Различни загуби в помпата и ефективността на помпата
В процеса на превръщане на механичната енергия в течна енергия помпата се придружава от различни загуби и тези загуби се представят от съответната ефективност.
Следното описва вложената и изходната енергия в помпата в съответствие с процеса на пренос на енергия в помпата.
1. Механични загуби и механична ефективност
Първоначално трябва да се изразходва ефективността (мощност на вала) от основния двигател към вала на помпата, за да се преодолеят загубите от триене на лагерите и уплътненията. Останалата мощност на вала се използва за задвижване на работното колело да се върти. Въпреки това, не цялата механична енергия на работното колело се предава на течността, преминаваща през работното колело. Част от него се изразходва за преодоляване на триенето между повърхността на предната и задната покривна повърхност на работното колело и корпуса (кухината на помпата).
Сумата от горепосочената мощност на загуба на лагер (Pm1), мощност на загуба на уплътнение (Pm2) и мощност на загуба на триене на диска (Pm3) се нарича механична загуба pm, а нейната величина се изразява с механична ефективност ηm. Останалата мощност на мощността на вала, минус механичната загуба, се използва за извършване на работа върху течността, преминаваща през работното колело. Механичната ефективност е съотношението на мощността на вала на входната хидравлична мощност, т.е.
ηm = P '/ P
2. Загуба на обем и ефективност на обема
Входящата хидравлична мощност се използва за извършване на работа върху течността, преминаваща през работното колело, така че налягането на течността на изхода на работното колело е по-високо от входното налягане. Разликата в налягането между изхода и входа прави част от течността, преминаваща през потока на работното колело от кухината на помпата през пролуката на уплътнителния пръстен на колелото (отвор на пръстена) до входа на колелото. По този начин дебитът Qt (известен също като теоретичен дебит на помпата) през работното колело не се доставя напълно до изхода на помпата. Изтичащата q част от течността изразходва енергията, получена от работното колело в процеса на течащ поток, тоест от течността с високо налягане (изходно налягане) става течност с ниско налягане (входящо налягане). Следователно, същността на загубата на обем е също загубата на енергия, а големината на загубата на обем се изчислява от обемната ефективност ηv. Обемният коефициент на полезно действие е съотношението на мощността на течността (действителен дебит Q) след отстраняване на теча през работното колело към мощността (входна хидравлична мощност) на течността (теоретичен дебит Q) през работното колело.
Изтичането на едностепенни помпи се осъществява главно в уплътнителния пръстен. В допълнение към многостъпалните помпи има и междуетапни течове. В допълнение, изтичането на устройството за аксиална сила на уплътнителния баланс, уплътняващото устройство и др. Също трябва да бъде включено в загубата на обем на помпата.
3. Хидравлични загуби и хидравлична ефективност
Енергията (Ht), получена от работното колело от ефективната течност (отстраняване на изтичането) през работното колело, също не се транспортира напълно, тъй като течността е придружена от загуби от хидравлично триене в потока на претоварващата част на помпата (каналът от входът на помпата към изхода) (съпротивление по протежение на пътя) и хидравлични загуби (местно съпротивление), причинени от удар, отклоняване, промяна на посоката и скоростта на скоростта и др. Изгубената енергия за единица тегло на течността в потока на помпата се нарича хидравлична загуба на помпата, която се изразява с h. Поради хидравличните загуби, енергията (H), добавена от единичното тегло на течността през помпата, е по-малка от енергията (Ht), предавана от работното колело на единичното тегло на течността, тоест H = Ht-h. Величината на хидравличните загуби на помпата се измерва с хидравличната ефективност ηh на помпата. Хидравличната ефективност е съотношението на мощността на хидравлично загубената течност и мощността на нехидравличната течност.
Сумата от различни загуби в помпата се изразява от общата ефективност (наричана ефективност на помпата). Общата ефективност е съотношението на ефективната изходна мощност PUt към входната мощност (мощност на вала) Pa.
Общата ефективност на помпата е равна на произведението на механична ефективност, обемна ефективност и хидравлична ефективност.