ส่วนที่ 1 - จุดหน้าที่
จุดหน้าที่ของแอปพลิเคชันคืออะไร?
จุดหน้าที่ของการใช้งานคือจุดบนกราฟปั๊มที่ปั๊มทำงาน มันเป็นการรวมกันของอัตราการไหลและหัวสำหรับการใช้งาน อัตราการไหลคือความเร็วที่ของเหลวถูกเคลื่อนย้ายโดยปั๊มผ่านระบบ หน่วยทั่วไปคือ ลิตรต่อนาที ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที และแกลลอนต่อนาที หัวรวมของระบบประกอบด้วยสองส่วน: ปริมาณความสูงที่เรากำลังยกของเหลว (หัวคงที่) และการสูญเสียหัวเมื่อของเหลวเคลื่อนผ่านระบบ (การสูญเสียจากแรงเสียดทาน) เราจะดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดของอัตราการไหลและหัวในส่วนต่อไป
วิธีทั่วไปในการกำหนดอัตราการไหลที่ต้องการ
หากคุณค้นหาวิธีการกำหนดอัตราการไหล คุณจะพบบทความที่อธิบายวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการวัดอัตราการไหลในระบบที่มีอยู่แล้ว นั่นเป็นสิ่งที่ดี แต่เราจะทำอย่างไรเมื่อเรากำลังออกแบบระบบ? ปรากฏว่ามีหลายวิธีในการหาค่าอัตราการไหลที่ต้องการสำหรับระบบของเรา เราจะดูที่สามวิธีการที่ใช้งานได้จริง
วิธีที่ 1: อัตราการถ่ายโอน
ตามที่หัวข้อได้อธิบายไว้ เรากำลังพยายามกำหนดการถ่ายโอนของเหลวในระบบ การใช้งานทั่วไปได้แก่ การถ่ายโอนสารเคมี การระบายน้ำจากบ่อสุม และการปล่อยสารเคมีเสีย การใช้งานเหล่านี้มีสิ่งที่เหมือนกันคือภาชนะที่กำหนดซึ่งเราพยายามที่จะทำให้ว่างเปล่า โดยเรารู้ความจุของภาชนะนั้น
การถ่ายโอนสารเคมี: โดยปกติเราต้องการถ่ายโอนสารเคมีให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่การถ่ายโอนที่เร็วขึ้นจะต้องใช้ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นและปั๊มที่ใหญ่ขึ้น เราจำเป็นต้องกำหนดเวลาที่ต้องการในการถ่ายโอนแล้วคำนวณอัตราการไหลที่จำเป็นเพื่อให้ได้เวลาการถ่ายโอนที่ต้องการ
ตัวอย่างเช่น หากเรามีรถบรรทุกสารเคมีขนาดเล็กที่มีความจุถัง 3000 ลิตร เราต้องการที่จะเสร็จสิ้นการถ่ายโอนสารเคมีในเวลาไม่ถึง 20 นาที ดังนั้นเราจะต้องมีอัตราการถ่ายโอนอย่างน้อย 9000 ลิตรต่อชั่วโมงหรือ 9 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง
วิธีที่ 2: อัตราการหมุนเวียน
การหมุนเวียนของเหลวเป็นการใช้งานปั๊มที่พบบ่อยมาก โดยเฉพาะสำหรับกระบวนการผลิต การใช้งานบางประการรวมถึงการใช้งานการชุบเคลือบ การผสมสารเคมี การกรอง เป็นต้น
การใช้งานการชุบเคลือบ: สมมติว่าคุณมีถังชุบเคลือบที่มีความจุ 2500 ลิตร สมมติว่าคุณต้องการอัตราการหมุนเวียน 6 รอบต่อชั่วโมงเพื่อรักษาคุณภาพการชุบเคลือบของคุณ จากนั้นอัตราการหมุนเวียนของคุณจะเป็น 2500 ลิตร x 6 รอบ/ชั่วโมง หรือ 15 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง
วิธีที่ 3: การบรรลุ/รักษาความดันของระบบ
