Pompy i sprężarki

Rodzaje pomp
Ze względu na sposób przekazywania energii do cieczy pompy dzielimy na:
• wyporowe
• wirowe
• strumieniowe
• próżniowe
Pompy wyporowe
W pompach tych na ciecz zamkniętą w cylindrze (korpusie) pompy jest wywierany nacisk
organu roboczego, tłoka lub rotora, w czego wyniku ciecz zwiększa energię ciśnienia,
wydatkowaną następnie na drodze przepływu. Wymaga to oddzielenia przestrzeni ssawnej od
tłocznej, co realizujemy za pomocą co najmniej jednego zaworu. Ciśnienie takiej pompy jest
teoretycznie nieograniczone, co wiąże sie z ograniczonym zakresem dławienia wywołanego
przez nią przepływu.
Pompy wyporowe dzielimy na tłokowe i rotacyjne.
Pompy tłokowe realizują ruch posuwisto-zwrotny tłoka, nurnika lub membrany.
Pompy wyporowe charakteryzuje wysokość ssania Hs wyrażona w metrach słupka cieczy.
Pompy tłokowe można podzielić na:
• jednostronnego działania
• dwustronnego działania
• nurnikowe
• membranowe
W pompach rotacyjnych kształt tłoka oraz ruch cieczy w korpusie jest rotacyjny. Dzięki temu
jest bardziej wyrównany niż w pompach z ruchem posuwisto-zwrotnym.
Rotor mogą stanowić koła zębate, krzywki lub bębny. Mogą być też stosowane łopatki.
Pompy wirowe
Organem roboczym jest w nich wirnik, który zanurzony w cieczy zamkniętej w korpusie pompy
wywiera na nią nacisk i wprowadza w ruch obrotowy. Ciecz uzyskuje energię kinetyczną, którą
zamienia na energię ciśnienia w wylocie pompy – dyfuzorze. Przepływ cieczy przez pompę
wirowa może być promieniowy – odśrodkowy, osiowy lub złożony. Dławienie przepływu nie
stwarza niebezpieczeństwa gwałtownego wzrostu ciśnienia. Mają większą wydajność od pomp
wyporowych.
Dzielimy je na:
• odśrodkowe (ciecz wpływa osiowo do wirnika, odpływa na zewnątrz wirnika)
• diagonalne (ciecz wpływa osiowo do wirnika, odpływa pod kątem)
• osiowe (śmigłowe)
Wydajność pomp wirowych.
Wydajność pomp wirowych zależy od przekroju swobodnego wirnika dla przepływu cieczy,
prędkości promieniowej cieczy i współczynnika strat objętościowych w obrębie pompy.
Wysokość podnoszenia H jest równa:
H = Hg + (p2 – p1)/ρg + Z
gdzie:
Hg – geometryczna wysokość podnoszenia cieczy
Z – suma oporów przewodu ssącego i tłoczącego
p1, p2 – ciśnienia w poszczególnych zbiornikach
Moc użyteczna przekazana pompowanej cieczy:
Pużyt = Qvρ g H
[W]
Gdzie:
N – zapotrzebowanie mocy,
H – wysokość tłoczenia.
Pompy strumieniowe
Pompy te wykorzystują zjawisko Venturiego do ssania lub tłoczenia. Na skutek zmiany pola
przekroju dla przepływu następuje zamiana energii płynu z energii ciśnienia na kinetyczną.
Podczas wypływu z dyszy 1 czynnika roboczego jego prędkość liniowa wzrasta a ciśnienie
maleje. Powoduje to zassanie płynu z przewodu 2, wymieszanie z czynnikiem roboczym w dyszy
4 i wlot do dyfuzora, w którym ciśnienie tej mieszaniny wzrasta wypychając płyn na zewnątrz.
Pompy próżniowe
Służą one do usuwania gazów i par z przestrzeni zamkniętej. Ciśnienie w tej przestrzeni spada.
Jednocześnie spada wydajność pompy.
Stosuje się pompy próżniowe olejowe, molekularne, strumieniowe ejekcyjne i dyfuzyjne.
Sprężarki
Sprężarki stosujemy w celu sprężenia gazu, to jest zmniejszenia jego objętości w celu
wykorzystania energii jego ciśnienia do wykonania pracy lub przesłania gazu na odległość.
Sprężarki możemy podzielić na:
• wyporowe (kompresory) – sprężają małe strumienie gazów do wysokich ciśnień
• wirowe (zaliczamy do nich wentylatory) – sprężają szerokie strumienie gazów do
niewielkich ciśnień
Stosunek ciśnienia tłoczenia do ciśnienia ssania
określamy jako stopień sprężenia lub spręż.
ε = pt/pS
Sprężarki wyporowe
Pracują na podobnej zasadzie jak pompy wyporowe.
Możemy je podzielić na:
• tłokowe
• rotacyjne
• membranowe
Sprężarki wirowe
Sprężarki o układzie wielostopniowym nazywamy turbosprężarkami.
Dobór sprężarki
Przy doborze uwzględniamy:
• wielkość strumienia sprężonego gazu,
jego właściwości i wymagany spręż
• charakterystykę sieci gazu sprężonego
• zapotrzebowanie mocy
• warunki lokalizacyjne i inne.
Literatura:
J.Warych „Aparatura chemiczna i procesowa” Oficyna Wydawnicza Pol. Warsz. Warszawa 1996