Nestekoneiden alalla sekavirtauspumput jakeskipakopumputovat kaksi yleistä pumpputyyppiä. Heillä on tärkeä rooli monilla teollisuuden ja siviilialoilla. Niiden olennaisten erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää näiden laitteiden oikean valinnan ja käytön kannalta.
1, Rakenteelliset erot
(1) Juoksupyörän rakenne
Sekavirtauspumppu
Sekavirtauspumpun juoksupyörän muoto on keskipakopumpun ja aksiaalivirtauspumpun välillä. Sen siivet ovat kierrettyjä, sekä keskipakopumpun siipien säteittäinen jatke että aksiaalivirtauspumpun siipien aksiaalinen jatke. Tämä siiven muoto saa sekavirtauspumpun nesteen altistua sekä keskipako- että aksiaalisille voimille käytön aikana. Esimerkiksi joissakin yleisissä sekavirtauspumpun juoksupyörissä on siipien poistoaukon sijoituskulmat yleensä 20 asteen ja 60 asteen välillä, mikä voi vaikuttaa sekavirtauspumpun suorituskykyominaisuuksiin.
Keskipakopumppujen juoksupyörän lavat ovat yleensä säteittäisiä tai taaksepäin kaarevia. Lavat synnyttävät pääasiassa keskipakovoimaa, joka heittää nesteen juoksupyörän keskustasta juoksupyörän reunaa kohti. Keskipakopumpun siipipyörän siiven ulostulon sijoituskulma on yleensä suurempi kuin 90 astetta ja jotkut jopa lähellä 180 astetta, mikä sallii nesteen saada suuren keskipakovoiman juoksupyörässä.
(2) Pumpun rungon rakenne
Sekavirtauspumppu
Sekavirtauspumppujen pumppurunko on pääosin kierukkarakenne, mutta keskipakopumppujen kierteeseen verrattuna sen kurkun pinta-ala on suurempi. Tämä rakenne auttaa paremmin tasapainottamaan radiaalisia ja aksiaalisia voimia nestevirtauksen aikana, samalla kun se mukautuu sekä radiaalisen että aksiaalisen nestevirtauksen ominaisuuksiin sekavirtauspumpuissa. Lisäksi sekavirtauspumppujen tulo- ja ulostuloaukot ovat yleensä samalla akselilla tai niillä on tietty kulma sopeutuakseen erilaisiin asennus- ja käyttövaatimuksiin.
Keskipakopumppujen pumppurunko on myös pääosin kierukkarakenne, mutta kurkun alue on suhteellisen pieni. Keskipakopumpun sisääntulo sijaitsee yleensä pumpun rungon sivulla ja ulostulo on pumpun rungon päällä tai sivulla, mikä eroaa sekavirtauspumpun tulo- ja poistoputkistojen sijoittelusta.
2, Erot toimintaperiaatteissa
(1) Sekavirtauspumpun toimintaperiaate
Energian muunnos
Kun sekavirtauspumppu on toiminnassa, juoksupyörä pyörii kuljettaakseen nesteen liikettä. Lapojen kierteisen muodon vuoksi neste kokee keskipako- ja aksiaalivoimien yhteisvaikutuksen juoksupyörässä. Keskipakovoima saa nesteen liikkumaan kohti juoksupyörän reunaa, kun taas aksiaalinen voima työntää nestettä virtaamaan aksiaalisuunnassa. Tämän prosessin aikana sekä nesteen kineettinen energia että paineenergia lisääntyvät. Kun neste virtaa siipipyörän keskeltä reunaan, sen nopeus kasvaa vähitellen ja myös paine kasvaa vähitellen.
Virtausrata
Nesteen virtausrata sekavirtauspumpussa on vino virtaus radiaali- ja aksiaalisuunnan välillä. Juoksupyörän sisääntulon jälkeen neste virtaa siiven kaltevaa kanavaa pitkin. Kun juoksupyörästä virtaa ulos, siinä on sekä radiaalisia että aksiaalisia nopeuskomponentteja.
(2) Keskipakopumpun toimintaperiaate
Energian muunnos
Keskipakopumput käyttävät pääasiassa juoksupyörän pyörimisen synnyttämää keskipakovoimaa. Kun juoksupyörä pyörii suurella nopeudella, neste sinkoutuu kohti juoksupyörän reunaa keskipakovoiman vaikutuksesta. Tämän prosessin aikana nesteen nopeus kasvaa ja myös paine nousee vastaavasti. Keskipakopumput muuntavat pääasiassa juoksupyörän syöttämän mekaanisen energian nesteen kineettiseksi energiaksi ja paineenergiaksi, jolloin kineettisen energian kasvu muodostaa suuren osan, ja muuntaa sitten kineettisen energian paineenergiaksi komponenttien, kuten kierukan, kautta.
Virtausrata
Nesteen virtausrata keskipakopumpun sisällä on radiaalinen. Neste heitetään juoksupyörän keskeltä juoksupyörän reunaa kohti ja muuttaa sitten vähitellen suuntaa pumpun rungon kierrekanavaa pitkin virtaamalla ulos poistoaukosta.
3, Erot suorituskykyominaisuuksissa
(1) Virtaus- ja nostokorkeuden ominaisuudet
Sekavirtauspumppu
Sekavirtauspumppujen virtausnopeus on suhteellisen suuri, yleensä 100-10000 kuutiometriä tunnissa riippuen pumppumallista ja teknisistä tiedoista. Sen pään kantama on suhteellisen kapea, yleensä 10-100 metriä. Sekavirtauspumpun virtauskorkeuskäyrä on suhteellisen tasainen, ja tietyllä nostokorkeudella virtausmuutosten vaikutus paineeseen on suhteellisen pieni.
