遠心ポンプは産業分野で広く使用されている流体搬送装置であり、その動作効率により生産システム全体のエネルギー消費とコストに直接影響を与えます。遠心ポンプの運転中、動力損失は無視できない問題です。
この記事では、遠心ポンプにおける動力損失の種類と原因、およびポンプ性能への影響を詳しく調査し、対応する最適化対策を提案します。
遠心ポンプにおける動力損失は、主に体積損失、油圧損失、機械損失の3つに分けられます。
1. 体積の損失
体積損失は主に、遠心ポンプの羽根車とポンプ本体の間の隙間や、軸シールでの漏れによって発生します。インペラが回転すると、流体の一部がインペラとポンプ本体の隙間からインペラ入口へ逆流したり、軸封部から漏れたりして、効率よく輸送されない流体のことを体積損失といいます。 。
多段ポンプの場合、バランスプレートからも同様の漏れが発生する可能性があります。体積損失はポンプの出力流量を減少させるだけでなく、ポンプのエネルギー消費量も増加します。
2. 油圧損失
油圧損失とは、ポンプ本体内で流体が流れる際の摩擦、衝突、渦などの現象によって生じるエネルギー損失のことです。ポンプ本体の流路に流体が流れる際、流路表面が荒れていたり設計に無理があると流体抵抗が増大し、油圧損失が発生します。
さらに、流体がインペラに入り、インペラと一緒に回転すると、速度の方向と大きさの変化により衝突や渦が発生し、油圧損失がさらに悪化します。油圧損失はポンプの揚程と効率に直接影響します。
3. 機械的損失
機械損失は主に、ポンプ内のさまざまなコンポーネント間の摩擦と不完全なエネルギー変換によって発生します。
例えば、回転時にはシャフトとベアリングやパッキンなどの部品との間に摩擦が発生し、電力を消費します。インペラの前後のカバープレートと流体の間の摩擦もエネルギー損失を引き起こす可能性があります。また、ポンプ内で羽根車が高速回転すると、流体の運動エネルギーが不完全に変換されるため、そのエネルギーの一部も熱エネルギーとして環境中に失われます。機械的損失は比較的小さいですが、無視することはできません。
