Cum funcționează o pompă de namol centrifugă?

La fel ca majoritatea pompelor, o pompă centrifugă transformă energia mecanică dintr-un motor în energia unui fluid în mișcare; o parte din energie intră în energia cinetică a mișcării fluidelor, iar altele în energie potențială, reprezentată de o presiune a fluidului sau prin ridicarea fluidului împotriva gravitației la un nivel superior.

Pentru mai multe detalii despre acest subiect, consultați Compresorul centrifugal.
Transferul de energie de la rotația mecanică a rotorului la mișcarea și presiunea fluidului este de obicei descris în termeni de forță centrifugă, mai ales în surse mai vechi scrise înainte ca conceptul modern de forță centrifugă ca forță fictivă într-un cadru de referință rotativ să fie bine articulat. Conceptul de forță centrifugă nu este de fapt necesar pentru a descrie acțiunea pompei centrifuge.

În pompa centrifugă modernă, cea mai mare parte a conversiei energiei se datorează forței exterioare pe care palele curbe ale rotorului o conferă fluidului. Invariabil, o parte din energie împinge și fluidul într-o mișcare circulară, iar această mișcare circulară poate transmite, de asemenea, o anumită energie și poate crește presiunea la ieșire. Relația dintre aceste mecanisme a fost descrisă, cu concepția tipică mixtă a forței centrifuge așa cunoscută ca atunci, într-un articol din 1859 despre pompele centrifuge, pentru a ajunge astfel printr-o metodă mai simplă decât cea care a fost dată la o idee generală a modului de acțiune hidromasajului exterior pentru îmbunătățirea eficienței pompei centrifuge, este necesar să se ia în considerare doar faptul că masa apei care se rotește în camera cu hidromasaj, în jurul circumferinței roții, trebuie să exercite în mod necesar o forță centrifugă și că această forță centrifugă poate se presupune că se adaugă ușor forței exterioare generate în interiorul roții; sau, cu alte cuvinte, pentru a merge pentru a crește puterea de pompare a roții. Forța exterioară generată în interiorul roții trebuie înțeleasă ca fiind produsă în întregime de mediul forței centrifuge dacă paletele roții sunt drepte și radiale; dar dacă acestea sunt curbate, așa cum se întâmplă mai frecvent, forța exterioară este parțial produsă prin mijlocul forței centrifuge și parțial aplicată de palete pe apă ca o componentă radială a presiunii oblice, care, ca urmare a oblicitate pe rază, se aplică pe apă pe măsură ce se deplasează spre exterior de-a lungul lor. Cu privire la acest subiect, este bine să observăm că, deși cantitatea de apă făcută să treacă printr-o pompă dată cu palete curbate este perfect variabilă la plăcere, cu cât cantitatea devine mai mică, cu atât forța generată în roată va fi mai aproape de impulsionarea apei spre exterior devine o forță pur centrifugă și cu cât mai aproape pompa va deveni ceea ce numele ar fi indicat în mod obișnuit ar părea să indice - o pompă pur centrifugă. Cu toate acestea, atunci când o pompă centrifugă cu palete curbate înapoi în formele utilizate în mod obișnuit în exemplele bine construite ale mașinii, este acționată cu o viteză considerabil mai mare decât cea necesară doar pentru a depăși presiunea apei și a provoca ridicarea sau propulsia pentru a începe, componenta radială a forței aplicate apei de palete va deveni considerabilă, iar apa care iese din circumferința roții va avea o viteză mai mică decât cea a circumferinței roții într-un grad având o anumită importanță reală în practică.

Afirmația „masa apei ... trebuie să exercite în mod necesar o forță centrifugă” este interpretabilă în termeni de forță centrifugă reactivă - forța nu este o forță exterioară asupra apei, ci mai degrabă o forță exterioară exercitată de apă, pe carcasa pompei (voluta) și pe apa din conducta de ieșire. Presiunea de ieșire este o reflectare a presiunii care aplică forța centripetă care curbează traseul apei pentru a se deplasa circular în interiorul pompei (în spațiul aflat chiar în afara rotorului, vârtejul exterior așa cum îl numește acest autor). Pe de altă parte, afirmația potrivit căreia „forța exterioară generată în interiorul roții trebuie înțeleasă ca fiind produsă în întregime de mijlocul forței centrifuge” este cel mai bine înțeleasă în termeni de forță centrifugă ca forță fictivă în cadrul de referință al rotor rotativ; forțele reale asupra apei sunt către interior sau centripete, deoarece aceasta este direcția forței care trebuie să facă apa să se miște în cercuri. Această forță este furnizată de un gradient de presiune care este stabilit de rotație, unde presiunea la exterior, la peretele volutei, poate fi luată ca o forță centrifugă reactivă. Acest lucru este tipic scrierii secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, pentru a amesteca aceste concepții ale forței centrifuge în descrieri informale ale efectelor, cum ar fi cea din pompa centrifugă.


Ora postării: 23 ianuarie 2021