Jak działa odśrodkowa pompa szlamowa?

Podobnie jak większość pomp, pompa odśrodkowa przekształca energię mechaniczną silnika w energię poruszającego się płynu; część energii przechodzi w energię kinetyczną ruchu płynu, a część w energię potencjalną, reprezentowaną przez ciśnienie płynu lub przez podniesienie płynu wbrew grawitacji na wyższy poziom.

Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zobacz Sprężarka odśrodkowa.
Przeniesienie energii z mechanicznego obrotu wirnika na ruch i ciśnienie płynu jest zwykle opisywane w kategoriach siły odśrodkowej, zwłaszcza w starszych źródłach pisanych przed współczesną koncepcją siły odśrodkowej jako siły fikcyjnej w wirującym układzie odniesienia. dobrze wyartykułowany. Pojęcie siły odśrodkowej nie jest w rzeczywistości wymagane do opisania działania pompy odśrodkowej.

W nowoczesnej pompie odśrodkowej większość konwersji energii jest spowodowana siłą zewnętrzną, którą zakrzywione łopatki wirnika wywierają na płyn. Niezmiennie część energii popycha również płyn w ruch okrężny, a ten ruch okrężny może również przenosić pewną energię i zwiększać ciśnienie na wylocie. Zależność między tymi mechanizmami została opisana, z typową mieszaną koncepcją siły odśrodkowej, znaną w tamtym czasie, w artykule z 1859 roku na temat pomp odśrodkowych, uzyskując w ten sposób prostszą metodę niż ta właśnie podana przy ogólnej koncepcji sposobu działania zewnętrznego wiru w celu poprawy wydajności pompy odśrodkowej, należy tylko wziąć pod uwagę, że masa wody obracająca się w komorze wirowej wokół obwodu koła musi koniecznie wywierać siłę odśrodkową i że ta siła odśrodkowa może łatwo przypuszczać, że sumuje się do zewnętrznej siły wytwarzanej w kole; lub innymi słowy, aby zwiększyć siłę pompowania koła. Siłę zewnętrzną wytwarzaną w kole należy rozumieć jako wytwarzaną w całości przez środek siły odśrodkowej, jeżeli łopatki koła są proste i promieniowe; ale jeśli są zakrzywione, jak to jest częściej w przypadku, siła zewnętrzna jest częściowo wytwarzana przez środek siły odśrodkowej, a częściowo przykładana przez łopatki do wody jako promieniowa składowa skośnego ciśnienia, które w konsekwencji ich pod kątem do promienia, działają na wodę, gdy porusza się ona wzdłuż nich na zewnątrz. W tym temacie dobrze jest zauważyć, że podczas gdy ilość wody przepuszczanej przez daną pompę z zakrzywionymi łopatkami jest doskonale zmienna dla przyjemności, im mniejsza jest ilość, tym bardziej zbliżona będzie siła generowana w kole do wypychania wody na zewnątrz. stanie się siłą czysto odśrodkową, a im bardziej pompa stanie się dokładnie tym, na co wskazuje jej zwykle nazwa - pompą czysto odśrodkową. Gdy jednak pompa odśrodkowa z łopatkami wygiętymi do tyłu w takich formach, jakie są zwykle używane w dobrze skonstruowanych przykładach maszyny, jest napędzana z prędkością znacznie wyższą, która jest wymagana jedynie do pokonania ciśnienia wody i spowodowania podnoszenia lub napędu aby rozpocząć, składowa promieniowa siły przyłożonej do wody przez łopatki będzie znaczna, a woda opuszczająca obwód koła będzie miała prędkość mniejszą niż prędkość obwodu koła w stopniu mającym pewne realne znaczenie w ćwiczyć.

Stwierdzenie „masa wody… musi koniecznie wywierać siłę odśrodkową” można interpretować w kategoriach reaktywnej siły odśrodkowej - siła ta nie jest siłą zewnętrzną działającą na wodę, ale raczej siłą zewnętrzną wywieraną przez wodę na obudowę pompy (spirala) i na wodzie w rurze wylotowej. Ciśnienie wylotowe jest odzwierciedleniem ciśnienia, które wywiera siłę dośrodkową, która zakrzywia ścieżkę wody, aby poruszać się kołowo wewnątrz pompy (w przestrzeni tuż na zewnątrz wirnika, zewnętrzny wir, jak nazywa to autor). Z drugiej strony, stwierdzenie, że „siłę zewnętrzną wytworzoną w kole należy rozumieć jako wytwarzaną w całości przez środek siły odśrodkowej” najlepiej rozumieć w kategoriach siły odśrodkowej jako siły fikcyjnej w ramach odniesienia wirujący wirnik; rzeczywiste siły działające na wodę są skierowane do wewnątrz lub dośrodkowe, ponieważ jest to kierunek siły potrzebny do poruszania wody w kółko. Siła ta jest dostarczana przez gradient ciśnienia, który jest tworzony przez obrót, przy czym ciśnienie na zewnątrz, przy ściance spirali, może być traktowane jako reaktywna siła odśrodkowa. Jest to typowe dla pisarstwa XIX i początku XX wieku, łącząc te koncepcje siły odśrodkowej z nieformalnymi opisami efektów, takich jak w pompie odśrodkowej.


Czas postu: Sty-23-2021