Pumpar

Pumpar

Pumpar används för att transportera eller cirkulera vätska. En vätska som ska cirkuleras i ett slutet rörsystem, behöver energi för att övervinna friktionsförlusterna i rörledningen, annars kommer ingen cirkulation att uppstå och vätskan kommer stå stilla i röret. Energin som behöver tillföras är tryck, den minsta energinivån som krävs att vi tillför, motsvarar ett tryck som är lika stort som rörströmningsförlusten dvs. friktionen.

Energin tillför vi ofta genom att koppla en drivmotor till en pump. Man kan också tänka sig att värma vätskan eller gasen i en tank eller tillföra ett högre tryck i tanken för att skapa ett högre drivtryck men i ett cirkulerande system innebär det vissa begränsningar, dessutom är det bekvämt att omvandla elenergi till hydraulisk energi för att uppnå målet att cirkulera vätskan. Elmotorn omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi – eller vridmoment, vridmomentet överförs sedan till pumpaxeln via en koppling och pumpens hydrauliska del (pumphjul och volut om vi har en centrifugalpump som exempel) omvandlar vridmomentet till hydraulisk energi i form av tryck och flöde.

Friktionen mellan vätskan och röret ökar ju större hastighet vätskan har genom röret, vill vi öka flödet genom röret behöver vi alltså tillföra mer energi dvs. skapa ett högre tryck eftersom motståndet ökar, ett dynamiskt motstånd som vi omvandlar från tryck till meter-vätske-pelare (mvp) och vi kallar detta för dynamisk uppfordringshöjd.

I det andra fallet, dvs. pumpar för transport av vätska, tillkommer ofta ytterligare en komponent som vi kallar statisk uppfordringshöjd. Det är helt enkelt höjdskillnaden mellan ytan hos den vätskan som ska flyttas (den vi tömmer) och den tänkta ytan eller höjden på den volym som vi fyller. Om skillnaden mellan dessa båda är 10 meter så är den statiska lyfthöjden (uppfordringshöjden) 10m.

Har vi en friktionsförlust i rörledningarna vid ett specifikt flöde på t.ex. 10m blir alltså vårt totala motstånd dels 10 meter friktionsförlust plus 10 meter uppfordringshöjd dvs. pumpens totala arbete eller den minsta tillförda energi behöver motsvara 20 meter uppfordringshöjd för att klara önskat flöde.

Pumpkurva och systemkurva

För centrifugalpumpar gäller att deras hydrauliska prestanda definieras som dess förmåga att lyfta vätska i förhållande till flöde vilket presenteras som en kurva, pumpkurvan. Motståndet (dynamiskt och statiskt) kan också uttryckas som en kurva med samma komponenter, dvs. när flödet ökar så ökar friktionen alltså mottrycket som översätts till uppfordringshöjd – det kallas systemkurva. Hur mycket vätska som kommer flöda i systemet beror på var kurvorna skär varandra, vi kallar skärningspunkten för driftspunkt.

Om vätskan ska flyttas 100 eller 200 meter horisontellt säger alltså ingenting om den energi som krävs för att pumpar ska klara arbetet. Det beror i detta fallet på rörens beskaffenhet och mängden av vätska (samt vätskans egenskaper).

Vätskans egenskaper bestämmer vilken typ av pump vi ska välja. Vi delar upp pumpar i två huvudgrupper, förträngningspumpar och centrifugalpumpar.