังอาจแตกต่างจากแรงดันปกติไปจนถึงสูงถึง 19.61 Mpa (200 kgf/cm2) หรือสูงกว่า นอกจากนี้ อุณหภูมิและประเภทของของเหลวที่ขนส่งยังแตกต่างกัน เช่น น้ำ (น้ำใส สิ่งปฏิกูล ฯลฯ) น้ำมัน กรดและเบส สารแขวนลอย และโลหะเหลว เป็นต้น
ในการผลิตภาคส่วนเคมีและปิโตรเลียม ปั๊มมีบทบาทสำคัญ เนื่องจากวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป- และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปส่วนใหญ่เป็นของเหลว ในกระบวนการที่ซับซ้อนเหล่านี้ ปั๊มไม่เพียงแต่ขนส่งของเหลวเท่านั้น แต่ยังให้แรงดันและการไหลที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีอีกด้วย ในเวลาเดียวกัน พวกมันยังใช้ในอุปกรณ์หลายชนิดเพื่อควบคุมอุณหภูมิอีกด้วย
ในการผลิตทางการเกษตร เครื่องสูบน้ำเป็นเครื่องจักรหลักในการชลประทานและการระบายน้ำ พื้นที่ชนบทในประเทศของเรานั้นกว้างใหญ่ และจำเป็นต้องมีเครื่องสูบน้ำจำนวนมากทุกปีเพื่อรองรับการผลิตทางการเกษตร โดยทั่วไปแล้ว เครื่องสูบเพื่อการเกษตรคิดเป็นครึ่งหนึ่งของผลผลิตทั้งหมดของเครื่องสูบ
อุตสาหกรรมเหมืองแร่และโลหะวิทยาเป็นสาขาการใช้งานที่สำคัญสำหรับปั๊มเช่นกัน ในอุตสาหกรรมเหล่านี้ กระบวนการต่างๆ เช่น การระบายน้ำจากเหมือง การแปรรูปแร่ การถลุงและการรีด ล้วนต้องการการสนับสนุนจากปั๊ม
ในภาคพลังงาน ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เครื่องสูบน้ำมีบทบาทสำคัญใน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จำเป็นต้องมีปั๊มหลัก ปั๊มรอง และปั๊มระดับตติยภูมิ เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของปฏิกิริยานิวเคลียร์จะมีเสถียรภาพ ในขณะที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนอาศัยปั๊มป้อนหม้อไอน้ำ ปั๊มคอนเดนเสท ปั๊มหมุนเวียน และปั๊มตะกรันและเถ้าจำนวนมาก เพื่อรักษาการทำงานตามปกติของโรงไฟฟ้า
โครงสร้างการป้องกันไม่สามารถทำได้หากไม่มีการใช้ปั๊ม การปรับปีกเครื่องบิน หางเสือและล้อลงจอด การหมุนของเรือรบและป้อมปืนรถถัง รวมถึงการจมน้ำและการขึ้นของเรือดำน้ำ ล้วนต้องใช้เครื่องสูบน้ำเพื่อให้กำลังที่จำเป็นและฟังก์ชันการปรับตั้ง นอกจากนี้ สำหรับ-ของเหลวแรงดันสูงและกัมมันตภาพรังสีในระหว่างการขนส่งและการจัดการ ข้อกำหนดสำหรับการทำงานแบบไม่มีการรั่วไหลของปั๊ม-นั้นสูงมาก
ในอุตสาหกรรมการต่อเรือ มีการใช้ปั๊มหลายร้อยประเภทกับเรือเดินทะเลแต่ละลำ- ตั้งแต่ปั๊มใบพัดที่ขับเคลื่อนเรือไปจนถึงปั๊มต่างๆ ที่ช่วยรักษาสภาพแวดล้อมในห้องโดยสารเรือ ล้วนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ นอกจากนี้ ระบบประปาและการระบายน้ำในเมือง น้ำที่ใช้โดยตู้รถไฟไอน้ำ การหล่อลื่นและการทำความเย็นในเครื่องมือกล การขนส่งสีย้อมในอุตสาหกรรมสิ่งทอ และการขนส่งนมและผลิตภัณฑ์น้ำตาลในอุตสาหกรรมอาหาร ล้วนต้องอาศัยการสนับสนุนจากปั๊ม
โดยสรุป ปั๊มมีอยู่ทั่วไปในหลากหลายสาขา รวมถึงการบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางทหาร การผลิตทางอุตสาหกรรม และชีวิตประจำวัน และมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ ดังนั้นปั๊มจึงจัดเป็นเครื่องจักรทั่วไปและกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ขาดไม่ได้และสำคัญในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกล
