zupancic i oblici energija kapljevine pumpnih postrojenja dinamickih turbopumpi s radijalnim...

48

Ovaj lanak ukratko obrauje oblike energija kapljevi-tog fluida pri radu pumpnih postrojenja dinamikih pum-pi s radijalnim rotorima. One su za vatrogasnu upotrebu normirane i mogu biti trajno ugraene na vatrogasna vo-zila ili su izvedene kao motorne pumpe. Oblici energija ka-pljevine promatrani su sa stajalita podtlaka i pretlaka koji mogu biti na ulaznoj strani pumpe te isto tako sa stajalita potencijalne energije kapljevine, odnosno energije tlaka koju kapljevina ima na tlanom izlazu. Pri izraavanju razliitih oblika energija kapljevine uvaavani su osnovni zakoni mehanike kapljevitih fluida te zakon o ouvanju energije koji se primijenjuje na fluide u kapljevitom stanju.

Kljune rijei: energija, pumpe, vatrogasna vozila

This tekst covers fluid energy shape which uses in pump system. A pump is machine that imparts energy to a liqu-id to increase its pressure and move it from one point to another. There are many pump classification. One classifi-cation is acording to the method energy is imparted to the liquid: kinetic energy, or positive displacement. A centrifugal pump is of kinetic energy type because it imparts energy to a liquid by means of centrifugal force produced by a rotating impeller. Displacement pumps are of lower flow range and have pulsating flow rate. Centrifugal pump is rotodinamic pump that uses a rotating impeller to increase the pressure of liquid. They are commonly used to move liquids throu-gh a piping system. The liquid enters to the pump impeller along or near to the rotating axis and is accelerated bay the impeler, flowing radially outward into diffuser or volute chamber (casing), from where it exist into the downstream piping system. Like most pumps, a centrifugal pumps con-

Oblici energija kapljevine pumpnih postrojenja dinamikih turbopumpi s radijalnim rotorima

Forms of energy liquid pumping plant dynamic turbopump with radial impellers

Igor upani, dipl. ing., Javna vatrogasna postrojba grada Zagreba, Savska cesta 1, 10 000 Zagreb, [email protected]

Igor upani, dipl. ing.

SAETAK

Summary

49

verts mechanical energy from a motor to energy of a mo-ving fluid (liquid). Some of energy goes into kinetic energy of liquid motion and some into potential energy, represented by a liquid pressure or by lifting the liquid against gravity to higher level. The two major components of a centrifugal pumps are impeller and the casing in which it rotates. The transfer of energy from mechanical rotation of the impeller to the motion and pressure of the liquid is usually described by means of centrifugal force. Power from the driver, which is an electric motor, a diesel engine or a steam turbine (not for firefigting use) is transmitted to the pump through the shaft, rotating the impeller at high speed. In the modern centrifugal pump, most of the energy conversation is due to the outward force that curved impeller blades impart on the liquid. Invariability, some of the energy also pushes the liqu-id into a circular motion, and this circular motion can also convey some energy and increase the pressure at the outlet. The pumps are identified by the direction of the flow through impeller, with refernce to the axis of rotation. The total head of the pump is the energy imparted to the liquid as it passes through the pump. It may be expressed in various units of pressure, but for fire protection its generally given in units for pressure-bar or in units for long-m. The total head is cal-culated by subtracting the energy in the incoming fluid from the energy in the discharging liquid. Neto positive suction head (NPSH) is the pressure head that causes liquid to flow through the suction pipe and fitting into the eye of a pump impeller. The pump itself has no ability to lift and the suc-tion pressure depends on the nature of the supply. There are a two kinds of NPSH to consider. Pump NPSH is a function of the pump design and varies with the capacity and speed of any pump and with the design of different pumps. Available NPSH is a function of the system in which the pump operates and can be calculated readily. When the water source is abo-ve the pump, available NPSH is equal atmospheric pressure plus static head on suction minus friction and fitting losses in suction pipping minus vapor pressure of liquid. For any pump installation, the available system NPSH must be equ-al or greater than the pump NPSH at the desired operating condition. Pumps suppliers set the NPSH required (NPSHR) for a given pump. The (NPSHR) takes into account any po-tential head losses that might occur between the pump sucti-on nozzle and impeller, thus ensuring that the liquid doesnt drop below its vapour pressure.

