Sprawność mechaniczna

SPRAWNOŚĆ MECHANICZNA (pompy)

W pompie, oprócz energii przekazywanej układowi łopatkowemu, potrzebna jest energia na pokrycie strat.

Po stronie napędu występują straty:

  • w łożyskach,
  • w dławicach,
  • część mechaniczna strat układu odciążenia,
  • tarcia tarcz wirujących.

Straty te nazywane są stratami mechanicznymi, a moc tych strat określana jest symbolem Pm (w niektórych opracowaniach moc strat tarcia tarcz wirujących występuje osobno i jest opisywana symbolem Pfr).

Straty mechaniczne w niewielkim stopniu zależą od wydajności (zmiana się obciążenia łożysk siłą osiową i promieniową). Tak więc w przybliżeniu możemy przyjąć, że suma mocy wewnętrznej (przekazana przez łopatki) i mocy strat mechanicznych daje całkowitą moc przekazywaną przez wał pompy. Moc ta nazywana jest mocą na wale Pw.

Rys. 1. Bilans mocy mechanicznych  pompy

Udział strat w mocy przekazywanej do pompy określana jest jako sprawność mechaniczna:

ηm=PwPmPw\eta_m={{P_w-P_m}\over{P_w}}

W przypadku, gdy wydzielimy moc tarcia tarcz wirujących, otrzymamy:

 PwPmPfrPw=PwPmPwPfrPw=ηmζfr{{P_w-P_m-P_{fr}}\over{P_w}}={{P_w-P_m}\over{P_w}}-{P_{fr}\over{P_w}}=\eta_m - \zeta_{fr}

Rys. 2. Zmiana sprawności mechanicznej ze zmianą wydajności

Sprawność mechaniczna ze wzrostem wydajności zwiększa się (maleje udział strat) . Sprawność mechaniczna wynosi ok ηm = 99% a współczynnik strat tarcia tarcz wirujących ok ζfr = 8%.

 

Rys. 3. Udział strat mechanicznych ΔPm w bilansie mocy pompy

Qi - przepływ przez wirnik, przepływ wewnętrzny
Pw - moc na wale
Pm - moc trat mechnaicznych
Pfr - moc strat tarcia tarcz wirujących
ηm - sprawność mechaniczna
ζfr - współczynnik strat tarcia tarcz wirujących