Keskipakopumppujen virtausalue on myös erittäin laaja, muutamasta kuutiosta tuhansiin kuutiometreihin tunnissa. Keskipakopumppujen nostokorkeusalue on laaja, muutamasta metristä useisiin satoihin metriin. Keskipakopumpun virtauskorkeuskäyrä näyttää yleensä kyhmyn muodon ja korkea hyötysuhde lähellä erinomaista toimintapistettä. Erinomaisesta toimintapisteestä poikkeamisen jälkeen tehokkuus laskee nopeasti.
(2) Tehokkuus
Sekavirtauspumppu
Sekavirtauspumpuilla on korkeampi hyötysuhde keskivirtaus- ja korkeapaineolosuhteissa. Rakenteensa ja toimintaperiaatteensa ominaisuuksien ansiosta sekavirtauspumput voivat tehokkaasti muuntaa syöttöenergian nesteen teholliseksi energiaksi, kun ne käsittelevät suuria virtausnopeuksia ja tiettyjä painekorkeusvaatimuksia, jolloin hyötysuhde on yleensä noin 70-85%.
Keskipakopumppujen hyötysuhde korkean hyötysuhteen alueella{0}} on myös suhteellisen korkea, yleensä noin 80–90 %. Mutta kun virtausnopeus ja nostokorkeus poikkeavat optimaalisesta toimintapisteestä, tehokkuus laskee nopeasti. Esimerkiksi kun virtausnopeus on alle 50 % optimaalisesta toimintapisteestä, keskipakopumpun hyötysuhde voi laskea alle 50 %:iin.
(3) Kavitaatiokyky
Sekavirtauspumppu
Sekavirtauspumppujen kavitaatiokyky on suhteellisen huono. Sekavirtauspumppujen suuren tulovirtausnopeuden ja suuren siiven sisääntulokulman vuoksi kavitaatiota esiintyy helposti siiven sisääntulossa. Erityisesti matalan noston ja suuren virtauksen olosuhteissa kavitaatio-ongelmat ovat vakavampia.
Keskipakopumppujen kavitaatiokyky on suhteellisen hyvä. Keskipakopumpun siipien sisääntulokulma on suhteellisen pieni ja tulovirtausnopeus on suhteellisen hidas, mikä voi vähentää kavitaatiota jossain määrin. Keskipakopumpuissa voi kuitenkin esiintyä kavitaatioongelmia korkeassa korkeudessa, korkeassa lämpötilassa tai huonoissa imuolosuhteissa.
4, Ero sovelluksen laajuudessa
(1) Sekavirtauspumpun käyttöalue
Hydraulitekniikka
Sekavirtauspumppuja käytetään laajalti kastelu- ja salaojitustekniikassa. Esimerkiksi suurissa-maatalouden kastelujärjestelmissä sekavirtauspumput voivat nostaa vettä lähteestä korkeampaan asentoon ja kuljettaa sen sitten eri viljelysmaille kanavien kautta. Viemäröinnin kannalta sekavirtauspumppuja voidaan käyttää veden tukkeutumisen poistamiseen, erityisesti alueilla, joilla on suhteellisen tasainen maasto. Sekavirtauspumput voivat poistaa kertyneen veden tehokkaasti.
Kaupunkien vesihuolto
Joidenkin kaupunkien raakavedenotto- ja ohjaushankkeissa sekavirtauspumppuja voidaan käyttää myös veden kuljettamiseen veden lähteestä vedenkäsittelylaitoksiin tai kaupunkien vesihuoltoverkkoihin. Sekoitettu virtauspumppu on edullisempi valinta erityisesti silloin, kun vaaditaan suurta virtausnopeutta ja kohtalaista nostokorkeutta.
(2) Keskipakopumpun käyttöalue
Teollisuussektori
Keskipakopumppuja käytetään laajalti kemian-, öljy- ja sähköteollisuudessa. Kemianteollisuudessa keskipakopumppuja voidaan käyttää kuljettamaan erilaisia kemiallisia väliaineita, kuten happoja, emäksiä, suolaliuoksia jne. Öljyteollisuudessa keskipakopumppuja voidaan käyttää prosesseihin, kuten raakaöljyn kuljetukseen ja veden ruiskutukseen. Energiateollisuudessa keskipakopumppuja voidaan käyttää kiertojäähdytysveden syöttämiseen jne.
Rakennusala
Keskipakopumpuilla on tärkeä rooli vesihuolto- ja viemärijärjestelmien rakentamisessa. Esimerkiksi korkean -kerrostalojen vesihuoltojärjestelmässä keskipakopumput voivat nostaa vettä pohjatason altaasta korkeaan-vesisäiliöön käyttäjien vesitarpeiden täyttämiseksi. Palontorjuntajärjestelmässä keskipakopumput ovat myös tärkeitä vedenjakelulaitteita, jotka voivat tuottaa riittävän vesimäärän ja paineen tulipalon sattuessa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että sekavirtauspumppujen ja keskipakopumppujen välillä on olennaisia eroja rakenteen, toimintaperiaatteen, suorituskykyominaisuuksien ja käyttöalueen suhteen. Käytännön sovelluksissa on tarpeen valita sekavirtauspumppu tai keskipakopumppu järkevästi tiettyjen käyttöolosuhteiden, kuten virtausnopeuden, paineen, nesteen ominaisuuksien ja muiden tekijöiden perusteella. Sekavirtauspumput ovat hyvä valinta tilanteisiin, joissa virtausnopeus on suuri, nostokorkeus ja kavitaatiovaatimukset eivät ole erityisen korkeat. Keskipakopumpuilla on enemmän etuja työolosuhteissa, joissa on laaja virtaus- ja painealue, korkeat hyötysuhdevaatimukset ja herkkyys kavitaatiolle.