V. พารามิเตอร์พื้นฐานของปั๊ม
ปั๊มซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องจักรทั่วไป ประสิทธิภาพของปั๊มส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการปฏิบัติงานในสถานการณ์การใช้งานต่างๆ เพื่อให้เข้าใจประสิทธิภาพของปั๊มอย่างถ่องแท้ เราต้องเน้นที่พารามิเตอร์พื้นฐานที่สำคัญหลายประการก่อน พารามิเตอร์เหล่านี้ไม่เพียงสะท้อนถึงคุณลักษณะโดยธรรมชาติของปั๊มเท่านั้น แต่ยังให้คำแนะนำที่สำคัญสำหรับการเลือกและการใช้งานอีกด้วย
1. อัตราการไหล Q
อัตราการไหลเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดปริมาณของเหลวที่ปั๊มสามารถลำเลียงได้ภายในหน่วยเวลา ซึ่งมักจะแสดงในรูปของปริมาตรหรือมวล อัตราการไหลของปริมาตรแสดงด้วย Q และหน่วยประกอบด้วย m3/s, m3/h และ l/s เป็นต้น ในขณะที่อัตราการไหลของมวลแสดงด้วย Qm และหน่วยคือ t/h, kg/s เป็นต้น ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองนี้สามารถสร้างขึ้นได้ผ่านสูตร Qm=ρQ โดยที่ ρ แสดงถึงความหนาแน่นของของเหลว สำหรับน้ำที่อุณหภูมิปกติ ความหนาแน่น ρ จะอยู่ที่ประมาณ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
2. เฮด ฮ
ส่วนหัวหมายถึงพลังงานที่เพิ่มขึ้นในหน่วยน้ำหนักของของเหลวหลังจากที่ปั๊มสูบของเหลว จากทางเข้าของปั๊ม (เช่น หน้าแปลนทางเข้าของปั๊ม) ไปยังทางออก (เช่น หน้าแปลนทางออกของปั๊ม) ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานประสิทธิผลที่ได้รับจากของเหลวหนึ่งนิวตันเมื่อผ่านปั๊ม มีหน่วยเป็น N·m/N ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า เมตร มันแสดงถึงความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่ปั๊มสูบน้ำและเรียกง่ายๆว่าเมตร
3. ความเร็วในการหมุน
ความเร็วหมายถึงจำนวนการหมุนของเพลาปั๊มภายในหน่วยเวลา ซึ่งโดยปกติจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ n และมีหน่วยเป็นรอบต่อนาที (r/min)
4. ขอบหัวดูด
ขอบหัวดูดหรือที่เรียกว่าหัวดูดสุทธิบวก เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดประสิทธิภาพการเกิดโพรงอากาศ ในประเทศจีน ก่อนหน้านี้พารามิเตอร์นี้แสดงด้วย Δh
5. พลังและประสิทธิภาพ
กำลังของปั๊มมักจะเรียกว่ากำลังไฟฟ้าเข้า ซึ่งเป็นกำลังที่ถ่ายโอนจากตัวขับเคลื่อนหลักไปยังเพลาปั๊ม และเรียกอีกอย่างว่ากำลังของเพลา ซึ่งแสดงด้วย P โดยกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพของปั๊มหรือกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตจะแสดงด้วย Pe และวัดพลังงานประสิทธิผลที่ได้รับจากของเหลวที่ถูกระบายออกจากปั๊มภายในหน่วยเวลา
เป็นที่น่าสังเกตว่าหัวแสดงถึงพลังงานอันทรงประสิทธิภาพนี้อย่างแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หัว หมายถึงพลังงานที่มีประสิทธิภาพที่หน่วยของของเหลวหนักได้รับเมื่อถูกสูบออกจากปั๊ม ดังนั้น โดยการคูณส่วนหัว อัตราการไหลของมวล และความเร่งโน้มถ่วง เราสามารถคำนวณพลังงานประสิทธิผลที่หน่วยของเหลวที่ออกจากปั๊มได้รับในเวลาที่กำหนด ซึ่งก็คือกำลังประสิทธิผลของปั๊ม:
เพ=ρgQH (W)=QH (W)
ρ แสดงถึงความหนาแน่นของของเหลวที่ถูกสูบโดยปั๊ม (กก./ลบ.ม.) คือน้ำหนักเฉพาะของของเหลวที่ถูกสูบโดยปั๊ม (N/m³), Q คืออัตราการไหลของปั๊ม (m³/s), H คือส่วนหัวของปั๊ม (m) และ g คือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (m/s²)
