Nel campo delle macchine a fluido, pompe a flusso misto epompe centrifughesono due tipi comuni di pompe. Svolgono ruoli importanti in molti campi industriali e civili. Comprendere le loro differenze essenziali è fondamentale per selezionare e utilizzare correttamente questi dispositivi.
1, Differenze strutturali
(1) Struttura della girante
Pompa a flusso misto
La forma della girante di una pompa a flusso misto è tra quella di una pompa centrifuga e quella di una pompa a flusso assiale. Le sue pale sono ritorte, sia con l'estensione radiale delle pale delle pompe centrifughe che con l'estensione assiale delle pale delle pompe a flusso assiale. Questa forma della pala fa sì che il fluido della pompa a flusso misto sia soggetto sia a forze centrifughe che assiali durante il funzionamento. Ad esempio, alcune comuni giranti di pompe a flusso misto hanno angoli di posizionamento dell'uscita delle pale generalmente compresi tra 20 gradi e 60 gradi, che possono influire sulle caratteristiche prestazionali della pompa a flusso misto.
Le pale della girante delle pompe centrifughe sono generalmente radiali o curve all'indietro. Le pale generano principalmente forza centrifuga, che proietta il fluido dal centro della girante verso il bordo della girante. L'angolo di posizionamento dell'uscita della pala della girante della pompa centrifuga è generalmente maggiore di 90 gradi e alcuni addirittura vicino a 180 gradi, il che consente al fluido di ottenere una grande forza centrifuga nella girante.
(2) Struttura del corpo pompa
Pompa a flusso misto
Il corpo pompa delle pompe a flusso misto è prevalentemente una struttura a voluta, ma rispetto alla voluta delle pompe centrifughe, la sua area della gola è più ampia. Questa struttura aiuta a bilanciare meglio le forze radiali e assiali durante il flusso del fluido, adattandosi anche alle caratteristiche del flusso del fluido sia radiale che assiale nelle pompe a flusso misto. Inoltre, l'ingresso e l'uscita delle pompe a flusso misto sono solitamente sullo stesso asse o presentano un certo angolo per adattarsi alle diverse esigenze di installazione e funzionamento.
Anche il corpo pompa delle pompe centrifughe è prevalentemente una struttura a voluta, ma l'area della gola è relativamente piccola. L'ingresso di una pompa centrifuga si trova solitamente sul lato del corpo della pompa e l'uscita si trova sulla parte superiore o laterale del corpo della pompa, il che è diverso dalla disposizione delle tubazioni di ingresso e di uscita di una pompa a flusso misto.
2, Differenze nei principi di funzionamento
(1) Principio di funzionamento della pompa a flusso misto
Conversione energetica
Quando una pompa a flusso misto è in funzione, la girante ruota per azionare il movimento del fluido. A causa della forma attorcigliata delle pale, il fluido subisce un effetto combinato di forze centrifughe e assiali nella girante. La forza centrifuga fa sì che il fluido si sposti verso il bordo della girante, mentre la forza assiale spinge il fluido a fluire nella direzione assiale. Durante questo processo, aumentano sia l'energia cinetica che l'energia di pressione del fluido. Man mano che il fluido scorre dal centro verso il bordo della girante, la sua velocità aumenta gradualmente e anche la pressione aumenta gradualmente.
Traiettoria del flusso
La traiettoria del flusso del fluido in una pompa a flusso misto è un flusso obliquo tra le direzioni radiale e assiale. Dopo essere entrato nella girante dall'ingresso, il fluido scorre lungo il canale inclinato della pala. Quando fuoriesce dalla girante, ci sono componenti di velocità sia radiale che assiale.
(2) Principio di funzionamento della pompa centrifuga
Conversione energetica
Le pompe centrifughe si affidano principalmente alla forza centrifuga generata dalla rotazione della girante per funzionare. Quando la girante ruota ad alta velocità, il fluido viene proiettato verso il bordo della girante sotto l'azione della forza centrifuga. Durante questo processo, la velocità del fluido aumenta e anche la pressione aumenta di conseguenza. Le pompe centrifughe convertono principalmente l'energia meccanica immessa dalla girante in energia cinetica e energia di pressione del fluido, con l'aumento dell'energia cinetica che rappresenta una grande proporzione, e quindi convertono l'energia cinetica in energia di pressione attraverso componenti come la voluta.
Traiettoria del flusso
La traiettoria del flusso del fluido all'interno di una pompa centrifuga è radiale. Il fluido viene lanciato dal centro della girante verso il bordo della girante, per poi cambiare gradualmente direzione lungo il canale a voluta del corpo pompa, fuoriuscendo dalla bocca di uscita.
3, Differenze nelle caratteristiche prestazionali
(1) Caratteristiche di portata e prevalenza
Pompa a flusso misto
La portata delle pompe a flusso misto è relativamente elevata, generalmente compresa tra 100 e 10.000 metri cubi all'ora, a seconda del modello e delle specifiche della pompa. Il suo raggio d'azione è relativamente ristretto, solitamente tra 10 e 100 metri. La curva della prevalenza di una pompa a flusso misto è relativamente piatta e, entro un certo intervallo di prevalenza, l'impatto delle variazioni di flusso sulla prevalenza è relativamente piccolo.
