Várias perdas na bomba e na eficiência da bomba
No processo de conversão de energia mecânica em energia líquida, a bomba é acompanhada de várias perdas, e essas perdas são representadas pela eficiência correspondente.
A seguir, são descritas as entradas e saídas de energia na bomba de acordo com o processo de transferência de energia na bomba.
1. Perda mecânica e eficiência mecânica
A eficiência (potência do eixo) transmitida do motor primário ao eixo da bomba deve ser gasta primeiro para superar as perdas por atrito dos mancais e vedações. A energia restante do eixo é usada para conduzir o impulsor para girar. No entanto, nem toda a energia mecânica do impulsor é transmitida ao líquido que passa pelo impulsor. Parte dela é consumida para superar o atrito entre a superfície das superfícies da tampa frontal e traseira do impulsor e a carcaça (cavidade da bomba).
A soma da potência de perda de rolamento mencionada acima (Pm1), potência de perda de vedação (Pm2) e potência de perda de fricção por disco (Pm3) é chamada de perda mecânica pm, e sua magnitude é expressa pela eficiência mecânica ηm. A potência restante da potência do eixo menos a potência da perda mecânica é usada para executar o trabalho no líquido que passa pelo impulsor. A eficiência mecânica é a razão entre a potência do eixo da potência hidráulica de entrada, ou seja,
ηm = P '/ P
2. Perda de volume e eficiência de volume
A energia hidráulica de entrada é usada para realizar trabalhos no líquido que passa através do impulsor, de modo que a pressão do líquido na saída de água do impulsor é maior que a pressão de entrada. A diferença de pressão entre a saída e a entrada faz com que uma parte do líquido que passa através do impulsor flua da cavidade da bomba através do espaço do anel de vedação do impulsor (anel de orifício) até a entrada do impulsor. Dessa maneira, a vazão Qt (também conhecida como vazão teórica da bomba) através do impulsor não é completamente entregue à saída da bomba. O vazamento q parte do líquido consome a energia obtida do impulsor no processo de vazamento, ou seja, o líquido de alta pressão (pressão de saída) se torna líquido de baixa pressão (pressão de entrada). Portanto, a essência da perda de volume também é perda de energia e a magnitude da perda de volume é calculada pela eficiência do volume ηv. A eficiência volumétrica é a razão entre a potência do líquido (vazão real Q) após remover o vazamento através do impulsor e a potência (potência hidráulica de entrada) do líquido (vazão teórica Q) através do impulsor.
O vazamento de bombas de estágio único ocorre principalmente no anel de vedação. Além das bombas de vários estágios, também existem vazamentos entre os estágios. Além disso, o vazamento do dispositivo de força axial de equilíbrio da bomba, dispositivo de vedação etc. também deve ser incluído na perda de volume da bomba.
3. Perda hidráulica e eficiência hidráulica
A energia (Ht) recebida do impulsor pelo líquido efetivo (removendo o vazamento) através do impulsor também não é completamente transportada para fora porque o líquido é acompanhado por perdas de atrito hidráulico no fluxo da parte de excesso da bomba (o canal de entrada da bomba na saída) (resistência ao longo do caminho) e perda hidráulica (resistência local) causada pelo impacto, deflow, direção da velocidade e alteração de tamanho etc., consumindo parte da energia. A energia perdida por unidade de peso do líquido no fluxo da bomba é denominada perda hidráulica da bomba, que é expressa por h. Devido à perda hidráulica, a energia (H) adicionada pelo peso unitário do líquido através da bomba é menor que a energia (Ht) transmitida pelo impulsor ao peso unitário do líquido, ou seja, H = Ht-h. A magnitude da perda hidráulica da bomba é medida pela eficiência hidráulica ηh da bomba. Eficiência hidráulica é a razão entre a potência do líquido perdido hidraulicamente e a potência do líquido não hidráulico.
A soma de várias perdas na bomba é expressa pela eficiência total (referida como eficiência da bomba). A eficiência total é a razão entre a potência efetiva de saída PUt e a potência de entrada (potência do eixo) Pa.
A eficiência total da bomba é igual ao produto de eficiência mecânica, eficiência volumétrica e eficiência hidráulica.