Keywords: energy, pumps, fire trucks

upani, I.: Oblici energija kapljevine pumpnih postrojenja dinamikih turbopumpi s radijalnim rotorima, str.: 48 - 59

50

VATROGASTVO I UPRAVLJANJE POARIMA, br. 1/2014., vol. IV, Zagreb

Pumpe su mehaniki ureaji odnosno strojevi pomou kojih se kapljeviti fluid transportira ili dobavlja na neku viu razinu ili u podruje veeg tlaka. One se danas upo-trebljavaju u razliite svrhe, a moemo ih podijeliti prema vie razliitih kriterija. Meutim, najea podjela pumpi temelji se na principu prema kojem se rad neke pumpe pretvara u energiju kapljevine. U tom smislu pumpe se razvrstavaju u dvije osnovne grupe: dinamike i volumen-ske pumpe. Princip rada dinamikih pumpi zasniva se na prijenosu kapljevine koji se temelji na djelovanju sila koje na kapljevinu djeluju u prostoru koji je neprekidno pove-zan s ulaznim i izlaznim cjevovodima pumpe. Za razliku od dinamikih, u volumenskim pumpama prijenos ka-pljevine zasniva se na periodikim promjenama volumena prostora to ga kapljevina zauzima u pumpi. Taj volumen prostora povremeno se i naizmjenino povezuje s ulaznim i tlanim cjevovodima pumpe. Kuite dinamikih pum-pi neprekidno je ispunjeno kapljevinom zbog ega ona iz ulaznog cjevovoda neprekidno ulazi u kuite pumpe koja joj predaje energiju. Nakon kuita pumpe kapljevina da-lje odazi u tlani cjevovod. Dinamike pumpe se prema nainu dijelovanja mogu razvrstati u dvije osnovne grupe. U prvu grupu spadaju turbopumpe, a u drugu pumpe koje rade na principu posebnih hidrodinamikih uinaka.

Pod turbopumpama podrazumijevamo sve pumpe koje u svom radu fluidu predaju energiju prema Eulero-vim zakonima za turbostrojeve. Uobiajen i vrlo est na-ziv za turbopumpe je centrifugalna pumpa. To je tono za pumpe koje u svom kuitu imaju ugraene radijalne rotore. Meutim, naziv centrifugalna pumpa nije potpu-no adekvatan za sve turbopumpe upravo zbog toga to se u kuite pumpe mogu ugraditi i aksijalno izvedeni ro-tori. Dakle, s obzirom na konstrukcijsku izvedbu rotori turbopumpi mogu biti radijalni, dijagonalni (poluradijal-ni ili poluaksijalni) te aksijalni. Ukoliko bismo sagledali sasvim openitu upotrebu turbopumpi, moglo bi se rei da turbopumpe s radijalnim rotorima ipak imaju najveu primjenu. Da bi dinamika turbopumpa predala energi-ju kapljevini potrebno joj je osigurati odreenu vanjsku energiju kao pogonsku energiju pumpe. Zbog toga pum-pe za svoj pogon koriste pogonske motore. Kao pogonski motori turbopumpi uglavnom se upotrebljavaju motori s unutarnjim izgaranjem ili elektromotori.

UVOD

Introduction

51

DINAMIKE TURBOPUMPE S RADIJALNIM ROTORIMA - Dinamical turbopumps with radial impeller

Radni prostor dinamikih turbopumpi uvijek je ispunjen kapljevinom. Zbog toga se energija koju razvija pumpa, kapljevini predaje u kuitu pumpe. Kuite centrifugal-ne pumpe povezano je sa ulaznim i izlaznim cjevovodom pumpnog postrojenja. Oblik i izvedba kanala unutar ku-ita centrifugalne pumpe mogu biti takvi da doprinose promjenama tlaka i brzine strujanja kapljevine kroz pum-pu. Kada govorimo o dinamikim turbopumpama, kuite pumpe moe biti izvedeno kao spiralno kuite ili kao di-fuzijsko kuite s ugraenim statorskim lopaticama.