ความแตกต่างระหว่างกำลังของเพลา P และกำลังที่มีประสิทธิภาพ Pe แสดงถึงการสูญเสียกำลังภายในปั๊ม ในการหาปริมาณการสูญเสียนี้ เราแนะนำแนวคิดเรื่องประสิทธิภาพของปั๊ม ซึ่งแสดงเป็นอัตราส่วนของกำลังที่มีประสิทธิผลต่อกำลังเพลา และแสดงด้วย η

วี. ความหมายและการแปลงปริมาณการใช้ข้อมูล
อัตราการไหล ซึ่งเป็นปริมาตรของของเหลวที่ปั๊มปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาแสดงด้วย Q โดยมีหน่วยต่างๆ ได้แก่ ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง (ลบ.ม./ชม.) ลิตรต่อวินาที (ลิตร/วินาที) เป็นต้น เป็นที่น่าสังเกตว่า 1 ลิตรต่อวินาทีเทียบเท่ากับ 3.6 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเท่ากับ 0.06 ลูกบาศก์เมตรต่อนาทีหรือ 60 ลิตรต่อนาทีเช่นกัน นอกจากนี้ เราสามารถคำนวณน้ำหนักที่สูบต่อชั่วโมงโดยใช้อัตราการไหลและความถ่วงจำเพาะของของเหลว ซึ่งแสดงด้วย G โดยที่ ρ แสดงถึงความถ่วงจำเพาะของของเหลว เช่น ถ้าปั๊มบางตัวมีอัตราการไหล 50 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง เวลาสูบน้ำ เราอยากทราบว่าสูบได้น้ำหนักต่อชั่วโมงเท่าไหร่? สมมติว่าความถ่วงจำเพาะของน้ำ ρ อยู่ที่ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เราสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร G=Qρ ซึ่งได้ผลลัพธ์เป็น 50,000 กิโลกรัมต่อชั่วโมง หรือ 50 ตันต่อชั่วโมง
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ความหมายและการแปลงศีรษะ
ส่วนหัว ซึ่งเป็นพลังงานที่ได้รับจากหน่วยน้ำหนักของของเหลวที่ไหลผ่านปั๊ม จะแสดงด้วย H และมีหน่วยวัดเป็นเมตร (m) ประกอบด้วยหัวดูดและมีค่าประมาณเท่ากับความแตกต่างของแรงดันระหว่างทางออกของปั๊มและทางเข้า ในขณะเดียวกัน แรงดันของปั๊มจะแสดงด้วย P และวัดเป็น Mpa (เมกะปาสคาล) เป็นที่น่าสังเกตว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงระหว่างศีรษะและแรงกดดัน สูตรเฉพาะคือ H=P/ρ โดยที่ ρ คือความถ่วงจำเพาะของของเหลว ตัวอย่างเช่น เมื่อ P เท่ากับ 1 กก./ซม.² เราสามารถใช้สูตรคำนวณว่า H มีค่าประมาณ 10 เมตร
1 Mpa เท่ากับ 10 กก./ซม.² หัว H สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร H=(P2 - P1) / ρ โดยที่ P2 หมายถึงความดันทางออก P1 หมายถึงความดันขาเข้า และ ρ คือความถ่วงจำเพาะของของเหลว
ต่อไป เราจะหารือเกี่ยวกับแนวคิดของระยะขอบของโพรงอากาศและการยกของแรงดูด รวมถึงหน่วยการวัด โพรงอากาศหมายถึงปรากฏการณ์ที่ในระหว่างการทำงานของปั๊ม ของเหลวที่ทางเข้าของใบพัดจะสร้างไอเนื่องจากแรงดันสุญญากาศ ฟองอากาศที่ระเหยเหล่านี้เมื่อกระทบกับอนุภาคของเหลว ทำให้เกิดการกัดเซาะของพื้นผิวโลหะ เช่น ใบพัด ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบโลหะเหล่านี้ ความดันสุญญากาศนี้เรียกว่าความดันไอ ในทางกลับกัน ส่วนต่างของโพรงอากาศหมายถึงพลังงานที่ของเหลวต่อหน่วยน้ำหนักที่ช่องดูดของปั๊มมีอยู่เหนือความดันของการกลายเป็นไอ มีหน่วยวัดเป็นเมตร และโดยทั่วไปจะแสดงด้วย NPSHr
