PROFILPELAJAR.COM

Ei sentrifugalpumpa brukar eit roterande skovlhjul utstyrt med krumma blad.

Ei sentrifugalpumpa er ei strøymingspumpa som nyttar eit roterande skovlhjul (òg kalla impeller eller løpehjul) for å auka trykket i væska eller gass. Sentrifugalpumper vert ofte brukte for å transportera væsker i røyr, og det er den mest brukte pumpetypen i prosessindustrien. Denne typen pumper er relativt billege, og har stor leveringsmengd i høve til pumpestorleiken. Sentrifugalpumpa verkar ved at skovlhjulet får væska til å rotera, slik at sentrifugalkrafta pressar væska ut mot veggen i pumpehuset. Når væska treffer veggen, vert fartsenergien gjort om til trykkenergi. Trykket pressar så væska ut på utløpssida av pumpa. For at sentrifugalpumpa skal fungera, må det vera eit visst overtrykk på innløpssida.

Histore

Leonardo da Vinci var kanskje den første som føreslo å bruka sentrifugalkrefter for å flytta på væsker, men den første sentrifugalpumpene ein kjenner til vart bygd i 1689 av Denis Papin.^[1]

Den første sentrifugalpumpa i kommersiell produksjon vart bygd i Sambandsstatane i 1818, og vart kalla The Massachusetts Pump. i 1830 vart det bygd ei pumpa med brukbar effektivitet i New York.

I 1846 starta ein med produksjon av sentrifugalpumper i England. Dei første sentrifugalpumpene hadde rette blad i løpehjulet, men den første engelske produsenten av pumper introduserte krumma blad i 1849^[2]

Ein grunn til at sentrifugalpumper ikkje vart tekne i utstrekt bruk før mot slutten av 1800-talet, er at dei krev ein motor med høgt omdreiingstal for å fungera.^[1]

Oppbygging og verkemåte

Ei sentrifugalpumpa er samansett av eit eller fleire roterande løpehjul som er plasserte inni eit stasjonært pumpehus som gjerne vert kalla snigelhus eller, på engelsk, casing. Ein drivaksling går gjennom senter av løpehjulet og ut gjennom pumpehuset til ein motor. Det er vanleg å ha berre eitt løpehjul, men fleire løpehjul kan nyttast dersom ein treng høgare utløpstrykk. Pumper med fleire løpehjul vert kalla fleirtrinns sentrifugalpumper. På akslingen er det også ofte ein pakkboks og eitt eller fleire kulelager.^[3]

Innløpet til pumpa er i senter av løpehjulet, med røyrinnføring midt i pumpehuset. Innløpet i ei sentrifugalpumpa vert kalla sugesida. Dette kan vera eit misvisande namn, fordi sentrifugalpumper vanlegvis ikkje kan suga inn fluidet. For at sentrifugalpumpa skal fungera, treng ho eit visst trykk på sugesida. Dette trykket vert kalla NPSH (Net Pressure Suction Height). NPSH er ei opplysning som vert oppgjeven i spesifikasjonane til pumpa.^[4]

Løpehjulet er sett saman av ei rekkje krumma blad (skovlar), og fluidet som kjem inn i senter av hjulet vert slynga ut mot periferien av pumpehuset på grunn av sentrifugalkreftene. Det er ei lita klaring mellom pumpehuset og løpehjulet, slik at hjulet kan rotera fritt.

Når fluidet akselererer frå sentrum av løpehjulet ut mot periferien, vert det danna ei sone med lågt trykk midt i løpehjulet. Dette kan ein forklara ved hjelp av Bernoullis prinsipp: Når farten aukar må trykket minka. Når fluidet forlet ytterkantane av løpehjulet, treffer det veggane i pumpehuset. Fluidet misser då farten det hadde utover i radiell retning frå løpehjulet, og den kinetiske energien vert igjen gjort om til trykk i fluidet.^[5]

Utløpet til pumpa, også kalla trykksida, er plassert på periferien til pumpehuset. Det er ofte flensar på innløpet og utløpet, for tilkopling mot røyrsystem.

Sentrifugalpumper vert lett utsette for kavitasjon, fordi trykkfallet i senter av løpehjulet er så stort. Viss trykket i væska fell under væska sitt damptrykk, vil væska danna gassbobler. Når gassboblene klappar saman igjen, kan det skada dei innvendige flatene i pumpa. Det er difor svært viktig at innløpstrykket er stort nok. Luftbobler i væska kan òg føra til kavitasjon.

Kapasiteten til ei sentrifugalpumpa (mengd og trykk) er først og fremst påverka av storleiken til skovlane og omdreiingsfarten til løpehjulet. Andre faktorar, som tal på skovlar og stigning på blada, har ikkje så mykje å seia.^[5]

Fleirtrinns sentrifugalpumper

Ei sentrifugalpumpa med to eller fleire løpehjul, vert kalla ei fleirtrinns sentrifugalpumpa. Løpehjula kan vera monterte på same akslingen, eller på separate akslingar. Fleirtrinns sentrifugalpumper vert brukte for å:^[5]

produsera eit høgt utløpstrykk
levera større mengder

Andre variantar

Aksiale rotodynamiske pumper vert kalla propellpumper. Der er løpehjulet forma som ein propell. Det finst òg variantar som har ein mellomting mellom aksial og radial gjennomstrøyming, dei vert gjerne kalla mixed flow-pumper.^[3]

Sjå òg

Kavitasjon

Kjelder

↑ ^1,0 ^1,1 Abraham Engeda, From the Crystal Palace to the pump room Arkivert 2009-01-15 ved Wayback Machine. (vitja 2010-05-11)
↑ Robert L. Daugherty, Centrifugal Pumps, 1915, ISBN 1443732036 (Google Books)
↑ ^3,0 ^3,1 McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 10th Edition, Volume 3, oppslagsord: Centrifugal Pump, ISBN 0-07-144143-3 (set)
↑ Arnvind S. Roald, Kjemiteknikk I, NTH, 1995
↑ ^5,0 ^5,1 ^5,2 Larry Bachus and Antonio Custodio, Know and understand centrifugal pumps, Elsevier, 2003, ISBN 1856174093