Prijenos energije dinamike turbopumpe s radijalnim rotorima kapljevini zasniva se na pojavi centrifugalne sile u lopatici radijalnog rotora pumpe. Oblik ukupne ener-gije kapljevine na izlazu pumpe ovisi o njenim uvjetima rada. Naime, objektivno gledajui za koristan rad pum-pnog postrojenja na izlazu pumpe potrebno je osigurati odreene oblike, kako kinetike, tako i potencijalne ener-gije kapljevine. Suprotno tome, ukoliko se ukupna energi-ja kapljevine na tlanom izlazu pumpe javlja iskljuivo u obliku potencijalne energije, to moe biti izuzetno tetno za rad pumpe. Ukoliko bi, meutim, ukupna energija ka-pljevine u nekom pumpnom postrojenju na njenom izlazu najveim dijelom bila u obliku kinetike energije, a vrlo malim dijelom u obliku potencijalne energije, takav reim rada ne bi bio tetan za rad pumpe. Bio bi pogodan samo za odreene specifine potrebe i uvjete rada pumpe i to

Slika 1. Kuita cen-trifugalne pumpe

Figure 1. Centrifugal pump cases


52


u sluaju potrebe velikih volumnih protoka. Da bi radni dijelovi dinamike turbopumpe, dakle lopatice rotora i difuzori kuita pumpe, neprekidno poveavali energiju kapljevine osovina pumpe mora od pogonskog stroja koji pokree pumpu stalno primati energiju. Dakle pogonska snaga pumpe (PP) je snaga koja se od pogonskog stroja pumpe prenosi direktno na pumpu. S obzirom na vrstu pogonskog stroja koji pokree pumpu, to je ona snaga koja se posredstvom spojke s koljenastog vratila pogonskog motora s unutarnjim izgaranjem, ili s osovine elektromo-tora, prenosi na osovinu pumpe. Meutim, sa stanovita analize dinamike fluida mnogo vanija je korisna hidrau-lika snaga (PQ). To je snaga koju centrifugalna pumpa u pumpnom postrojenju predaje kapljevini. Pogonska snaga pumpe (PP) je mehanika snaga na spojci pumpe i ona je za odreeni iznos gubitaka uvijek vea od korisne hidra-ulike snage (PQ). Odnos izmeu pogonske snage pumpe i korisne hidraulike snage izraava se stupnjem iskorsti-vosti (np).

BERNOULLIJEVA JEDNADBA PUMPNOG POSTROJENJA - Bernoulli equation for pumps system

Promatramo li neko openito pumpno postrojenje, u njemu se iz nekog spremnika kroz ulazni cijevovod ka-pljevina doprema do pumpe, prolazi kroz pumpu, odlazi prema izlazu pumpe i dalje prolazi izlaznim cjevovodom pumpnog postrojenja. Ovisno o uvjetima rada pumpnog postrojenja energija tlaka kapljevine na ulazu pumpe moe biti pozitivna ili negativna. Prolaskom kapljevine kroz pumpu u kuitu pumpe kapljevini se poveava uku-pna mehanika energija. Dakle prolazei pumpom spe-cifina energija kapljevine bit e poveana. Ta promjena specifine energije kapljevine pri prolazu kroz pumpno postrojenje opisuje Bernoullijeva jednadba. Bernaoulli-jeva jednadba se zapravo zasniva na zakonu o ouvanju energije koji se izmeu ostalog moe primijeniti i u meh-nici fluida. Promatrajui tako bilo koju toku cjevovoda pumpnog postrojenja, Bernoullijeva jednadba ukazuje da je suma svih energija kapljevine uvijek ista. Ukupna energija kapljevine pumpnog postrojenja sadrana je kroz njenu kinetiku energiju, potencijalnu energiju i energiju tlaka. S obzirom na te tri energije kapljevine Bernoullijeva jednadba moe se iskazati na tri razliita naina.

