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Im Bereich der Fluidmaschinen, Mixed-Flow-Pumpen undKreiselpumpensind zwei gängige Pumpentypen. Sie spielen in vielen industriellen und zivilen Bereichen eine wichtige Rolle. Für die richtige Auswahl und Verwendung dieser Geräte ist es entscheidend, ihre wesentlichen Unterschiede zu verstehen.
1, Strukturelle Unterschiede
(1) Laufradstruktur
Mischstrompumpe
Die Laufradform einer Mixed-Flow-Pumpe liegt zwischen der einer Kreiselpumpe und einer Axialpumpe. Seine Schaufeln sind verdreht und weisen sowohl die radiale Ausdehnung der Schaufeln einer Kreiselpumpe als auch die axiale Ausdehnung der Schaufeln einer Axialpumpe auf. Diese Schaufelform führt dazu, dass die Flüssigkeit der Mischstrompumpe während des Betriebs sowohl Zentrifugal- als auch Axialkräften ausgesetzt ist. Beispielsweise haben einige gängige Laufräder für Mischströmungspumpen Schaufelauslasswinkel, die im Allgemeinen zwischen 20 und 60 Grad liegen, was sich auf die Leistungsmerkmale der Mischströmungspumpe auswirken kann.
Die Laufradschaufeln von Kreiselpumpen sind meist radial oder nach hinten gekrümmt. Die Schaufeln erzeugen hauptsächlich eine Zentrifugalkraft, die die Flüssigkeit von der Mitte des Laufrads zum Rand des Laufrads schleudert. Der Platzierungswinkel des Schaufelauslasses des Kreiselpumpenlaufrads beträgt im Allgemeinen mehr als 90 Grad und einige sogar nahe 180 Grad, wodurch die Flüssigkeit im Laufrad eine große Zentrifugalkraft erhalten kann.
(2) Pumpenkörperstruktur
Mischstrompumpe
Der Pumpenkörper von Mischströmungspumpen besteht meist aus einer Spiralstruktur, aber im Vergleich zur Spirale von Kreiselpumpen ist die Halsfläche größer. Diese Struktur trägt dazu bei, radiale und axiale Kräfte während des Flüssigkeitsflusses besser auszugleichen und passt sich gleichzeitig den Eigenschaften sowohl des radialen als auch des axialen Flüssigkeitsflusses in Mischströmungspumpen an. Darüber hinaus liegen Einlass und Auslass von Mischströmungspumpen normalerweise auf der gleichen Achse oder haben einen bestimmten Winkel, um sich an unterschiedliche Installations- und Betriebsanforderungen anzupassen.
Der Pumpenkörper von Kreiselpumpen ist ebenfalls meist eine Spiralkonstruktion, der Halsbereich ist jedoch relativ klein. Der Einlass einer Kreiselpumpe befindet sich normalerweise an der Seite des Pumpenkörpers, und der Auslass befindet sich oben oder an der Seite des Pumpenkörpers, was sich von der Anordnung der Einlass- und Auslassleitungen einer Mischströmungspumpe unterscheidet.
2, Unterschiede in den Arbeitsprinzipien
(1) Funktionsprinzip der Mischströmungspumpe
Energieumwandlung
Wenn eine Mischströmungspumpe in Betrieb ist, dreht sich das Laufrad, um die Flüssigkeitsbewegung anzutreiben. Aufgrund der verdrehten Form der Schaufeln erfährt die Flüssigkeit im Laufrad eine kombinierte Wirkung von Zentrifugal- und Axialkräften. Die Zentrifugalkraft bewirkt, dass sich die Flüssigkeit zum Rand des Laufrads bewegt, während die Axialkraft die Flüssigkeit dazu drückt, in axialer Richtung zu strömen. Bei diesem Vorgang werden sowohl die kinetische Energie als auch die Druckenergie des Fluids erhöht. Während die Flüssigkeit von der Mitte zum Rand des Laufrads strömt, nimmt ihre Geschwindigkeit allmählich zu und auch der Druck nimmt allmählich zu.
