垂直混合フローポンプの排出ヘッドを計算する方法は？

垂直混合フローポンプの排出ヘッドを計算する方法は？

垂直混合フローポンプのサプライヤーとして、私はしばしばこれらのポンプの排出ヘッドを計算する方法について顧客から問い合わせを受けます。排出ヘッドを理解することは、適切なポンプの選択とシステムの設計に不可欠です。このブログ投稿では、垂直混合フローポンプの排出ヘッドの計算に伴う重要な概念と手順を説明します。

排出ヘッドの基本を理解する

ポンプの排出ヘッドは、ポンプが液体に与える流体の単位重量あたりの総エネルギーを指します。これは、ポンプが水力を持ち上げて移動させ、パイピングシステムの摩擦損失を克服する能力の尺度です。排出頭は通常、メートルや足などの長さの単位で表されます。

排出ヘッドには、静的ヘッドと摩擦ヘッドの2つの主要な成分があります。

静的ヘッド
静的ヘッドは、ポンプの中心線とシステムの放電点の最高点との間の垂直距離です。これは、重力に対して流体を持ち上げるのに必要なエネルギーを表しています。静的ヘッドには、吸引静的ヘッドと放電静的ヘッドの2種類があります。

• 吸引静的ヘッド：流体源がポンプの中心線の上にある場合、吸引静的ヘッドは正です。流体源がポンプの中心線の下にある場合、吸引静的ヘッドは負で、吸引リフトと呼ばれることがよくあります。
• 静的ヘッドを排出します：これは、ポンプの中心線から排出地点までの垂直距離です。

摩擦ヘッド
摩擦ヘッドは、流体とパイプの内面、パイピングシステムのその他の成分の内面との間の摩擦によるエネルギー損失です。摩擦ヘッドは、流量、パイプの直径、パイプの長さ、パイプの内部の粗さ、使用されるフィッティングとバルブの種類など、いくつかの要因に依存します。

排出ヘッドを計算する手順

垂直混合フローポンプの排出ヘッドを計算するには、次の手順に従うことができます。

ステップ1：静的ヘッドを決定します

• 吸引静的ヘッド（HSS）を決定するために、流体源とポンプ中心線の標高差を測定または取得します。
• 排出静的ヘッド（HDS）を決定するために、ポンプ中心線と放電の最高点の標高差を測定または取得します。
• 総静的ヘッド（HST）は、吸引静的ヘッドと放電静的ヘッドの合計です：HST = HSS + HDS

ステップ2：摩擦ヘッドを計算します

• 流量：最初に、システムの必要な流量（q）を決定します。これは通常、灌漑に必要な水量や特定の時間内に移動する液体量など、用途の要件に基づいています。
• パイプ特性：パイプの直径（d）、パイプの長さ（L）、パイプの内部（ε）を含むパイプシステムに関する情報を収集します。異なるタイプのパイプには、粗さが異なります。たとえば、滑らかなプラスチックパイプは、鋳鉄パイプと比較して粗さが低くなっています。
• 摩擦係数：メソッドを使用して、摩擦係数（f）を計算します。一般的な方法の1つは、コールブルック - 白い方程式またはムーディーチャートです。層流（レイノルズ数Re <2000）の場合、摩擦係数は式F = 64/REを使用して計算できます。ここで、Re =ρVd/μ（ρは流体密度、vは流体速度、dはパイプの直径、μは流体の動的粘度）です。乱流の場合、計算はより複雑であり、ムーディーなチャートまたは経験的相関がよく使用されます。
• 摩擦ヘッドフォーミュラ：摩擦ヘッド（HF）は、Darcy -Weisbach方程式：HF = F *（L/D） *（V²/2G）を使用して計算できます。ここで、Vはパイプの流体速度です（V = Q/A、Aはパイプの交差断面領域）、Gは重力（G = 9.81 M/S²）による加速です。
• 継手とバルブ：パイプの摩擦に加えて、フィッティングとバルブの摩擦損失を説明する必要があります。各フィッティングとバルブには、実際のパイプ長に追加できる同等の長さ（LE）があります。継手とバルブによる摩擦ヘッドは、パイプ摩擦ヘッドと同じ方法で計算できます。

ステップ3：排出ヘッドを計算します
ポンプの放電ヘッド（HD）は、総静的ヘッドと総摩擦ヘッドの合計です：HD = HST+ HF

例の計算

灌漑用途向けの垂直混合フローポンプシステムがあると仮定しましょう。

• 水源は井戸であり、井戸の水位は​​ポンプの中心線（吸引リフト、HSS = -2M）の2メートル下にあります。
• 放電点は、ポンプの中心線の10メートル上にあるスプリンクラーシステムです（排出静的ヘッド、HDS = 10m）。したがって、総静的ヘッドHST = HSS + HDS = -2 + 10 = 8M。
• 必要な流量qは50m³/hです。パイプの直径Dは100 mm（0.1 m）、パイプの長さLは50 mです。パイプはPVCでできており、粗さε= 0.0015 mmです。
• 最初に、流体速度v：a =π *（d²/4）=π *（0.1²/4）=0.00785m²を計算します。 v = q/（3600 * a）= 50/（3600 * 0.00785）≈1.77m/s。
• Reynolds番号re =ρvd/μを計算します。 20°Cの水を想定すると、ρ= 1000 kg/m³およびμ= 0.001 Pa・s。 re =（1000 * 1.77 * 0.1）/0.001 = 177000（乱流）。
• 不機嫌そうなチャートまたは適切な相関を使用して、摩擦係数f = 0.02を仮定します。
• 摩擦ヘッドhf = f *（l/d） *（v²/2g）= 0.02 *（50/0.1） *（1.77²/（2 * 9.81））≈1.58mを計算します。
• 排出ヘッドHD = HST + HF = 8 + 1.58 = 9.58m

正確な排出ヘッド計算の重要性

排出ヘッドを正確に計算することは、いくつかの理由で不可欠です。

• ポンプの選択：アプリケーションに適したポンプを選択するのに役立ちます。計算された排出ヘッドが低すぎる場合、ポンプは液体を必要な高さまで持ち上げたり、摩擦損失を克服できない場合があります。計算された排出ヘッドが高すぎる場合、特大のポンプが選択される場合があり、これにより、エネルギー消費量が増加し、不必要なコストが発生する可能性があります。
• システムパフォーマンス：適切に計算された排出ヘッドは、ポンプが最適な範囲内で動作し、効率的で信頼性の高いパフォーマンスを提供することを保証します。ポンプを損傷し、寿命を軽減する可能性のあるキャビテーションなどの問題を回避するのに役立ちます。

垂直ミックスフローポンプ

当社では、幅広い範囲を提供しています混合フロー遠心ポンプさまざまなアプリケーションに適しています。私たちの砂灌漑下水混合流量ポンプ砂やその他の固体粒子で液体を処理するように設計されているため、灌漑や下水の用途に最適です。私たちも持っています真空遠心垂直混合フローポンプそれは真空条件下で動作する可能性があります。

プロジェクトに垂直ミックスフローポンプが必要であり、退院ヘッドの計算や選択するポンプについて確信が持てない場合、私たちの専門家チームが支援するためにここにいます。排出ヘッドを正確に計算し、特定の要件に最適なポンプを選択するのに役立ちます。詳細については、調達の議論を開始するには、お問い合わせください。

参照

• クレーン、DS（1988）。バルブ、フィッティング、パイプを通る流体の流れ。テクニカルペーパーNo. 410m。クレーン社
• Streeter、VL、＆Wylie、EB（1981）。流体力学。マクグロー - ヒル。