53

Promatrajui tako ukupnu energiju kapljevine u nekom pumpnom postrojenju izmeu dvije toke (1) i (2) (Slika 2.), jedan od moguih oblika modificirane Bernoullijeve jednadbe moe se izraziti pomou izraza (I):

U ovom izrazu PM predstavlja manometarski tlak kaplje-vine, -gustou kapljevine, g-gravitaciju sile tee, v-brzi-nu strujanja kapljevine, h-geodetsku visinu, YP-specifinu energiju dobave pumpe, a YF- zbroj specifinih energija svih gubitaka, tj. gubitaka zbog strujanja kapljevine kroz sustav cjevovoda od toke (1) do toke (2) (Slika 2.). Sva-ki lan ovako izraene Bernoullijeve jednadbe predstavlja specifinu energiju, odnosno energiju po jedinici mase ka-pljevine ili snagu po jedinici masenog protoka. Specifina energija dobave pumpe (YP) predstavlja poveanje specifi-ne energije kapljevine pri prolazu kroz pumpu, a ono odgo-vara razlici specifine ukupne mehanike energije kapljevi-ne na izlazu (YI) i na ulazu pumpe (YU). Specifinu energiju dobave pumpe moemo izraziti pomou izraza (II):

Slika 2. Specifine enrgije pumpnog postrojenja

Figure 2. Specific energies pump system

(I)

(II)


54


Budui da se kapljevine smatraju nestlaivim fluidom, gustoa kapljevine jedaka je u bilo kojoj toki cjevovoda. Iz toga proizlazi da je vrijednost gustoe kapljevine pro-matrane u pumpnom postrojenju sa stanovita razliitih mjernih toaka ista, u = i = . Drugi oblik modificirane Bernoullijeve jednadbe izme-u toaka (1) i (2) (Slika 2.) moe se izraziti tako da speci-finu energiju kapljevine pumpnog postrojenja iskaemo pomou karaktera visine. U takvom obliku Bernoullijeve jednadbe svaki lan jednadbe predstavlja energiju po je-dinici teine kapljevine ili snagu po jedinici teinskog pro-toka. Bernoullijeva jednadba izraena na takav nain ima oblik (III):

U navedenoj Bernoullijevoj jednadbi HP predstavlja visinu dobave pumpe, a HF visinu gubitaka. Simboli Y za specifinu energiju i H za visinu energije propisani su me-unarodnom normom ISO te isto tako i normama DIN i BS. Visina dobave pumpe jedna je od karakteristika pumpi koje su vane za odreivanje radne toke pumpe. U prak-si se mnogo ee govori o visini dobave pumpe nego o njenoj specifinoj energiji dobave. Razlog tome je to se visina dobave pumpe moe jednostavije iitati iz mjernih ureaja pumpe, uzevi u obzir da se energija tlaka kapljevi-ne moe poistovjetiti s njenom potencijalnom energijom. Ovo posebno dolazi do izraaja tijekom promatranja uvje-ta rada pumpe u pumpnom postrojenju, analiziranja npr. nazivne radne toke pumpe, a takoer i tijekom njenog periodikog ili tipnog ispitivanja. Trei mogui medifici-rani oblik Bernoullijeve jednadbe je takav da specifinu energiju pumpnog sustava iskaemo karakterom tlaka. U ovom sluaju svaki lan Bernoullijeve jednadbe predstav-lja energiju po jedinici volumena.

Svaka pumpa promatrana u pumpnom postrojenju tije-kom svog rada ostvaruje odreene izlazne karakteristike odnosno ima specifinu energiju pumpe (YP) kao funkci-ju volumnog protoka kapljevine (Q); YP=YP(Q), (Slika 3.). Isto tako, svako pumpno postrojenje ima svoju karakteri-stiku zahtijevane specifine energije pumpnog postorjenja (YPP) kao funkciju istog volumnog protoka (Q) kojim ka-pljevina protjee; YPP(Q)=Ystat + Ykin(Q)+YF(Q), (Slika 3.). To znai da pri radu pumpe u pumpnom postrojenju po-stoji radna toka u kojoj su specifina energija i volumni

(III)

55

protok pumpe i pumpnog postrojenja isti. Iz toga proizlazi da se radna toka pumpe moe dijagramski prikazati na sljedei nain (Slika 3.).

