Návod k interpretaci výkonových křivek peristaltického čerpadla
Masterflex dělá vše pro publikování reprezentativní křivky průtoku a protitlaku. V mnoha případech je možné poskytnout také výkonové křivky, které kvantifikují parametry, jako je například NPSHreq.
NPSHreq: čistá pozitivní sací výška, kterou musí mít čerpadlo k dispozici pro bezkavitační provoz. Hodnota parametru NPSHreq. je typicky vyjádřena buď ve stopách výtlačné výšky, nebo v jednotkách tlaku.
Co je výtlačná výška?
Výtlačná výška, označovaná také jako výstupní výška nebo výstupní tlak, je celková tlaková síla působící na výstupu z čerpadla. Sání a tlak .
Výtlačnou výšku lze obvykle vypočítat změřením statického tlaku kapaliny a ztráty způsobené třením v potrubí. Tuto hodnotu dále zvyšují další omezení v přívodním potrubí, jako například tvarovky nebo zúžení průtoku.
Sání a tlak
Sání neboli sací výška je síla působící na vstupu, kterou musí čerpadlo překonávat. Je-li hladina otevřené nádrže s kapalinou pod vstupem čerpadla, bude se typicky jednat o podtlak (neboli vakuum), který čerpadlo musí překonat. Je-li hladina v nádrži nad vstupem čerpadla, jedná se o sání pod zálivem a o přetlak, který může pomoci protlačovat kapalinu čerpadlem
Vzorec pro PSI
Pro PSI není vzorec: tlak je skalární veličina, neboli naměřená síla, a PSI je jednotka tlaku vyjádřená jako síla v librách na čtverečný palec plochy.
14,7 PSI = 1 bar = 100 kilopascalů. Tlak je obvykle vyjádřen jako tlak naměřený měřidlem, což je rozdíl tlaku proti okolní atmosféře. V porovnání s dokonalým vakuem je atmosférický tlak u hladiny moře obvykle 14,7 PSI nebo 1 bar.
Co je celkový dynamický tlak?
Celkový dynamický tlak je tlak celého systému zohledňující tlak ve výstupní výšce a tlak v sací výšce pro vyjádření celkové práce, kterou musí čerpadlo překonávat.
Co je bod nejlepší účinnosti?
Bod nejlepší účinnosti je bod, ve kterém se účinky výtlačného tlaku (výtlaku) a průtoku setkávají, a dosahují největšího možného výkonu při nejmenší možné spotřebě energie.
- NPSHavail = ha - hvpa - hfs, když je sáním kapalina čerpána do výšky
- NPSHavail = ha - hvpa hst - hfs pro sání pod zálivem
- ha = Absolutní tlak (uváděný ve stopách čerpané kapaliny) na plochu ve výšce, kam je kapalina čerpána (pokud se bude jednat o čerpání z otevřené nádrže nebo jímky; nebo absolutní tlak v uzavřené nádrži, jako je například nádrž na kondenzát nebo odvzdušňovač)..
- hvpa = Výtlačná výška vyjádřená ve stopách odpovídající tlaku par kapaliny při teplotě, při níž dochází k čerpání.
- hst = Statická výška vyjádřená ve stopách, o kterou je úroveň, kam je kapalina čerpána, nad nebo pod osou čerpadla nebo nábojem oběžného kola.
- hfs = Veškeré ztráty v sacím potrubí (vyjádřené ve stopách) včetně ztrát na vstupu, ztrát v důsledku tření v potrubí, ventilech a spojkách.
Výpočet ztrát vzniklých třením
Ztráty vzniklé třením se obecně vypočítají podle Darcy-Weisbachovy rovnice, kde:
hf = f x
L
x
V
2
D 2g
- hf =ztráta vzniklá třením ve stopách kapaliny
- f = součinitel tření, což je bezrozměrné číslo, které bylo stanoveno experimentálně, pro turbulentní proudění závisí na drsnosti vnitřního povrchu potrubí a Reynoldsově čísle.
- L = délka potrubí ve stopách
- D = průměrný vnitřní průměr potrubí ve stopách
- V = průměrná rychlost průtoku v jednotkách ft/s
- g = gravitační konstanta (32,174 ft/s2)
Reynoldsovo číslo
Reynoldsovo číslo je dáno rovnicí, v níž:
R =
VD
n
- D =vnitřní průměr trubky ve stopách
- V = průměrná rychlost průtoku v jednotkách ft/s
- n = kinematická viskozita ve ft2/s
Součinitel tření
V případě viskózního (laminárního) proudění, při kterém je Reynoldsovo číslo menší než 2 000, lze součinitel tření určit z následující rovnice:
f =
64
R
- V případě turbulentního proudění, při kterém má Reynoldsovo číslo hodnotu vyšší než 4 000, lze součinitel tření určit pomocí následující rovnice, kterou sestavil C. F. Colebrook:
ρ = [-2 log10 ( Ε 2.51 )] -z
3.7D R√f - ρ = hustota při teplotě a tlaku, při kterém kapalina proudí, vyjádřená v jednotkách lb/ft2
- Ε = absolutní drsnost (viz tabulka Absolutní drsnost potrubí uvedená níže)
- D = vnitřní průměr potrubí ve stopách
- R = Reynoldsovo číslo
- f = součinitel tření
- z = absolutní dynamická viskozita v jednotkách centerpoise
Absolutní drsnost potrubí
| Typ potrubí | Absolutní drsnost (Ε) ve stopách |
| Tažené trubky (sklo, mosaz, plast) | 0,000005 |
| Komerční ocel nebo kované železo | 0,00015 |
| Litina (asfaltovaná) | 0,0004 |
| Pozinkované železo | 0,0005 |
| Litina (bez potažení) | 0,00085 |
| Dřevěné potrubí | 0,0006…0,0003 |
| Beton | 0,001…0,01 |
| Nýtovaná ocel | 0,003…0,03 |
Význam schopnosti interpretovat výkonovou křivku čerpadla
Umět správně interpretovat výkonovou křivku čerpadla má zásadní význam pro každého laboratorního pracovníka. S těmito informacemi jste schopni vybrat správné zařízení, které bude vyhovovat vašim potřebám. Chcete-li více informací o našich produktech a o tom, jak interpretovat výkonovou křivku čerpadla, obraťte se na nás ještě dnes. Jsme tu dnes proto, aby zítřky byly snazší.