Tốc độ cụ thể của bơm ly tâm
Tốc độ cụ thể là một khái niệm được phát triển cho tuabin nước vào năm 1915, sau đó được áp dụng cho máy bơm ly tâm (Stepanoff, 1948). Tốc độ cụ thể là một cách để “bình thường hóa” hiệu suất của các máy thủy lực này.
Phương trình thường được sử dụng cho tốc độ cụ thể như sau:
Khi tôi lần đầu tiên được giới thiệu về tốc độ cụ thể, tôi phải thừa nhận là không mấy ấn tượng. Đối với tôi, khái niệm này có thể hữu ích cho các nhà thiết kế máy bơm, nhưng tôi không thấy giá trị gì đối với người dùng cuối. Sau đó, tôi biết rằng khái niệm này rất cần thiết đối với nhà thiết kế, và - bởi vì nó chỉ ra hình dạng của đường cong đầu, công suất và hiệu quả và hiệu suất tối đa có thể đạt được - nó cũng có giá trị đối với người dùng cuối.
Một trong những định nghĩa về tốc độ cụ thể là tốc độ mà một máy bơm được mô hình hóa sẽ chạy để tạo ra một đầu chân khi bơm một gallon mỗi phút, nhưng tôi thấy định nghĩa đó thật khó hiểu.
Tôi thích nghĩ về nó như một số chỉ mục. Ở châu Âu, tốc độ cụ thể đôi khi được gọi là "số hình dạng", và tôi thích tên đó hơn. Nó chỉ ra hình dạng của các đường cong hiệu suất và cũng xác định ở mức độ lớn, hình dạng biên dạng của bánh công tác.
Bánh công tác với tốc độ riêng thấp có cấu tạo mỏng (các tấm vải liệm gần nhau) và đường kính ngoài (OD) lớn so với đường kính mắt. Bánh công tác có tốc độ riêng cao có cấu hình béo (các tấm vải che cách xa nhau) và có đường kính mắt gần với kích thước OD hơn của bánh công tác.
Hình 1 giúp minh họa khái niệm. Biểu đồ được phát triển cách đây nhiều năm bởi Tập đoàn Worthington và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Lưu ý rằng các giá trị của tốc độ cụ thể, theo đơn vị của Hoa Kỳ, được lập bảng dọc theo cuối biểu đồ. Các hình vẽ nhỏ bên dưới biểu đồ hiển thị cấu hình của các cánh quạt tương ứng với các số tốc độ cụ thể.
Hình 1
Các đường cong hiệu suất nhỏ trên đỉnh của đồ thị minh họa các hình dạng điển hình của các đường biểu diễn tương ứng với các giá trị của tốc độ cụ thể. Lưu ý rằng các máy bơm có tốc độ cụ thể thấp có đường cong đầu phẳng, đôi khi hơi rũ xuống khi tắt (công suất bằng không). Sự rủ xuống như vậy không làm cho máy bơm hoạt động không ổn định. Đường cong sức mạnh là dốc. Nó tăng đáng kể từ khi tắt máy đến điểm hiệu quả tốt nhất (BEP).
Trong khoảng giữa của các giá trị NS, đường cong đầu liên tục tăng đến khi tắt, và đường cong công suất ít thay đổi từ khi tắt sang BEP. Khi NS vượt quá khoảng 5.000, độ dốc của đường cong công suất đảo ngược, với giá trị lớn nhất là lúc tắt và đường cong đầu rất dốc, với giá trị tắt gấp ba lần giá trị BEP. (Đừng bắt đầu một trong những kẻ này khi van xả đã đóng.)
Nguồn gốc
Đối với những người muốn xem một nguồn gốc của NS, những điều sau đây được cung cấp. Tôi sử dụng cái được gọi là “luật mô hình” hoặc “luật mẫu” hoặc “luật bao thanh toán”. “Luật” này được sử dụng khi một nhà thiết kế muốn “mô hình hóa” một máy bơm với một kích thước khác.
Kết quả là tốc độ cụ thể. Khi một máy bơm được mô phỏng từ máy bơm khác, cả hai máy bơm có cùng tốc độ cụ thể.
Làm cho nó trở nên đơn nhất
Người ta thường nói rằng tốc độ cụ thể là không có đơn vị, nhưng nó thông thường thì không. Ở Mỹ, với các đơn vị trên, nó không phải là đơn vị. Tuy nhiên, nó có thể được làm không đơn vị bằng cách chuyển đổi tốc độ sang radian / giây, công suất thành feet khối / giây và bằng cách nhân phần đầu với hằng số hấp dẫn “g”.
Các giá trị NS trên đồ thị Worthington chạy từ 500 đến 15.000. Các giá trị sẽ như thế nào nếu chúng ta chuyển đổi thành các số không có đơn vị? Chúng ta phải chia N cho 9,55 để chuyển đổi sang radian / giây. Q phải chia cho 449 để chuyển thành ft3 / giây và H phải nhân với 32,2.
Có bất kỳ ý nghĩa nào đối với hiệu suất tối đa xảy ra khi NS không có đơn vị là 1,0 không? Tôi không biết, nhưng nó chắc chắn có vẻ như là một sự trùng hợp hạnh phúc.
Người giới thiệu
Stepanoff, AJ, Máy bơm dòng ly tâm và hướng trục, John Wiley & Sons, New York, 1948.
Stepanoff, AJ, Máy bơm và Máy thổi - Dòng chảy hai pha, John Wiley & Sons, New York, 1965.
Ghi chú
Tuabin phản ứng, về cơ bản, chỉ là một máy bơm ly tâm chạy ngược, với chất lỏng được đẩy ngược lại qua nó.
Nếu đó là cánh quạt hút đôi, không chia cho 2. Với tốc độ hút cụ thể, chúng tôi chia công suất cho 2, nhưng không chia cho tốc độ cụ thể (xả)