Sjecitem krivulja pumpi i pumpnog postrojenja dobije se poloaj radne toke u dijagramu prikazanom na slici 3. Izjednaavanjem specifinih energija pumpe i pumpnog postrojenja dobivamo:

Poznato je da ovisno o uvjetima rada pumpnog postro-jenja, energija kapljevine na ulazu pumpe moe biti iska-zana stanjem podtlaka ili pretlaka. Ti tlakovi kapljevine su manometarski tlakovi i oni pokazuju za koliko je stvarni tlak kapljevine u toj toki pumpnog postrojenja razliit od barometarskog tlaka. Ulazni manometarski tlakovi kapljevine oitavaju se na mjernom ureaju pumpe. Uko-liko taj mjerni ureaj ima pozitivno i negativno mjerno podruje u odnosu na barometarski tlak, tada se on naziva manovakuummetar. Kod dinamikih turbopumpi koje se upotrebljavaju u vatrogasne svrhe, i koje su normirane vaeim europskim i hrvatskim nacionalnim normama za mjerenje stanja energije kapljevine, na ulazu pumpe uvi-

Slika 3. Radna toka pumpe

Figure 3. Pumps working point

YP=YPP(Q)=Ystat + Ykin(Q)+YF(Q)(IV)


56


jek se ugrauje manovakuummetar. Centrifugalne pumpe koje se upotrebljavaju u vatrogasne svrhe i koje su u suk-ladne s vaeim normama mogu imati jedan ulaz u pumpu. Bez obzira na stanje kapljevine na ulazu pumpe, ukupna mehanika energija kapljevine prolazei kroz pumpu bit e poveana. To je cilj, a i osnova rada pumpe u pumpnom postrojenju. Meutim sa stanovita uvjeta rada centrifu-galne pumpe, u isti broj okretaja rotora pumpe te uz iste uvjete potroaa svakako je povoljniji uvjet rada ukoliko je na ulazu pumpe stvarni tlak kapljevine vei od barometar-skog tlaka. Za trajni i kvalitetan rad pumpe na njenoj ul-aznoj strani potrebno je osigurati odreenu specifinu energiju kapljevine. Ta energija kapljevine odravat e radni fluid potpuno u kapljevitoj fazi te sprijeiti pojavu kavitacije u kuitu pumpe. Kavitacija je tetna za radnu karakteristiku pumpe i za njene mehanike dijelove. U tu svrhu za pumpu i pumpno postrojenje definiraju se neto-pozitivna usisna energija pumpe (YuP) i neto-pozitivna usisna energija pumpnog postrojenja (YuPP). Neto-pozitiv-na specifina usisna energija pumpnog postrojenja (YuPP) predstavlja zbroj specifine energije apsolutnog tlaka (pMu + pb)/ i specifine kinetike energije kapljevine v2u/2 na najvioj toki ulaza u pumpu umanjen za specifinu ener-giju apsolutnog tlaka isparavanja kapljevine pva/. Dakle u lopatici radijalnog rotora pumpe nuno je izbijei prom-jenu stanja kapljevitog fluida u njegovu parnu fazu . Iz toga proizlazi:

NPSH predstavlja neto-pozitivnu usisnu visinu pum-pnog postrojenja (Hu), a YFu iznos energije gubitaka uslijed strujanja fluida u usisnom cjevovodu. Analogno tome, ne-to-pozitivna specifina usisna energija pumpe minimalna je vrijednost zbroja specifine energije apsolutnog tlaka na ulazu pumpe (pMu + pb)/ i specifine kinetike energije ka-pljevine v2u/2 na najvioj toci poprenog presjeka ulaza u pumpu umanjenog za specifinu energiju apsolutnog tlaka isparavanja kapljevine pva/ pri kojoj centrifugalna pumpa moe trajno raditi u uvjetima nazivnog broja okretaja ro-

(V)

57

tora pumpe (nN) uz ostvarivanje nazivnog volumnog pro-toka (QN) ili uz nazivnu specifinu energiju dobave pumpe (YPN). Neto-pozitivna specifina energija pumpe moe se iskazati sljedeom jednadbom (VI):