Strömungsbahn
Die Flüssigkeitsströmungsbahn in einer Mischströmungspumpe ist eine schräge Strömung zwischen der radialen und der axialen Richtung. Nach dem Eintritt in das Laufrad durch den Einlass strömt die Flüssigkeit entlang des geneigten Kanals der Schaufel. Beim Ausströmen aus dem Laufrad treten sowohl radiale als auch axiale Geschwindigkeitskomponenten auf.
(2) Funktionsprinzip der Kreiselpumpe
Energieumwandlung
Kreiselpumpen sind für ihren Betrieb hauptsächlich auf die Zentrifugalkraft angewiesen, die durch die Drehung des Laufrads erzeugt wird. Wenn sich das Laufrad mit hoher Geschwindigkeit dreht, wird die Flüssigkeit unter der Wirkung der Zentrifugalkraft zum Rand des Laufrads geschleudert. Dabei erhöht sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit und damit auch der Druck. Kreiselpumpen wandeln hauptsächlich die vom Laufrad zugeführte mechanische Energie in kinetische Energie und Druckenergie des Fluids um, wobei der Anstieg der kinetischen Energie einen großen Anteil ausmacht, und wandeln dann die kinetische Energie über Komponenten wie das Spiralgehäuse in Druckenergie um.
Strömungsbahn
Die Strömungsbahn der Flüssigkeit innerhalb einer Kreiselpumpe ist radial. Die Flüssigkeit wird von der Mitte des Laufrads zum Rand des Laufrads geschleudert, ändert dann allmählich ihre Richtung entlang des Spiralkanals des Pumpenkörpers und strömt aus dem Auslass.
3, Unterschiede in den Leistungsmerkmalen
(1) Durchfluss- und Förderhöheneigenschaften
Mischstrompumpe
Die Förderleistung von Mischstrompumpen ist relativ groß und liegt je nach Pumpenmodell und Spezifikationen im Allgemeinen zwischen 100 und 10.000 Kubikmetern pro Stunde. Seine Kopfreichweite ist relativ gering, normalerweise zwischen 10 und 100 Metern. Die Förderhöhenkurve einer Mischströmungspumpe ist relativ flach und innerhalb eines bestimmten Förderhöhenbereichs ist der Einfluss von Durchflussänderungen auf die Förderhöhe relativ gering.
Auch der Förderstrombereich von Kreiselpumpen ist sehr breit und reicht von wenigen Kubikmetern pro Stunde bis hin zu Tausenden von Kubikmetern pro Stunde. Der Förderhöhenbereich von Kreiselpumpen ist groß und reicht von wenigen Metern bis zu mehreren hundert Metern. Die Förderhöhenkurve einer Kreiselpumpe weist im Allgemeinen eine Buckelform mit hohem Wirkungsgrad nahe dem hervorragenden Betriebspunkt auf. Nach dem Abweichen vom hervorragenden Betriebspunkt nimmt der Wirkungsgrad rapide ab.
(2) Effizienz
Mischstrompumpe
Mixed-Flow-Pumpen haben bei mittlerem Durchfluss und hoher Förderhöhe einen höheren Wirkungsgrad. Aufgrund der Eigenschaften ihrer Struktur und ihres Funktionsprinzips können Mischströmungspumpen bei hohen Durchflussraten und bestimmten Förderhöhenanforderungen die zugeführte Energie effektiv in die effektive Energie des Fluids umwandeln, wobei der Wirkungsgrad im Allgemeinen etwa 70–85 % beträgt.
Auch der Wirkungsgrad von Kreiselpumpen im Hoch--Effizienzbereich ist relativ hoch und liegt in der Regel bei etwa 80 % bis 90 %. Wenn jedoch Fördermenge und Förderhöhe vom optimalen Betriebspunkt abweichen, nimmt der Wirkungsgrad rapide ab. Liegt der Durchfluss beispielsweise unter 50 % des optimalen Betriebspunkts, kann der Wirkungsgrad der Kreiselpumpe auf unter 50 % sinken.
