Како ради центрифугална пумпа за гнојницу?

Као и већина пумпи, центрифугална пумпа претвара механичку енергију из мотора у енергију покретне течности; део енергије прелази у кинетичку енергију кретања течности, а део у потенцијалну енергију, представљену притиском течности или подизањем течности против гравитације на виши ниво.

За више детаља о овој теми погледајте Центрифугални компресор.
Пренос енергије са механичке ротације радног кола на кретање и притисак флуида обично се описује у терминима центрифугалне силе, посебно у старијим изворима написаним пре него што је савремени концепт центрифугалне силе као фиктивне силе у ротирајућем референтном оквиру добро артикулисана. Концепт центрифугалне силе заправо није потребан да би се описало деловање центрифугалне пумпе.

У модерној центрифугалној пумпи највећи део претворбе енергије настаје услед спољне силе коју закривљене лопатице радног кола дају на течност. Непромењиво, део енергије такође потискује течност у кружно кретање, а ово кружно кретање такође може пренети мало енергије и повећати притисак на излазу. Однос између ових механизама описан је, са типичном мешовитом концепцијом центрифугалне силе познате као оно време, у чланку о центрифугалним пумпама из 1859. године, да би се дошло једноставнијом методом од оне која је управо дата при општој идеји о начину деловања спољног вртлога у побољшању ефикасности центрифугалне пумпе, потребно је само узети у обзир да маса воде која се окреће у вртложној комори, око обима точка, мора нужно вршити центрифугалну силу и да та центрифугална сила може лако би требало да се дода спољној сили која се ствара у точку; или, другим речима, ићи на повећање снаге пумпања точка. Спољну силу генерисану у точку треба схватити као да је у потпуности произведена средством центрифугалне силе ако су лопатице точка равне и радијалне; али ако су закривљене, као што је то чешћи случај, спољна сила се делимично производи средином центрифугалне силе, а делимично примењује лопатице на воду као радијална компонента косог притиска, који, као последица њиховог косо према полупречнику, примењују се на воду док се креће према њима споља. У вези с овом темом добро је уочити да док је количина воде која прође кроз одређену пумпу са закривљеним лопатицама савршено променљива у задовољству, што је мања количина то ће сила која настаје у точку приблизавати воду ка споља постаће чисто центрифугална сила, а утолико ће пумпа постати оно што ће јој назив који јој се обично даје - чисто центрифугална пумпа. Међутим, када се центрифугална пумпа са лопатицама закривљеним уназад у оним облицима који се обично користе у добро конструисаним примерима машине, покреће брзином знатно већом од оне која је потребна само да би се надвладао притисак воде и изазвао подизање или погон за почетак, радијална компонента силе коју на воду примењују лопатице постаће значајна, а вода која напушта обим точка имаће брзину мању од обима точка у степену који има неки стварни значај у вежбати.

Изјава „маса воде ... мора нужно вршити центрифугалну силу“ може се тумачити у смислу реактивне центрифугалне силе - сила није спољна сила на воду, већ спољна сила која делује на воду на кућиште пумпе (волута) и на води у излазној цеви. Излазни притисак је одраз притиска који примењује центрипеталну силу која завија пут воде да би се кружно кретала унутар пумпе (у простору непосредно испред радног кола, спољном вртлогу како га овај аутор назива). С друге стране, изјава да „спољашњу силу генерисану у точку треба схватити као да је у потпуности произведена средством центрифугалне силе“ најбоље се разуме у смислу центрифугалне силе као измишљене силе у оквиру референце ротирајуће радно коло; стварне силе на води су унутра или центрипеталне, јер је то правац силе који треба да покреће воду у круговима. Ову силу снабдева градијент притиска који се поставља ротацијом, при чему се притисак споља, на зиду запремине, може узети као реактивна центрифугална сила. Ово је типично за писање 19. и почетком 20. века, да би се те концепције центрифугалне силе мешале у неформалне описе ефеката попут оних у центрифугалној пумпи.


Време објављивања: јануар-23-2021