หัวดูดหรือที่เรียกว่าระยะขอบคาวิเทชันที่จำเป็น Δh คือระดับสุญญากาศที่ปั๊มสามารถดูดของเหลวได้ คือความสูงในการติดตั้งที่อนุญาตสำหรับปั๊ม และมีหน่วยเป็นเมตรด้วย สูตรคำนวณหัวดูดคือ: หัวดูด=ความดันบรรยากาศมาตรฐาน - ขอบคาวิเทชัน - ขอบความปลอดภัย ความสูงสุญญากาศของท่อที่สร้างโดยความดันบรรยากาศมาตรฐานคือ 10.33 เมตร และระยะขอบด้านความปลอดภัยมักจะอยู่ที่ 0.5 เมตร
ตัวอย่างเช่น สำหรับปั๊มบางรุ่น ลิฟต์ดูดที่จำเป็นคือ 4.0 เมตร เราสามารถใช้สูตรข้างต้นเพื่อคำนวณความสูงในการดูด Δh ผลการคำนวณคือ: Δh=10.33 - 4.0 - 0.5=5.83 เมตร
8. ปรากฏการณ์ Cavitation ของปั๊มและสาเหตุ
1. คำจำกัดความของการเกิดโพรงอากาศ
เมื่อของเหลวถึงอุณหภูมิที่กำหนด ความดันของของเหลวจะลดลงจนถึงความดันไอที่สอดคล้องกับอุณหภูมินั้น เมื่อถึงจุดนี้ ฟองอากาศจะก่อตัวขึ้นภายในของเหลว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าคาวิเทชัน
2. การยุบตัวของโพรงอากาศ
ในระหว่างกระบวนการเกิดโพรงอากาศ ฟองที่สร้างขึ้นเมื่อของเหลวไหลไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศสูง- จะหดตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน และจะระเบิดในของเหลวในที่สุด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการยุบตัวของโพรงอากาศ
3. สาเหตุและอันตรายของการเกิดโพรงอากาศ
ในระหว่างการทำงานของปั๊ม หากพื้นที่บางส่วนของเส้นทางการไหล (เช่น ตำแหน่งด้านหลังทางเข้าของใบพัดเล็กน้อย) ประสบกับสาเหตุเฉพาะที่ทำให้ความดันสัมบูรณ์ของของเหลวที่ถูกสูบลดลงต่ำกว่าความดันไอที่อุณหภูมินั้น ของเหลวจะเริ่มระเหย ณ จุดนี้ ก่อให้เกิดฟองจำนวนมาก เมื่อของเหลวที่มีฟองเหล่านี้เข้าสู่พื้นที่-แรงดันสูงของใบพัด ฟองอากาศจะหดตัวอย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของของเหลวแรงดันสูง-และระเบิดในที่สุด กระบวนการนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในปั๊มจุ่ม การควบแน่นและการแตกของฟองอากาศจะมาพร้อมกับการเติมช่องว่างอย่างรวดเร็วด้วยอนุภาคของเหลวด้วยความเร็วสูงมาก ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อน้ำอย่างรุนแรง ผลกระทบจากน้ำกระทบพื้นผิวโลหะด้วยความถี่การกระแทกสูง โดยมีความเค้นกระแทกสูงถึงหลายร้อยถึงหลายพันชั้นบรรยากาศ และความถี่การกระแทกยังสามารถเข้าถึงได้นับหมื่นครั้งต่อวินาที พื้นผิวผนังที่ถูกกระแทกเป็นเวลานานอาจถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรงและอาจเกิดการทะลุได้
4. กระบวนการและผลกระทบของการเกิดโพรงอากาศ
ในปั๊ม การเกิดโพรงอากาศเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัว การพัฒนา และการยุบตัวของฟองอากาศ เมื่อพื้นที่บางส่วนของส่วนการไหลของปั๊มประสบกับสภาวะเฉพาะที่ทำให้ความดันสัมบูรณ์ของของเหลวลดลงต่ำกว่าความดันไอ ของเหลวจะเริ่มระเหยกลายเป็นฟองจำนวนมาก ฟองอากาศเหล่านี้เมื่อของเหลวเข้าสู่-พื้นที่แรงดันสูงของใบพัด จะหดตัวอย่างรวดเร็วภายใต้ผลของแรงดันสูง-และแตกออกในที่สุด กระบวนการชุดนี้ไม่เพียงแต่สร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อส่วนประกอบการไหล แต่ยังสร้างเสียงรบกวนและการสั่นที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นจึงลดประสิทธิภาพของปั๊มลงอย่างมาก ในกรณีที่รุนแรง การเกิดโพรงอากาศอาจทำให้การจ่ายของเหลวในปั๊มหยุดชะงัก ส่งผลต่อการทำงานปกติของปั๊ม
ทรงเครื่อง ลักษณะโค้งของปั๊มคืออะไร?
เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของปั๊มหรือที่เรียกว่ากราฟประสิทธิภาพ แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักของปั๊มแรงเหวี่ยงเป็นหลัก เส้นโค้งเหล่านี้ได้มาจากการวัดจริงและแสดงให้เห็นรูปแบบการเคลื่อนไหวของของเหลวภายในปั๊มด้วยสายตา เส้นโค้งลักษณะเฉพาะประกอบด้วยเส้นโค้งของอัตราการไหลและส่วนหัว (Q-H) อัตราการไหลและประสิทธิภาพ (Q-η) อัตราการไหลและกำลัง (Q-N) และอัตราการไหลและระยะขอบของการกลายเป็นไอ (Q-NPSHr) เส้นโค้งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจสถานะการทำงานของปั๊ม เนื่องจากสำหรับจุดอัตราการไหลที่กำหนด ชุดของค่าที่สอดคล้องกันสำหรับส่วนหัว กำลัง ประสิทธิภาพ และระยะขอบส่วนหัวของการกลายเป็นไอสามารถพบได้บนเส้นโค้ง และชุดพารามิเตอร์นี้เรียกว่าสถานะการทำงานหรือจุดปฏิบัติงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุดปฏิบัติงานที่ประสิทธิภาพสูงสุดของปั๊มหอยโข่งเรียกว่าจุดปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุด และมักจะเป็นจุดปฏิบัติการการออกแบบด้วย การทำความเข้าใจพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับประกันการทำงานปกติและประสิทธิภาพการประหยัดพลังงาน-ของปั๊ม
11. ประสิทธิภาพของปั๊มถูกกำหนดไว้อย่างไร? สูตรของมันคืออะไร?
ประสิทธิภาพของปั๊มถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของกำลังที่มีประสิทธิผลต่อกำลังเพลา ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ η และสูตรการคำนวณคือ η=Pe/P ในที่นี้ Pe แสดงถึงกำลังที่มีประสิทธิผลของปั๊ม และ P หมายถึงกำลังเพลาของปั๊ม ซึ่งก็คือกำลังที่ส่งจากตัวขับเคลื่อนหลักไปยังเพลาปั๊ม กำลังที่มีประสิทธิภาพเป็นผลคูณของส่วนหัวของปั๊ม อัตราการไหลของมวล และความเร่งโน้มถ่วง และสูตรของมันคือ Pe=ρg QH (เป็นวัตต์) หรือ Pe=QH/1000 (เป็นกิโลวัตต์) นอกจากนี้ ρ แสดงถึงความหนาแน่นของของเหลวที่ถูกปั๊มลำเลียง คือความถ่วงจำเพาะของของเหลว (=ρg) และ g คือความเร่งโน้มถ่วง ในเวลาเดียวกัน อัตราการไหลของมวล Qm สามารถหาได้โดยการคูณความหนาแน่น ρ ด้วยอัตราการไหล Q โดยมีหน่วยเป็นตันต่อชั่วโมงหรือกิโลกรัมต่อวินาที
12. แท่นทดสอบสมรรถนะเต็มรูปแบบสำหรับปั๊มคืออะไร?
แท่นทดสอบสมรรถนะเต็มรูปแบบสำหรับปั๊มเป็นอุปกรณ์ขั้นสูงที่สามารถทดสอบพารามิเตอร์สมรรถนะต่างๆ ของปั๊มได้อย่างแม่นยำ เป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติและมีความแม่นยำระดับ B- ทำให้มั่นใจในความถูกต้องของผลการทดสอบ แท่นทดสอบนี้มาพร้อมกับเครื่องมือที่แม่นยำ รวมถึงเครื่องวัดอัตราการไหลเฟืองตัวหนอนสำหรับการวัดการไหล เกจวัดความดันที่มีความแม่นยำสำหรับการวัดส่วนหัว เกจสุญญากาศสำหรับการวัดหัวดูด และเครื่องส่งกำลังตามแนวแกนสำหรับการวัดกำลัง นอกจากนี้ยังใช้มาตรวัดความเร็วเพื่อกำหนดความเร็วของปั๊มอย่างแม่นยำ ด้วยการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ที่แม่นยำเหล่านี้ เราจึงสามารถได้รับชุดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของปั๊มครบชุด ดังนั้นจึงประเมินประสิทธิภาพของปั๊มได้อย่างครอบคลุม