Calcul du débit de la pompe centrifuge

Le débit (q) d'unpompe centrifugeest un paramètre clé pour mesurer sa capacité de transport, ce qui affecte directement la conception du système et l'efficacité du fonctionnement. Cet article analysera profondément les formules de calcul du débit, les facteurs d'influence et les méthodes de calcul d'ingénierie pour aider les ingénieurs à effectuer des sélections précises et à optimiser les opérations.

1. Définition et unités de débit de pompe centrifuge

Débit (q)

Le volume de liquide livré par la pompe par unité de temps. Les unités courantes sont les suivantes:

• Unités internationales: M3 / H (mètres cubes par heure), L / S (litres par seconde)
• Unités impériales: GPM (gallons par minute), ft3 / s (pieds cubes par seconde)

Relations de conversion

• 1m3 / h≈4,403 gm
• 1L / S = 15,85 gm

2. Formules centrales pour le débit de la pompe centrifuge

2.1 Formule de débit théorique (sans considérer les pertes)

Le débit théorique d'une pompe centrifuge peut être calculé à travers les paramètres géométriques de la roue:

Q = a⋅v = π⋅d⋅B⋅V

• R: L'écoulement - à travers la zone à la sortie de la roue (M2)
• D: Le diamètre de la sortie de la roue (M)
• B: La largeur de la sortie de la roue (M)
• V: La vitesse radiale du liquide à la sortie de la roue (m / s)

Scénario d'application: il est utilisé pour estimer le débit au stade de conception préliminaire, mais il ne tient pas compte de l'impact des pertes hydrauliques et de l'efficacité.

2.2 Formule de débit réelle (considérant l'efficacité)

Le débit réel est affecté par l'efficacité de la pompe (η) et la résistance du système, et doit être calculé en combinaison avec la tête (H) et la puissance (P). Lorsque l'unité de débit est M3 / s:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η

Lorsque l'unité de débit est M3 / H:

Q = ρ⋅g⋅hp⋅η × 3600

P: puissance de l'arbre (KW)

• η: efficacité de la pompe (généralement 50% - 85%)
• ρ: densité liquide (kg / m3)
• G: Accélération gravitationnelle (9,81 m / s2)
• H: Tête (M)

Points clés:

• Le débit est directement proportionnel à la puissance et inversement proportionnel à la tête.
• Les liquides à forte viscosité réduiront l'efficacité (η) et le calcul doit être corrigé.

3. Facteurs clés affectant le débit

3.1 Paramètres de resserrement

• Diamètre de la roue (D): Le débit est directement proportionnel au carré du diamètre de la roue (Q∝D2).
• Rapisseur Vitesse de rotation (n): Le débit est directement proportionnel à la vitesse de rotation (Q∝n), suivant la loi de similitude: Q1Q2 = (N1N2) (D1D2) 3.

3.2 Résistance au système

Le frottement du tuyau, les ouvertures de soupape et le nombre de coudes augmenteront tous la résistance du système, ce qui entraînera une inférieure de débit réelle à la valeur théorique. Le débit réel doit être déterminé par l'intersection de la courbe caractéristique du système et de la courbe caractéristique de la pompe. La courbe caractéristique du système reflète la relation entre le débit et la résistance dans le système du pipeline et est généralement dérivée de la formule de calcul de résistance au pipeline. La courbe caractéristique de la pompe est la courbe de la relation entre les paramètres tels que le débit, la tête, la puissance et l'efficacité de la pompe centrifuge dans différentes conditions de travail, qui est déterminée par le fabricant par le biais d'expériences. Lorsque la pompe est installée dans un système de pipeline spécifique, le débit correspondant à l'intersection des deux courbes est le débit de fonctionnement réel de la pompe dans ce système.

3.3 Caractéristiques moyennes

• Viscosité: les liquides à viscosité élevée (comme les huiles) augmenteront le frottement interne et réduiront le débit.
• Contenu du gaz: Lorsque la teneur en gaz dans le liquide dépasse 5%, la cavitation peut être induite et le débit baissera fortement.

4. Causes et solutions communes pour les débits anormaux

5. Résumé

Le débit d'unpompe centrifugePeut être estimé par des formules théoriques, mais la valeur réelle doit être combinée avec l'efficacité et les caractéristiques du système. La taille de la roue, la vitesse de rotation et les caractéristiques moyennes sont les variables centrales affectant le débit. En ingénierie, le débit est de préférence déterminé par des courbes de performance et des données mesurées plutôt que de s'appuyer uniquement sur les calculs. La maîtrise de la logique de calcul du débit peut optimiser la sélection des pompes, réduire la consommation d'énergie et prolonger la durée de vie de l'équipement. Pour les systèmes complexes, il est recommandé d'utiliser des simulations CFD ou des logiciels professionnels (tels que le tuyau - FLO) pour l'analyse auxiliaire.