Při výběru povrchového čerpadla pro zásobování vodou a zavlažování bude mít uživatel otázku: „Jaké vodní čerpadlo si vybrat – vířivé nebo odstředivé?“ Strukturálně jsou tyto jednotky velmi podobné. Elektromotor, hřídel, oběžné kolo, skříň. Všechno je s nimi. Ale princip jejich činnosti, zejména účinek lopatek oběžného kola na kapalinu, je zásadně odlišný. Každý má tedy vlastnosti specifické pro svůj typ. Chcete-li se rychle rozhodnout, které čerpadlo je pro vás nejlepší, podívejte se na „Spoiler“. Nebo si přečtěte celý článek pro podrobnější informace.
RUŠIČ VZTLAKU
Pokud potřebujete vysoký průtok a účinnost, zvýšenou odolnost proti abrazivním vměstkům a spolehlivost, zvolte odstředivé čerpadlo. Pokud je vaší prioritou nízká cena a vysoký tlak, vezměte si vortexový.
Při správném výběru modelu (odpovídající průtokové a tlakové charakteristiky) budou oba typy dobrým řešením pro vodovodní zařízení.
Obsah
Odstředivá čerpadla
Odstředivé čerpadlo je dynamické lopatkové čerpadlo, ve kterém se kapalina pohybuje oběžným kolem od středu k okraji. Pohyb tekutiny se uskutečňuje pod vlivem setrvačných sil.
Výstavba
Skříň odstředivého čerpadla tvoří pracovní komoru. Spirálový výstup je rozšiřující se trubka s proměnným průměrem vzhledem k ose otáčení kola. Vstupní a výstupní potrubí je připevněno k tělesu čerpadla.
Difuzor je kónická rozšiřující se trubka. Otáčení odstředivého kola je přenášeno hřídelí uloženou v ložiskách.
Oběžné kolo je hlavním prvkem odstředivého čerpadla, zahrnuje náboj, hnací kotouč, lopatky, věnec (nebo krycí kotouč) a kapotáž. Otevřená kola nemají ráfek.
Práce
Točivý moment z motoru je přenášen přes hřídel na oběžné kolo. Rotující lopatky interagují s částicemi tekutiny a přenášejí na ně energii. V důsledku toho se urychlené částice pod vlivem odstředivé síly pohybují od středu k obvodu kola a padají do spirálového výstupu a poté do difuzoru.
Průtoková plocha vývodů se zvětšuje ve směru pohybu tekutiny, v důsledku zvětšování průtočné plochy klesá rychlost proudění a vzrůstá tlak podle Bernoulliho rovnice. V důsledku výtoku kapaliny ze střední části čerpadla začne tlak v této oblasti klesat, pod vlivem atmosférického tlaku bude kapalina ze zdroje přes sací potrubí proudit do střední části čerpadla. a poté na lopatky oběžného kola.
Tento princip činnosti platí pro všechna odstředivá čerpadla, jak s otevřeným oběžným kolem, tak s uzavřeným. Na tomto principu fungují i vícestupňová čerpadla, pouze urychlená kapalina nevstupuje do tlakového potrubí, ale spíše na vstup dalšího stupně. Na výstupu z posledního stupně kapalina vstupuje do difuzéru.
Výběr
Hlavní nebo provozní charakteristikou odstředivého čerpadla je graf závislosti tlaku na průtoku. Charakteristika sítě odráží velikost tlakové ztráty při různých průtokech. Aby bylo možné určit provozní režim čerpadla v síti, je nutné sestrojit charakteristiky čerpadla a charakteristiky sítě v jednom souřadnicovém systému. Pracovní bod čerpadla bude umístěn v průsečíku čar charakteristiky čerpadla a charakteristiky sítě. Po určení souřadnic pracovního bodu můžeme vyvodit závěr o tom, jaký průtok bude čerpadlo poskytovat a jaký tlak vyvine při provozu v uvažované síti.
Vortexová čerpadla
Vortexová čerpadla se často nazývají odstředivá, ale i přes některé podobnosti se jedná o zcela odlišná čerpadla z hlediska principu jejich činnosti.
Výstavba
Abychom pochopili, jak funguje vířivá pumpa, podívejme se na její konstrukci.
Skříň má otvory pro přívod a vypouštění kapaliny a soustředný kanál, krytý propojkou, která zabraňuje průtoku kapaliny z tlakového potrubí do sacího potrubí. Oběžné kolo s radiálními lopatkami je upevněno na hřídeli a instalováno ve skříni s minimálními vůlemi. Hřídel s oběžným kolem pohání elektromotor.
Pro zvýšení posuvu mohou být lopatky umístěny na přední a zadní ploše kola a v tomto případě je soustředný kanál vytvořen nejen v těle, ale také v zadním krytu.
Práce
Na základě způsobu přivádění kapaliny se rozlišují čerpadla s uzavřeným a otevřeným vírem. V systémech s uzavřeným vírem je kapalina ze sacího potrubí přiváděna přímo do soustředného kanálu. U čerpadel s otevřeným vírem může kapalina vstoupit do soustředného kanálu pouze po průchodu lopatkami oběžného kola. Kapalina je přiváděna sacím potrubím k lopatkám umístěným na oběžném kole. Když se kolo otáčí, lopatky působí na částice kapaliny a urychlují je. Pohyb částic lze rozdělit na dvě složky: první je obvodová, směřující společně se směrem otáčení kola, druhá je radiální, směřující od středu k obvodu. Kapalina v kanálu se pohybuje mnohem pomaleji, zatímco se intenzivně míchá, urychlené částice padají do kanálu a kapalina z kanálu naopak padá na lopatky kol. Míchání částic na jedné straně zajišťuje mnohonásobný přenos energie z lopatek do kapaliny a pohyb proudění ve směru od sacího kanálu k výtlačnému kanálu na druhé straně způsobuje intenzivní tvorbu vírů a v důsledku toho , velké ztráty hydraulické energie.
Díky opakovanému dopadu lopatek na kapalinu jsou vířivá čerpadla schopna vyvinout vysoký tlak, ale s rostoucím průtokem výrazně rostou energetické ztráty. Proto je pro získání velkého průtoku lepší použít odstředivá čerpadla a pro získání vysokotlakých – vírová čerpadla.
Čerpadla Vortex jsou schopna vyvinout dopravní výšku až dvě stě padesát metrů a průtok kolem deseti litrů za sekundu. Maximální výkon vyrobených čerpadel je kvůli nízké účinnosti dvacet až pětadvacet kilowattů, další zvyšování výkonu je nepraktické z důvodu velkých energetických ztrát.
Čerpadla Vortex nelze použít k čerpání kapalin obsahujících abrazivní částice kvůli malým vůlím na konci. Čerpadla Vortex jsou vhodná pro zásobování vodou ve vodovodních, topných a zavlažovacích systémech. Většina vírových čerpadel je samonasávacích a může pracovat se směsmi plynu a kapaliny, takže se používají k čerpání těkavých kapalin, jako je benzín nebo petrolej na čerpacích stanicích.
Pro získání potřebných charakteristik, například pro zlepšení kavitačních vlastností, může být před vířivým kolem umístěno odstředivé oběžné kolo. Takové čerpadlo se nazývá odstředivé vírové čerpadlo.
