Relația dintre presiunea de intrare/ieșire a pompei și înălțimea de presiune

Formula de bază (cea mai critică)

Înălțime de debit (H) = (Presiunea de ieșire a pompei - Presiunea de intrare a pompei) / (Densitatea lichidului × Accelerația gravitațională)

Reprezentat cu simboluri:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

Unde:

H: Înălțimea de presiune generată de pompă, măsurată în metri (m).

P₂: Presiunea absolută la flanșa de ieșire a pompei, de obicei în Pascali (Pa).

P₁: Presiunea absolută la flanșa de admisie a pompei, de obicei în Pascali (Pa).

ρ: Densitatea lichidului pompat, în kilograme pe metru cub (kg/m³). Pentru apă la temperatura camerei, ρ ≈ 1000 kg/m³.

g: Accelerația gravitațională, aproximativ 9,81 m/s².

Explicația conceptelor cheie

Ce este Capul?

Nu înălțimea: Înălțimea de ridicare nu este pur și simplu înălțimea fizică de ridicare. Este un concept energetic, reprezentând energia mecanică totală transmisă unei unități de greutate a lichidului de către pompă. Unitatea sa este metrii (m), care pot fi înțeleși ca înălțimea teoretică la care pompa poate ridica lichidul.

Independent de mediu: Înălțimea de pompare este un parametru de performanță al pompei în sine. Aceeași pompă, la aceeași viteză, va genera aceeași valoare a înălțimii de pompare (H), indiferent dacă pompează apă, ulei sau alt lichid. Cu toate acestea, consumul de energie și presiunea rezultată vor diferi.

Ce este presiunea?

Presiunea este forța pe unitatea de suprafață. Presiunea manometrică la ieșire generată de pompă reflectă intuitiv magnitudinea forței sale de împingere.

Strâns legată de mediu: Conform formulei P = ρ × g × H, presiunea (P) generată de pompă depinde direct de densitatea lichidului (ρ). Pomparea unui lichid mai dens (cum ar fi petrolul) va produce o presiune mai mare la aceeași înălțime de pompare.

Diferența și conexiunea de bază

Înălțimea de presiune este cauza, presiunea este efectul. Caracteristicile pompei determină înălțimea de presiune pe care o poate furniza. Această înălțime de presiune, acționând asupra unui lichid cu o densitate specifică, se manifestă în cele din urmă ca diferența de presiune dintre intrare și ieșire.

Gândiți-vă la înălțime ca la capacitatea nominală a pompei, iar la presiune ca la efectul produs atunci când acea capacitate acționează asupra unui obiect specific (un anumit lichid).

Exemplu de aplicație (folosind apă, simplificat cu ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 10 m/s²)

Presupunem că o pompă are o înălțime de 100 de metri.

Calculați diferența de presiune generată:

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1.000.000 Pa = 1 MPa ≈ 10 bar

Aceasta înseamnă că, dacă presiunea de intrare este atmosferică (0 bar), presiunea de ieșire ar fi de aproximativ 10 bar.

Estimarea capului la fața locului:

Dacă măsurați la fața locului, manometrul de ieșire al pompei indică 0,8 MPa (8 bari), iar manometrul de intrare indică 0,1 MPa (1 bar).

Atunci diferența de presiune ΔP = 0,8 - 0,1 = 0,7 MPa = 700.000 Pa.

Calculați înălțimea de apă: H = ΔP / (ρ × g) = 700.000 / (1000 × 10) = 70 de metri.

Acești 70 de metri reprezintă înălțimea de debit efectivă pe care o furnizează pompa în condițiile actuale de funcționare.

Note importante

Presiunea absolută trebuie utilizată pentru calcul: P₁ și P₂ din formulă sunt, în teorie, presiuni absolute. Cu toate acestea, în ingineria practică, atunci când atât presiunea de intrare, cât și cea de ieșire sunt măsurate cu manometre care utilizează aceeași referință (de obicei presiunea atmosferică locală), utilizarea diferenței de presiune manometrică dă un rezultat perfect corect. Adică, H = (Presiunea manometrică de ieșire - Presiunea manometrică de intrare) / (ρ × g).

Presiunea de admisie trebuie să depășească cerința NPSH: Dacă presiunea de admisie (P₁) este prea mică, lichidul se va vaporiza în interiorul pompei, provocând cavitație, care deteriorează grav pompa. Înălțimea de aspirație pozitivă netă necesară (NPSHr) pe curba de performanță a pompei este parametrul cheie setat pentru a asigura că P₁ este suficient de ridicat.

Rezistența sistemului determină punctul de funcționare: Presiunea reală de ieșire a pompei într-un sistem de conducte este determinată de punctul de intersecție dintre curba debit-înălțime a pompei și curba de rezistență a sistemului de conducte. Pompa își ajustează debitul până când înălțimea de presiune pe care o generează este exact egală cu rezistența necesară sistemului la debitul respectiv (inclusiv ridicarea de presiune, frecarea conductei, rezistența supapei etc.).