Egy centrifugálszivattyús rendszerben a „fej” jóval több, mint pusztán műszaki paraméter – közvetlenül meghatározza, hogy a szivattyú képes-e folyadékot szállítani a célhelyre, és hatékonyan leküzdeni a csővezeték ellenállását. A fejszámítási hibák a legjobb esetben elégtelen áramlási sebességhez és megnövekedett energiafogyasztáshoz, rosszabb esetben kavitációhoz, motor túlterheléshez vagy akár berendezés károsodásához vezethetnek.
Legyen szó új rendszer tervezéséről, régi szivattyú cseréjéről vagy működési rendellenességek elhárításáról, a pontos fejszámítási módszerek elsajátítása kulcsfontosságú a hatékony, stabil és energiatakarékos működés eléréséhez. Ez a cikk az összetett alapelveket világos lépésekre bontja, így még mélyebb folyadékmechanikai ismeretek nélkül is könnyen megérthető.
A fej a teljes mechanikai energiát jelenti, amelyet egy centrifugálszivattyú biztosít a folyadék egységnyi tömegére, méter (m) vagy láb (ft) egységekkel.
Megjegyzés: Fej ≠ Nyomás! Bár képletekkel konvertálhatók, fizikai jelentésük eltérő:
A fej négy részből áll:
| Összetevő | Leírás |
|---|---|
| Statikus nyomásvevő | Függőleges magasságkülönbség a szívófolyadék szintje és a nyomófolyadék szintje között (Mértékegység: m) |
| Nyomófej | A szívóoldal és a nyomóoldal közötti nyomáskülönbség leküzdéséhez szükséges egyenértékű folyadékoszlop magasság |
| Velocity Head | A folyadék áramlási sebessége által generált kinetikus energia kifejezés (általában kicsi, de bizonyos esetekben figyelembe kell venni) |
| Súrlódó fej | A csövekben, szelepekben és könyökökben lévő folyadék súrlódása által okozott energiaveszteség |
✅ Teljes fej képlet: Htotal = Hstatikus + Hnyomás + Sebesség + Hsúrlódás
Szobahőmérsékletű víz szállítása nyitott szívótartályból túlnyomásos ürítőtartályba a következő ismert feltételekkel:
💡 Megjegyzés: Nyitott tartály nyomása atmoszférikus nyomás, 0-s túlnyomásnál, tehát a szívóoldali nyomásmagasság 0.
Feltételezve, hogy a szívótartály keresztmetszete jóval nagyobb, mint a csőé, a szívó áramlási sebesség ≈ 0, ezért csak a nyomóoldali sebességmagasságot kell kiszámítani.
Csőkeresztmetszeti terület: A = π(d/2)² = 3,1416 × (0,05)² ≈ 0,00785 m²
Áramlási sebesség: v = Q/A = 0,0139 / 0,00785 ≈ 1,77 m/s
Sebességfej: Hsebesség = v²/(2g) = (1,77)²/(2×9,81) ≈ 3,13 / 19,62 ≈ 0,16 m
⚠️ Megjegyzés: Ha a szívó- és nyomócső átmérője eltérő, a sebességkülönbséget ki kell számítani: (v₂² - v₁²)/(2g)
A Darcy-Weisbach képlet segítségével: Hsúrlódás = f × (L/d) × (v²/(2g))
Cserélje ki az adatokat:
Hsúrlódás = 0,02 × (100/0,1) × 0,16 = 0,02 × 1000 × 0,16 = 3,2 m
✅ Fontos emlékeztető: Az eredeti szöveg hibásan 32 m-re számolta az eredményt; a tényleges érték 3,2 m legyen. Ez a hiba súlyosan túlméretezett szivattyúválasztáshoz vezet, ami hulladékot eredményez!
🔧 Tipp: A 100 m-es csőhossznak tartalmaznia kell a szelepek és könyökök "egyenértékű hosszát" (pl. egy 90°-os könyök ≈ 3 m egyenes cső).
Függőleges magasság a szívótartály folyadékszintjétől a nyomótartály folyadékszintjéig: 15 m
📌 Mérnöki ajánlás: Tartson fenn 5% ~ 10% tartalékot a szivattyú kiválasztásakor. ≥ 40~42 m névleges emelőmagasságú centrifugálszivattyút javasolt választani.
| Eszköz | Cél |
|---|---|
| Moody Chart | Pontosan határozza meg az f súrlódási tényezőt a Reynolds-szám és a csőfal érdessége alapján |
| Illesztő egyenértékű hosszúságú asztal | A könyököket, szelepeket stb. alakítsa át egyenes csőhosszúságokká a Hf számításba való bevonáshoz |
| Online számológépek | Ilyen például az Engineering ToolBox, a Pump-Flo az eredmények gyors ellenőrzéséhez |
| Helyszíni nyomásmérő módszer | Meglévő rendszerek esetén a fej a következő képlettel számítható vissza: H = (Pd - Ps)/(ρg) + Δz + (vd² - vs²)/(2g) |
| Tévhit | Helyes Megértés |
|---|---|
| ❌ "A fej nyomás alatt áll" | ✅ A fej energiamagasság (m), a nyomás az erő (bar); Átváltási képlet: H = P/(ρg) |
| ❌ A súrlódási veszteség figyelmen kívül hagyása | ✅ Hosszú vagy kis átmérőjű csövekben a Hf a teljes magasság több mint 20%-át teheti ki |
| ❌ Sebességfej elhagyása | ✅ Nem hagyható figyelmen kívül a kis átmérőjű, nagy áramlási sebességű rendszerekben (különösen, ha a szívó/ürítő cső átmérője eltérő) |
| ❌ A szivattyú bemeneti és kimeneti nyílása közötti távolság használata a folyadékszint magasságkülönbség helyett | ✅ A statikus fejnek a folyadékszintek közötti függőleges távolságnak kell lennie |
| ❌ Vízsűrűség alkalmazása olajtermékek szállítása során | ✅ Nem vizes folyadékok esetén a számítást a tényleges ρ sűrűség és ν viszkozitás szerint kell korrigálni |
A centrifugális szivattyúmagasság számítása nem jelent leküzdhetetlen kihívást – amíg négy részre bontjuk: statikus emelőmagasságra, nyomómagasságra, sebességmagasságra és súrlódási magasságra, és a paramétereket lépésről lépésre helyettesítjük, megbízható eredmények érhetők el. Professzionális márkaként az ipari folyadékberendezések területén,TeffikóéA centrifugálszivattyú sorozat termékeit szigorú folyadékmechanika alapján tervezték, pontosan illeszkednek a különböző forgatókönyvekhez tartozó fejkövetelményekhez, és magas energiahatékonysági arányt és stabil tartósságot mutatnak, így tökéletesen megfelelnek a kiválasztási és kivitelezési igényeknek a fejszámítás után. A Teffiko különböző munkakörülményekhez megfelelő centrifugálszivattyú-termékeiről, vagy személyre szabott kiválasztási megoldások beszerzéséhez kérjük, forduljon bizalommallépjen kapcsolatba velünk!
