pumphandboken_kapitel03

Sida 2

sidokanalpumpen arbetar efter samma princip. den har pumphjulet centriskt placerad och åstadkommer de under varvet varierande instängda delvolymerna genom att vätskeringen delvis tillåts att vandra ut i kanaler i pumphusets sidoväggar. sidokanalernas djup varierar under varvet. vätskeringpumpar är självsugande. förträngningspumpar arbetar med innestängda vätskevolymer, som tvingas framåt i pumpriktningen och som trängs eller trycks ut vid pumputloppet. den äldsta och kanske mest typiska förträngningspumpen är kolvpumpen. för varje kolvslag pressas en viss vätskevolym ut ur cylindern. är antalet kolvslag per tidsenhet känt, så är också volymströmmen känd. kolvpumpen tillhör den undergrupp bland förträngningspumparna, som arbetar med en fram- och återgående rörelse. den andra undergruppen utgöres av de roterande förträngningspumparna. hit hör exempelvis kugghjulspumpen där vätskan transporteras i kuggluckorna och där tryckskillnaden upprätthålls bl a genom tätningen i kuggingreppet. andra exempel på roterande förträngningspumpar är skruvpumpar, vingpumpar, slangpumpar etc. figur 3.2 exempel på förträngningspumpar förträngningspumpar leverar en volymström, som bortsett från läckage och eventuell komprimering av vätskan är oberoende av trycket vid pumpens utlopp. normalt ökar emellertid det inre läckaget med ökande mottryck, varför volymströmmen i verkligheten minskar något då utloppstrycket ökar. som exempel på pumpar ur huvudgruppen "övriga pumpar" har strålpumpen och pitotrörspumpen utvalts. i strålpumpens dysa, där hastigheten hos det drivande mediet ökar, sjunker det statiska trycket. det pumpade mediet sugs in och blandas med det drivande. den gemensamma vätskeströmmens hastighet nedbringas och det statiska trycket ökas i strålpumpens diffusor. strålpumpen används bl a som vakuumpump och är självsugande. figur 3.4 exempel på pumpar ur huvudgruppen ?övriga pumpar?. pitotrörspumpens roterande hus accelererar den inströmmande vätskan till hög hastighet. vid det stillastående pitotrörets mynning råder ett högt statiskt tryck, som skapats dels av centrifugalkraftverkan och dels av uppbromsningen av vätskan framför pitotröret. avsevärda tryck (av storleksordningen 10-talet mpa) kan åstadkommas på detta sätt. i efterföljande avsnitt i detta kapitel kommer pumpar inom de angivna huvudgrupperna att ges en mer detaljerad behandling med avseende på teoretiska aspekter, utförandeformer, driftsegenskaper och användningsområden. avsikten är att skapa en välmotiverad grund för val av rätt pump för en given arbetsuppgift. transportuppgiften definieras av vätskeegenskaper, volymflöde och uppfordringshöjd, samt av allmänna förutsättningar som exempelvis uppställning, sugförmåga, hygien etc. 19

Sida 3

3.2 turbopumpars grunder uppfordringshöjd i gamla tider användes pumpar nästan uteslutande för att transportera vatten från en lägre till en högre nivå, t ex i en gruva eller i en bevattningsanläggning. det var då praktiskt att använda begreppet uppfordringshöjd som mått på pumpens prestationsförmåga. trots att pumpar numera i stor utsträckning används för ändamål, där mediets höjdlägesändring är av underordnad betydelse, har begreppet uppfordringshöjd levt kvar. den process, som äger rum då vätskan passerar pumpen, är adiabatisk, dvs värmeutbytet mellan det pumpade mediet och omgivningen är så litet att det kan försummas. lika mycket massa passerar per tidsenhet in och ut genom pumpen, ty det yttre läckaget är normalt försumbart vid sidan om massflödet genom pumpen. för en sådan process lyder energiekvationen för stationär strömning räknad per massenhet pumpat medium och med beteckningar enligt figur 3.5. ekv. 3.1 figur 3.5 pumpbeteckningar uttryckt i ord säger energiekvationen: det tekniska arbetet it som tillföres via pumpaxeln, orsakar hos mediet en ökning av den inre energin (u), en ökning av statiska trycket (termen p/?), en ökning av rörelseenergin (c2/2) och en ökning av lägesenergin (gh). önskvärt är att så stor del som möjligt av det tillförda axelarbetet resulterar i en statisk tryckökning hos vätskan. rörelseenergi och lägesenergi kan i princip helt omvandlas till statiskt tryck. ökningen av den inre energin är svårare att nyttiggöra. den svarar mot en onödig, icke önskad temperaturhöjning hos mediet och räknas som en förlust. mot denna bakgrund definieras pumpens uppfordringshöjd h som den nyttiga delen av vätskans tillståndsförändring mätt i meter vätskepelare. ekv 3.2 20