(3) Kavitationsleistung
Mischstrompumpe
Die Kavitationsleistung von Mixed-Flow-Pumpen ist relativ schlecht. Aufgrund der hohen Einlassströmungsrate und des großen Schaufeleinlasswinkels von Mischströmungspumpen besteht die Gefahr, dass am Schaufeleinlass Kavitation auftritt. Insbesondere bei niedrigen Förderhöhen und hohem Durchfluss sind Kavitationsprobleme schwerwiegender.
Die Kavitationsleistung von Kreiselpumpen ist relativ gut. Der Einlasswinkel der Kreiselpumpenschaufeln ist relativ klein und die Einlassströmungsrate ist relativ langsam, was das Auftreten von Kavitation bis zu einem gewissen Grad reduzieren kann. Bei Kreiselpumpen kann es jedoch auch in großen Höhen, bei hohen Temperaturen oder bei schlechten Saugbedingungen zu Kavitationsproblemen kommen.
4, Unterschied im Anwendungsbereich
(1) Anwendungsbereich der Mischströmungspumpe
Wasserbau
Mixed-Flow-Pumpen werden häufig in der Be- und Entwässerungstechnik eingesetzt. In großen-landwirtschaftlichen Bewässerungssystemen können Mischströmungspumpen beispielsweise Wasser von der Quelle an eine höhere Position befördern und es dann über Kanäle zu verschiedenen landwirtschaftlichen Flächen transportieren. Im Hinblick auf die Entwässerung können Halbstrompumpen zur Beseitigung von Staunässe eingesetzt werden, insbesondere in Gebieten mit relativ flachem Gelände. Mixed-Flow-Pumpen können angesammeltes Wasser effektiv ableiten.
Städtische Wasserversorgung
Bei Rohwasseraufnahme- und -umleitungsprojekten einiger Städte können Mischpumpen auch zum Transport von Wasser von der Wasserquelle zu Wasseraufbereitungsanlagen oder städtischen Wasserversorgungsnetzen eingesetzt werden. Besonders wenn eine große Fördermenge und eine moderate Förderhöhe erforderlich sind, ist eine Halbkreispumpe die wirtschaftlichere Wahl.
(2) Anwendungsbereich der Kreiselpumpe
Industriesektor
Kreiselpumpen werden häufig in Branchen wie der Chemie-, Erdöl- und Energiebranche eingesetzt. In der chemischen Industrie können Kreiselpumpen zum Transport verschiedener chemischer Medien wie Säuren, Basen, Salzlösungen usw. eingesetzt werden. In der Erdölindustrie können Kreiselpumpen für Prozesse wie den Rohöltransport und die Wassereinspritzung eingesetzt werden. In der Energiewirtschaft können Kreiselpumpen zur Bereitstellung von zirkulierendem Kühlwasser usw. eingesetzt werden.
Baufeld
Kreiselpumpen spielen eine wichtige Rolle beim Bau von Wasserversorgungs- und Entwässerungssystemen. Beispielsweise können Kreiselpumpen im Wasserversorgungssystem von Hochhäusern Wasser aus dem Becken auf der unteren Ebene in den Wassertank im Hochhaus befördern, um den Wasserbedarf der Nutzer zu decken. Auch in der Brandschutzanlage sind Kreiselpumpen wichtige Wasserversorgungsgeräte, die im Brandfall für ausreichende Wassermenge und Druck sorgen können.
Zusammenfassend gibt es wesentliche Unterschiede zwischen Halbkreispumpen und Kreiselpumpen hinsichtlich Aufbau, Funktionsprinzip, Leistungsmerkmalen und Anwendungsbereich. In praktischen Anwendungen ist es notwendig, eine Mischströmungspumpe oder Kreiselpumpe sinnvoll auf der Grundlage spezifischer Betriebsbedingungen wie Durchflussrate, Förderhöhe, Flüssigkeitseigenschaften und anderer Faktoren auszuwählen. Für Situationen mit hohen Durchflussraten, mittlerer Förderhöhe und nicht besonders hohen Anforderungen an die Kavitationsleistung sind Mixed-Flow-Pumpen eine gute Wahl; Für Arbeitsbedingungen mit einem breiten Durchfluss- und Förderhöhenbereich, hohen Effizienzanforderungen und einer Empfindlichkeit gegenüber Kavitationsleistung bieten Kreiselpumpen weitere Vorteile.