กระบวนการทางเคมีบางอย่างต้องการรักษาแรงดันจ่ายที่คงที่ เช่น ระบบหัวฉีด ในระบบดังกล่าว ตรวจสอบอัตราการไหลผ่านแต่ละหัวฉีด เช่น หากหัวฉีดต้องการอัตราการไหล 1.5 ลิตรต่อนาที และระบบมีหัวฉีด 50 หัว อัตราการไหลรวมจะเป็น 75 ลิตรต่อนาที
การคำนวณหัวรวมของระบบ
จุดหน้าที่ของปั๊มรวมถึงความจุ (อัตราการไหล) และความดันที่ยังเป็นที่รู้จักในชื่อหัวรวมของระบบ หน่วยการวัดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับความดันได้แก่ psi, kg/m2, bar เป็นต้น หัวจะแสดงเป็นความยาว รวมถึงเมตรและฟุต หัวรวมประกอบด้วยหลายส่วนตามที่ระบุด้านล่าง
หัวสูบรวมทั้งหมด
ในระบบปั๊ม มีระบบดูดและระบบจ่าย ปั๊มใช้ในการย้ายของเหลวจากถังดูดไปยังถังจ่าย โดยทั่วไปถังจ่ายจะอยู่สูงกว่าถังดูด ทำให้ต้องใช้ปั๊มในการยก ระยะทางแนวตั้งที่ปั๊มยกคือหัวสูบรวมทั้งหมด
สำหรับระบบดูด เราต้องการพิจารณาระดับของเหลวต่ำสุด สำหรับระบบจ่าย เราต้องการพิจารณาระดับของเหลวสูงสุด บางครั้งหมายถึงจุดสูงสุดของท่อแนวตั้งหากท่อกลับลงมาก่อนถึงถังจ่าย เพื่อให้แน่ใจว่าเราได้ค่าหัวสูบรวมทั้งหมดที่ใหญ่ที่สุด
นี่คือตัวอย่างบางส่วนของสถานการณ์ต่างๆ และหัวคงที่รวมทั้งหมดของพวกเขา
การคำนวณหัวความเร็ว
หัวความเร็วมีบทบาทเมื่อขนาดการดูดและขนาดการปล่อยแตกต่างกัน ความเร็วการไหลผ่านท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าจะช้ากว่าความเร็วการไหลผ่านท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าสำหรับอัตราการไหลเดียวกัน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของความเร็วการไหล (การเปลี่ยนแปลงพลังงาน) จะส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงาน อย่างไรก็ตามการสูญเสียมักจะค่อนข้างเล็กสำหรับระบบส่วนใหญ่ หัวความเร็วมักถูกละเลย ระบบที่เราต้องใส่ใจหัวความเร็วคือระบบที่มีหัวฉีดสเปรย์ซึ่งเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ และสำหรับการใช้งานที่การลากของเหลวสูงเป็นพิเศษ เช่น ของเหลวที่มีความหนืดสูงหรือของเหลวที่มีปริมาณเส้นใยสูง
การคำนวณความต้านทานของระบบ (การสูญเสียแรงดัน)
งานสำคัญส่วนใหญ่ที่ปั๊มทำคือการเอาชนะแรงเสียดทานกับท่อ, วาล์ว, ฟิตติ้ง, และอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ฟิลเตอร์และหัวฉีดสเปรย์เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ผ่านระบบ การสูญเสียแรงเสียดทาน หรือที่รู้จักกันว่าความต้านทานของระบบ ถูกสังเกตเห็นเป็นการลดลง/สูญเสียแรงดันเมื่อของเหลวเคลื่อนที่จากระบบดูดไปยังระบบจ่าย สำหรับของไหลนิวโตเนียน การสูญเสียสามารถคำนวณได้โดยใช้วิธีการต่างๆ เพื่อกำหนดการสูญเสียแรงดัน การสูญเสียแรงดันมักจะแสดงเป็นเมตรของการสูญเสียท่อตรงที่เทียบเท่า