Domanda:
Come si calcola la portata massima per una pompa senza limitazioni di potenza?
Cathier
2015-07-07 19:27:23 UTC
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Supponiamo di avere una pompa e che possa assorbire tutta la potenza necessaria. Quando la pompa accelera, crea il vuoto nell'aspirazione. Ad un certo punto aspira il gas / liquido così velocemente, la pressione di aspirazione è così vicina a 0. A quel punto, non importa quanta potenza mettiamo nella pompa, la portata non aumenta.

Ho capito che dipende fortemente dalle dimensioni e dalla forma dell'aspirazione, dal tipo e dal design della pompa ecc.

Da quali altri fattori dipende? C'è un modo per calcolare o almeno stimare il massimo? È anche una domanda valida?

Tre risposte:
Mark
2015-07-07 20:36:18 UTC
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Questo fenomeno è noto come cavitazione per il pompaggio di liquidi, ovvero per tutto ciò che può cambiare fase. Se stai pompando gas, lo scenario proviene davvero da un flusso strozzato.

Supponiamo che tu abbia un compressore e lo utilizzi come una pompa del vuoto per evacuare una bombola: a un certo punto la pressione della bombola all'interno è così bassa che non puoi più pompare aria. Questo dimostra che la tua domanda è una domanda valida. È uno scenario leggermente diverso, ma è più facile analizzarlo utilizzando un vero compressore alla sua massima pressione di aspirazione rispetto al tuo mitico compressore ad alta potenza.

Usando un'analogia con un compressore a pistone , il il massimo che la pompa potrebbe rimuovere si baserebbe sulla massima alzata della valvola. Se non riesci a comprimere il gas al punto che la valvola di uscita si aprirà per impedire all'aria di tornare nel serbatoio, allora è tutto: è la tua massima aspirazione. Non importa quanta potenza gli metti, non puoi avere più aspirazione.

Altri modelli di compressori funzionano su principi diversi, ma l'analogia vale: le turbine rotanti alla fine iniziano con un gas a pressione, quindi comprimilo con statori, ruotalo di nuovo, comprimilo, ecc. in cicli. Tuttavia, all'estremità posteriore del compressore c'è aria (o, nel caso di un motore a reazione, carburante bruciato) che respinge. Finché la compressione da quell'ultimo stadio della turbina può respingere l'aria che entra (e tutta la linea), il compressore funzionerà. Oltre quel punto non lo sarà.

Il fenomeno noto come flusso soffocato si verifica per i flussi supersonici. Quando il gas raggiunge la velocità del suono nella tubazione dal serbatoio al compressore, allora raggiungerà il "flusso strozzato". Non importa quanto il compressore tira il gas, la portata non può superare la propria velocità del suono - in effetti il ​​compressore non può comunicare il differenziale di pressione al serbatoio per accelerarlo. Sebbene simile al fenomeno che ho descritto sopra, il compressore comprimerà comunque il gas, ma non più velocemente. Il fenomeno sopra descritto è il modo per calcolare la compressione massima.
thepowerofnone
2015-07-07 20:21:25 UTC
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Ciò che stai descrivendo è noto come "flusso soffocato".

Conosco solo il flusso soffocato in un gas, tuttavia un breve spionaggio di wikipedia mostra che i liquidi sono limitati da un fenomeno diverso, il che rende senso fisico se comprendi il meccanismo del flusso strozzato in un gas.

Nella sua forma più semplice, dipende solo dall'area della sezione trasversale minima e dalle proprietà del fluido.

Chris Johns
2016-01-13 05:25:37 UTC
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Se si pompa tramite aspirazione, il flusso è determinato dalla differenza di pressione tra la pressione atmosferica e il vuoto. Quindi, se la pressione atmosferica è 1 bar, 1 bar è la differenza di pressione massima che puoi creare, indipendentemente dal design o dalla potenza della pompa poiché non puoi avere una pressione negativa (nel senso di una pressione inferiore a un vuoto). Quindi in questo caso la portata è rapidamente limitata dalle dimensioni dell'orifizio che state pompando.

Per ottenere pressioni di pompaggio più elevate, è necessario esercitare una pressione diretta sul fluido che si sta tentando di pompare



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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