سرعة محددة لمضخة الطرد المركزي
السرعة المحددة هي مفهوم تم تطويره لتوربينات المياه في عام 1915 ، والذي تم تطبيقه لاحقًا على مضخات الطرد المركزي (ستيبانوف ، 1948). السرعة المحددة هي طريقة "لتطبيع" أداء هذه الآلات الهيدروليكية.
المعادلة شائعة الاستخدام للسرعة المحددة هي كما يلي:
عندما تعرفت على السرعة المحددة لأول مرة ، يجب أن أعترف بعدم إعجابي. بدا لي أن المفهوم قد يكون مفيدًا للمصممين ، لكني لم أجد أي قيمة للمستخدم النهائي. علمت لاحقًا أن المفهوم ضروري للمصمم ، ولأنه يشير إلى شكل منحنيات الرأس والقوة والكفاءة وأقصى كفاءة يمكن تحقيقها - فهو أيضًا ذو قيمة للمستخدمين النهائيين.
أحد تعريفات السرعة المحددة هو أنها السرعة التي ستعمل بها المضخة النموذجية لإنتاج رأس قدم واحد عند ضخ جالون واحد في الدقيقة ، لكنني أجد هذا التعريف محرجًا.
أفضل أن أفكر فيه كرقم فهرس. في أوروبا ، تسمى السرعة المحددة أحيانًا "رقم الشكل" ، وأنا أفضل هذا الاسم. يشير إلى أشكال منحنيات الأداء ويحدد أيضًا ، إلى حد كبير ، شكل ملف تعريف المكره.
دفاعة ذات سرعة محددة منخفضة لها مظهر جانبي رفيع (الأكفان قريبة من بعضها البعض) وقطر خارجي كبير (OD) بالنسبة لقطر العين. دفاعة ذات سرعة محددة عالية لها مظهر جانبي للدهون (الأكفان متباعدة) ولها قطر عين أقرب في الحجم إلى المكره OD.
يساعد الشكل 1 في توضيح المفهوم. تم تطوير المخطط منذ سنوات من قبل مجموعة Worthington ويستخدم على نطاق واسع في الصناعة. لاحظ أنه تم جدولة قيم السرعة المحددة ، بوحدات الولايات المتحدة ، على طول الجزء السفلي من الرسم البياني. تُظهر الرسومات الصغيرة الموجودة أسفل الرسم البياني ملفات تعريف الدفاعات التي تتوافق مع أرقام السرعة المحددة.
شكل 1
توضح منحنيات الأداء الصغيرة عبر الجزء العلوي من الرسم البياني الأشكال النموذجية لمنحنيات الأداء التي تتوافق مع قيم السرعة المحددة. لاحظ أن المضخات ذات السرعة المحددة المنخفضة لها منحنى رأس مسطح ، أحيانًا مع تدلي طفيف عند الإغلاق (سعة صفرية). مثل هذا التدلى لا يجعل المضخة غير مستقرة. منحنى القوة حاد. يزداد بشكل كبير من الإغلاق إلى أفضل نقطة كفاءة (BEP).
في المدى المتوسط لقيم NS ، يرتفع منحنى الرأس باستمرار إلى الإغلاق ، ويتغير منحنى الطاقة قليلاً من الإغلاق إلى BEP. عندما يتجاوز NS حوالي 5000 ، ينعكس ميل منحنى الطاقة ، وتكون القيمة القصوى عند الإغلاق ، ويكون منحنى الرأس شديد الانحدار ، حيث تبلغ قيمة الإغلاق ثلاثة أضعاف قيمة BEP. (لا تبدأ أحد هؤلاء الرجال مع إغلاق صمام التفريغ.)
الاشتقاق
بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في رؤية اشتقاق NS ، يتم تقديم ما يلي. أستخدم ما يسمى "قانون النمذجة" أو "القانون النموذجي" أو "قانون العوملة". يُستخدم هذا "القانون" عندما يرغب المصمم في "تصميم" مضخة بمضخة ذات حجم مختلف.
الناتج هو سرعة محددة. عندما يتم تصميم إحدى المضخات من أخرى ، فإن كلا المضختين لها نفس السرعة المحددة.
جعلها بلا وحدة
من الشائع أن يقال أن السرعة المعينة لا توحد ، لكنها ليست كذلك في العادة. في الولايات المتحدة ، مع الوحدات المذكورة أعلاه ، فهي ليست بلا وحدة. يمكن جعلها بلا وحدة ، على الرغم من ذلك ، عن طريق تحويل السرعة إلى راديان / ثانية ، والقدرة على قدم مكعبة / ثانية وضرب الرأس في ثابت الجاذبية "g".
تتراوح قيم NS على الرسم البياني لـ Worthington من 500 إلى 15000. ماذا ستكون القيم إذا قمنا بالتحويل إلى أعداد بلا وحدة؟ يجب أن نقسم N على 9.55 للتحويل إلى راديان / ثانية. يجب قسمة Q على 449 للتحويل إلى ft3 / ثانية ويجب ضرب H في 32.2.
هل هناك أي أهمية للحد الأقصى للكفاءات التي تحدث عندما تكون NS غير الموحدة 1.0؟ لا أعلم ، لكنها بالتأكيد تبدو صدفة سعيدة.
مراجع
ستيبانوف ، إيه جيه ، مضخات الطرد المركزي والتدفق المحوري ، جون وايلي وأولاده ، نيويورك ، 1948.
ستيبانوف ، إيه جيه ، المضخات والنفاخات - تدفق مرحلتين ، جون وايلي وأولاده ، نيويورك ، 1965.
ملحوظات
التوربينات التفاعلية هي ، في الأساس ، مجرد مضخة طرد مركزي تعمل للخلف ، مع دفع السائل للخلف خلالها.
إذا كانت دافعًا مزدوج الشفط ، فلا تقسمه على 2. مع سرعة الشفط المحددة ، نقسم السعة على 2 ، ولكن ليس للسرعة المحددة (التفريغ)