遠心ポンプを理解する
今日の業界では、遠心ポンプは最も一般的に使用されているタイプの 1 つです。回転運動エネルギーを流体の流れの流体力学的エネルギーに変換することにより、流体を輸送するために使用されます。このエネルギーは通常、エンジンまたは電気モーターから得られます。
今日は、遠心ポンプの定義、機能、アプリケーション、コンポーネント、分類、種類、歴史、図、およびどのように機能するかを知ることができます。また、長所と短所、および遠心ポンプを選択する際に考慮すべき要素についても理解できます。
遠心ポンプとは?
冒頭で述べたように、遠心ポンプは、インペラーとして知られる 1 つまたは複数の駆動ローターから回転エネルギーを伝達することによって流体を移動または輸送するように設計された機械装置です。
遠心ポンプは、動的軸対称仕事吸収ターボ機械のサブクラスです。流体は軸に沿って回転するインペラーに入り、遠心力によってインペラーの羽根の先端から円周に沿って排出されます。インペラーの効果により、液体の速度と圧力が増加し、ポンプの出口に向けられます。
遠心ポンプの設計では、ケーシングはポンプ入口からの流体を収縮させることができます。流体をインペラに向け、排出する前に流体を減速および制御します。
遠心ポンプと考えられる最初の機械は、泥を持ち上げるために設計されました。 1475 年初頭、イタリアのルネッサンス技術者による論文に登場しました。真の遠心ポンプは 17 世紀後半に開発されました th Denis Papin が直線ベーンを使用して 1 世紀を築いた世紀。 1851 年に、英国の発明家であるジョン アポルドは、湾曲したベーン バージョンを導入しました。これは、遠心ポンプの簡単な歴史です。
遠心ポンプの機能は、高流量および低粘度液体のポンピング用に指定されています。これを 0.1 cP まで下げます。ほとんどの化学薬品で
遠心ポンプの用途
ほとんどの化学プラントでは、使用されるポンプの 90% が遠心ポンプです。容積式ポンプが好まれる用途は数多くありますが。以下は、遠心ポンプのいくつかのアプリケーションです。
<オール>遠心ポンプの主要コンポーネント
以下は、遠心ポンプの主要コンポーネントです。
インペラー
下の図は、オープン、セミ エンクローズド、およびエンクローズド インペラーを含むさまざまなインペラーの完全な図を示しています。これは、一連の後方に湾曲したブレードまたはベーンで設計されたホイールまたはローターです。これは、外部エネルギー源によって駆動されるシャフトに取り付けられています。この外部ソースは液体エネルギーをインペラーに伝え、インペラーを回転させます。
ケーシング
ケーシングは、遠心ポンプのもう 1 つの主要な部分です。上端がポンプの入口から羽根車の中心に向かって接続されているパイプです。この部分は目とも呼ばれます。ダブルエンド反応ポンプでは、2 つの吸引パイプが両側からアイに接続されています。液体は、それに浸されると下端から持ち上げられます。この下端は、フートバルブとストレーナに取り付けられています。遠心ポンプで一般的に使用される 3 種類のケーシングは、渦巻ケーシング、渦ケーシング、ガイドブレード付きケーシングです。
配達パイプ
ポンプの吐出口下端には、吐出管が取り付けられています。必要な高さまで液体を供給します。デリバリパイプのポンプ出口付近にバルブがあります。このバルブは、ポンプから配送パイプへの流れを制御します。
フートバルブとストレーナー付きサクションパイプ
吸引パイプはインペラーの入口に接続され、もう一方の端は液体の供給源に浸されます。パイプの端にはフートバルブとストレーナがあります。このフート弁は、上方向に開く一方向弁です。ストレーナは、遠心ポンプが詰まるのを防ぐために、液体に存在する不要な粒子をろ過するために使用されます。
遠心ポンプの図:
遠心ポンプの分類と種類
以下は、遠心ポンプの分類とその種類です。
ポンプ内の羽根車の数に基づく分類:
<オール>ケース分割の方向に基づく:
<オール>インペラー設計のタイプに基づく
<オール>ボリュートのタイプに基づく
<オール>ベアリングサポートの場所に基づく
<オール>シャフトの向きに基づく
<オール>業界標準への準拠に基づく
<オール>動作原理
前述のように、遠心ポンプは、流れを誘導したり、液体を低レベルから高レベルに上げたりするために使用されます。その働きは非常にシンプルで、メカニズムが非常にシンプルなため、簡単に理解できます。遠心ポンプは、多くの場合モーターから動力を得ている回転エネルギーを変換します。このエネルギーは、流体を動かすために使用されます。
遠心ポンプには、エネルギーの変換を担う 2 つの重要な部分があります。これらの部品はインペラーとケーシングです。インペラーは、ポンプの回転部分とインペラーを囲む気密通路として以前に説明されました.
