Różne straty w pompie i wydajności pompy
W procesie przetwarzania energii mechanicznej w energię płynną pompie towarzyszą różne straty, a straty te są reprezentowane przez odpowiednią wydajność.
Poniżej opisano wejście i wyjście energii w pompie zgodnie z procesem przenoszenia energii w pompie.
1. Straty mechaniczne i wydajność mechaniczna
Wydajność (moc na wale) przenoszona z głównego napędu na wał pompy musi być najpierw wykorzystana do przezwyciężenia strat tarcia łożysk i uszczelnień. Pozostała moc wału służy do napędzania wirnika. Jednak nie cała energia mechaniczna wirnika jest przekazywana do cieczy przepływającej przez wirnik. Część zużywa się, aby przezwyciężyć tarcie między powierzchnią przedniej i tylnej powierzchni wirnika i obudowy (wnęki pompy).
Suma wyżej wspomnianej mocy strat łożyska (Pm1), mocy strat uszczelnienia (Pm2) i mocy strat tarcia tarczy (Pm3) nazywa się stratą mechaniczną pm, a jej wielkość wyraża się wydajnością mechaniczną ηm. Pozostała moc mocy wału minus moc strat mechanicznych służy do wykonywania pracy na cieczy przepływającej przez wirnik. Sprawność mechaniczna to stosunek mocy wału wejściowej mocy hydraulicznej, to znaczy
ηm = P '/ P
2. Utrata objętości i wydajność objętościowa
Wejściowa moc hydrauliczna jest wykorzystywana do wykonywania pracy na cieczy przepływającej przez wirnik, więc ciśnienie cieczy na wylocie wody z wirnika jest wyższe niż ciśnienie wlotowe. Różnica ciśnień między wylotem a wlotem powoduje, że część cieczy przechodzi przez przepływ wirnika z wnęki pompy przez szczelinę pierścienia uszczelniającego wirnika (pierścień kryzy) do wlotu wirnika. W ten sposób natężenie przepływu Qt (znane również jako teoretyczne natężenie przepływu pompy) przez wirnik nie jest całkowicie dostarczane do wylotu pompy. Wyciek q części cieczy zużywa energię uzyskaną z wirnika w procesie przepływu nieszczelnego, to znaczy, że ciecz pod wysokim ciśnieniem (ciśnienie wyjściowe) staje się cieczą pod niskim ciśnieniem (ciśnienie wlotowe). Dlatego istotą utraty objętości jest również utrata energii, a wielkość utraty objętości oblicza się na podstawie wydajności objętościowej ηv. Sprawność objętościowa to stosunek mocy cieczy (rzeczywiste natężenie przepływu Q) po usunięciu przecieku przez wirnik do mocy (wejściowej mocy hydraulicznej) cieczy (teoretyczne natężenie przepływu Q) przez wirnik.
Wyciek pomp jednostopniowych występuje głównie w pierścieniu uszczelniającym. Oprócz pomp wielostopniowych występują również wycieki międzystopniowe. Ponadto wyciek urządzenia równoważącego siłę osiową pompy, urządzenia uszczelniającego itp. Należy również uwzględnić w utracie objętości pompy.
3. Straty hydrauliczne i wydajność hydrauliczna
Energia (Ht) otrzymywana z wirnika przez ciecz skuteczną (usuwanie przecieku) przez wirnik również nie jest całkowicie transportowana, ponieważ cieczy towarzyszą straty tarcia hydraulicznego w przepływie części przelewowej pompy (kanał z wlot pompy do wylotu) (opór wzdłuż ścieżki) i straty hydrauliczne (opór lokalny) spowodowane uderzeniem, opadaniem, zmianą prędkości i wielkości itp., zużywając w ten sposób część energii. Utrata energii na jednostkę masy cieczy w przepływie pompy jest nazywana stratą hydrauliczną pompy, która jest wyrażana przez h. Z powodu strat hydraulicznych energia (H) dodana przez ciężar jednostkowy cieczy przez pompę jest mniejsza niż energia (Ht) przekazywana przez wirnik na ciężar jednostkowy cieczy, to znaczy H = Ht-h. Wielkość strat hydraulicznych pompy mierzy się wydajnością hydrauliczną ηh pompy. Sprawność hydrauliczna to stosunek mocy hydraulicznie utraconej cieczy do mocy cieczy niehydraulicznej.
Suma różnych strat w pompie jest wyrażona przez całkowitą wydajność (określaną jako wydajność pompy). Całkowita wydajność jest stosunkiem efektywnej mocy wyjściowej PUt do mocy wejściowej (mocy na wale) Pa.
Całkowita wydajność pompy jest równa iloczynowi wydajności mechanicznej, wydajności objętościowej i wydajności hydraulicznej.