Anche il campo di portata delle pompe centrifughe è molto ampio e va da pochi metri cubi orari a migliaia di metri cubi orari. La gamma di prevalenza delle pompe centrifughe è ampia e va da pochi metri a diverse centinaia di metri. La curva di prevalenza di una pompa centrifuga presenta generalmente una forma a gobba, con rendimento elevato in prossimità del punto di funzionamento ottimale. Dopo aver deviato dal punto di funzionamento eccellente, l'efficienza diminuirà rapidamente.
(2) Efficienza
Pompa a flusso misto
Le pompe a flusso misto hanno un'efficienza maggiore in condizioni di flusso medio e prevalenza elevata. Per le caratteristiche della sua struttura e del principio di funzionamento, le pompe a flusso misto sono in grado di convertire efficacemente l'energia in ingresso nell'energia effettiva del fluido quando si tratta di portate elevate e determinati requisiti di prevalenza, con un'efficienza che generalmente raggiunge circa il 70% -85%.
Anche l'efficienza delle pompe centrifughe nella zona ad alta-efficienza è relativamente elevata e in genere raggiunge circa l'80%-90%. Ma quando la portata e la prevalenza si discostano dal punto di funzionamento ottimale, l’efficienza diminuisce rapidamente. Ad esempio, quando la portata è inferiore al 50% del punto di funzionamento ottimale, l'efficienza della pompa centrifuga potrebbe scendere al di sotto del 50%.
(3) Prestazioni di cavitazione
Pompa a flusso misto
Le prestazioni di cavitazione delle pompe a flusso misto sono relativamente scarse. A causa dell'elevata portata di ingresso e dell'ampio angolo di ingresso della pala delle pompe a flusso misto, è probabile che si verifichi cavitazione all'ingresso della pala. Soprattutto in condizioni di bassa prevalenza e flusso elevato, i problemi di cavitazione sono più gravi.
Le prestazioni di cavitazione delle pompe centrifughe sono relativamente buone. L'angolo di ingresso delle pale della pompa centrifuga è relativamente piccolo e la portata di ingresso è relativamente lenta, il che può ridurre in una certa misura il verificarsi di cavitazione. Tuttavia, le pompe centrifughe possono anche presentare problemi di cavitazione in alta quota, ad alta temperatura o in condizioni di scarsa aspirazione.
4, differenza nell'ambito dell'applicazione
(1) Ambito di applicazione della pompa a flusso misto
Ingegneria idraulica
Le pompe a flusso misto sono ampiamente utilizzate nell'ingegneria dell'irrigazione e del drenaggio. Ad esempio, nei sistemi di irrigazione agricola su larga-scala, le pompe a flusso misto possono sollevare l'acqua dalla sorgente a una posizione più elevata e quindi trasportarla in vari terreni agricoli attraverso i canali. In termini di drenaggio, le pompe a flusso misto possono essere utilizzate per rimuovere i ristagni idrici, soprattutto nelle aree con terreno relativamente pianeggiante. Le pompe a flusso misto possono scaricare efficacemente l'acqua accumulata.
Approvvigionamento idrico urbano
Nei progetti di presa e deviazione dell'acqua grezza di alcune città, le pompe a flusso misto possono essere utilizzate anche per trasportare l'acqua dalla fonte agli impianti di trattamento dell'acqua o alle reti di approvvigionamento idrico urbano. Soprattutto quando sono necessarie una portata elevata e una prevalenza moderata, una pompa a flusso misto è una scelta più economica.
(2) Ambito di applicazione della pompa centrifuga
Settore industriale
Le pompe centrifughe sono ampiamente utilizzate in settori quali quello chimico, petrolifero ed energetico. Nell'industria chimica, le pompe centrifughe possono essere utilizzate per trasportare vari mezzi chimici come acidi, basi, soluzioni saline, ecc. Nell'industria petrolifera, le pompe centrifughe possono essere utilizzate per processi come il trasporto di petrolio greggio e l'iniezione di acqua. Nell'industria energetica, le pompe centrifughe possono essere utilizzate per fornire acqua di raffreddamento in circolazione, ecc.
Campo edile
Le pompe centrifughe svolgono un ruolo importante nella costruzione di sistemi di approvvigionamento idrico e di drenaggio. Ad esempio, nel sistema di approvvigionamento idrico dei grattacieli, le pompe centrifughe possono sollevare l'acqua dalla piscina al livello più basso al serbatoio dell'acqua del grattacielo per soddisfare le esigenze idriche degli utenti. Nel sistema antincendio, le pompe centrifughe sono anche importanti apparecchiature di approvvigionamento idrico in grado di fornire volume e pressione d'acqua sufficienti in caso di incendio.
In sintesi, esistono differenze essenziali tra le pompe a flusso misto e le pompe centrifughe in termini di struttura, principio di funzionamento, caratteristiche prestazionali e ambito di applicazione. Nelle applicazioni pratiche, è necessario scegliere una pompa a flusso misto o una pompa centrifuga ragionevolmente in base a condizioni operative specifiche come portata, prevalenza, proprietà del liquido e altri fattori. Per situazioni con portate elevate, prevalenza media e requisiti non particolarmente elevati di prestazioni di cavitazione, le pompe a flusso misto sono una buona scelta; Per condizioni di lavoro con un'ampia gamma di portata e prevalenza, requisiti di alta efficienza e sensibilità alle prestazioni di cavitazione, le pompe centrifughe presentano maggiori vantaggi.