遠心ポンプの作動中、流体はケーシングに入り、インペラーブレードに落ちます。液体はインペラーのアイに落ちます。インペラーは、ケーシングのディフューザー部分にインペラーを離れるまで、接線方向および半径方向外側に回転します。流体がインペラーを通過すると、圧力と速度の両方が得られます。
遠心ポンプの働きについて詳しくは、以下のビデオをご覧ください:
遠心ポンプの性能に影響を与える要因
以下は、遠心ポンプの性能に影響を与える可能性のある要因です。遠心ポンプを選択または選択する際には、これらの要因を考慮する必要があります。
作動流体の粘度:
これは、エネルギーが加えられたときのせん断に対する抵抗として定義できます。一般に、遠心ポンプは、ポンプ動作によって液体のせん断が大きくなるため、低粘度の流体に適しています。
ネット ポジティブ サクション ヘッド (NPSH) とキャビテーション:
NPSH という用語は、ポンプの吸込側の流体の圧力を指します。これは、圧力がキャビテーションを回避するのに十分高いかどうかを判断するのに役立ちます。キャビテーションとは、インペラ周辺の比較的低圧の領域で発生する、液体内の気泡または空洞の形成です。これにより、インペラーに重大な損傷が生じ、流量/圧力が低下する可能性があります。利用可能な正味吸引ヘッド (NPSHA) は、ポンプの必要正味吸引ヘッド (NPSHR) より大きくなければなりません。
作動流体の蒸気圧:
作動流体の蒸気圧という言葉は、特定の温度での圧力を意味します。それは、液体が蒸気に変化する圧力です。これは、キャビテーションを回避するために決定する必要があります。また、ベアリングの損傷は、流体が蒸発したときの空運転によって引き起こされます。
動作温度と圧力:
これは、ポンプ操作で考慮すべきもう 1 つの要因です。たとえば、高温ポンプでは、特殊なガスケット、シール、および取り付け設計が必要になる場合があります。また、高圧条件では、適切に設計された圧力保持ケーシングが必要になる場合があります。
作動流体の比重と比重:
流体の密度は、単位体積あたりの質量によって決まります。したがって、単位体積あたりの流体の質量と流体の重力は、流体の密度と水の密度の比です。これは、特定の液体をポンピングするために必要な入力電力に直接影響します。遠心ポンプを水以外の流体で使用する場合は、比重と比重を考慮する必要があります。これは、重量がポンプの仕事量に直接影響するためです。
遠心ポンプの長所と短所
利点:
以下は、さまざまな用途における遠心ポンプの利点です。
- 遠心ポンプは、大量の流体移送に適しています。これが、水、化学薬品、軽油の移送によく使用される理由です。これは、多額の送金が頻繁に行われるためです。
- デザイン、機能、メカニズムのシンプルさ。遠心ポンプはバルブとピストンを必要とせず、それらの可動部品は最小限です。
- 遠心ポンプは比較的コンパクトです。このコンセプトにより、ポンプは多くのスペースを取りません。これが、遠心ポンプが広く使われている理由の 1 つだと思います。
短所:
遠心ポンプには大きな利点がありますが、それでもいくつかの制限があります。以下は、さまざまな用途における遠心ポンプの欠点です。
- システムの正味吸引ヘッド (NPSH) が低すぎます。これはキャビテーションとして知られています。
- 懸濁物質によって悪化する可能性のあるインペラーの摩耗
- 流体の特性により、ポンプ内で腐食が発生する可能性があります。
- 流量が少ないと過熱の原因になります。
- 回転軸に沿った漏れ
- 遠心ポンプを作動させるには、ポンプとして液体を充填する必要があります。それ以外の場合、素数の不足が発生します。
- 粘性流体は使用できません
- 急増
- 非常に高揚程のアプリケーションには、遠心ポンプは適していません。
結論
遠心ポンプは、今日広く使用されている優れたポンプであり、いくつかの制限はまだありますが、さまざまな利点があります。しかし、ポンプは依然としてさまざまな分野でのポンピングに最適です。ケーシングとインペラーを使用して動作します。この記事では、遠心ポンプの定義、アプリケーション、機能、コンポーネント、分類、および種類について調べました。このポンプを選択する前に考慮すべき要素も調べました。遠心ポンプの長所と短所についても説明しました。
この投稿から多くのことを学んでいただければ幸いです。そうであれば、他の技術系学生と共有してください。読んでくれてありがとう！またね。
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