Neto pozitivnu usisnu visinu (NPSH) moemo proma-trati s dvije osnove i to kao raspoloivu neto pozitivnu usisnu visinu (NPSHA- eng. available) i zahtijevanu neto pozitivnu usisnu visinu (NPSHR- eng. required). NPSHA predstavlja apsolutni manometarski tlak na usisnoj strani pumpe, a NPSHR predstavlja minimalni zahtijevani tlak na usisnoj strani pumpe koji pumpu odrava bez pojave ka-vitacije u kuitu pumpe. NPSHA je zapravo funkcija pum-pnog postrojenja i ona kao veliina mora biti proraunata od strane konstruktora pumpnog postrojenja odnosno proizvoaa pumpe. Da bi pumpa u pumpnom postroje-nju mogla raditi bez pojave kavitacije, iznos NPSHA mora biti vei od NPSHR. Kavitacija pumpe dogaa se pri radu pumpe kada tlak kapljevine na ulazu pumpe padne ispod tlaka para kapljevine. Parni mjehurii se oblikuju na ulazu pumpe i prolazei kroz pumpu kreu se do izlaza pumpe gdje se raspadaju. Na taj nain oni sa sobom odvode od-lomljene vrlo male metalne dijelove unutranjosti pumpe. Kavitacija pumpe vrlo esto je popraena jakom bukom unutar pumpe opisanom poput bruenja, zatim gubitkom kapaciteta pumpe jer parni mjehurii u lopatici radijalnog rotora i kuitu pumpe zauzimaju prostor kapljevine te isto tako i rupiastim oteenjima dijelova pumpe kao to su materijali odstranjeni raspadom parnih mjehuria. Sa stanovita energije kapljevine na ulaznoj strani pumpe ovo je vrlo vano.

Kada promatramo rad pumpnog postrojenja dinami-ke turbopumpe koja se upotrebljava u vatrogasne svrhe zapravo promatramo njegovu geodetsku usisnu visinu pumpe (Hu geo). Ona predstavlja geodetsku razliku izmeu sredita rotacije ulaza prvog rotora centrifugalne pumpe i razine vode na usisnoj strani u uvjetima barometarskog tlaka (pb) od 1013 mbara i temperature kapljevine (t) od +4 C. Za potrebe ispitivanja takvih dinamikih turbo-pumpi u sluaju odstupanja barometarskog tlaka i tempe-rature kapljevine u obzir se uzima ispravljena (korigirana) geodetska usisna visina pumpe (HS geo). Ona se izraava na sljedei nain:

Hu geo (m) = Hu geo 10,25 + 0,0102 (pb -pva)

(VI)

(VII)


58


pri emu (pb) predstavlja barometarski tlak izraen u mbar, a (pva) tlak isparavanja kapljevine. Nazivna geodet-ska usisna visina (Hu geo N) predstavlja razliku izmeu sre-dita ulaza prvog rotora centrifugalne pumpe gledano u smjeru protoka kapljevine i razine vode na ulaznoj strani pumpe. Ona se takoer odreuje pri barometarkom tlaku od 1013 mbar i temperaturi vode (t) od +4 C kao to je to odreeno pri nazivnom volumnom protoku. U sluaju odstupanja lokalnog barometarskog tlaka (pb) kao i tem-perature kapljevine, ispravljena geodetska nazivna usisna visina (Hu geo N) odreuje se na sljedei nain:

Hu geo N (m) = Hu geo N 10,25 + 0,0102 (pb -pva)

Geodetska usisna visina pumpnog postrojenja direktno utjee na visinu dobave pumpe. Meutim kod manjih usi-snih visina taj utjecaj je manji nego kod veih usisnih visi-na. Visina dobave pumpe predstavlja poveanje specifine mehanike energije kapljevine u pumpnom postrojenju i ona odgovara razlici energija na izlazu i ulazu pumpe. Kod vrlo malih usisnih visina, ili kod vrlo malih pozitiv-nih manometarskih tlakova na ulazu pumpe, visina do-bave pumpe moe se zbog jednostavnosti njena izrauna poistovjetiti energijom tlaka kapljevine na izlazu pumpe. Meutim kod veih usisnih visina to poistovjeenje se ba ne moe primijeniti. Svi tlakovi kapljevina pumpnih po-strojenja dinamikih turbopumpi izraeni su kao mano-metarski tlakovi. Jedina razlika meu njima je to se na ulazu pumpe oni mogu javljati kao pozitivni ili negativni manometraski tlakovi dok su na izlazu pumpe uvijek pozi-tivni manometarski tlakovi. Njihova razlika upravo pred-stavlja visinu dobave pumpe. Dakle centrifugalne vatroga-sne pumpe unutar bilo kojeg pumpnog postrojenja moraju biti sposobne predavati mehaniku energiju kapljevini bez obzira dali na ulaznoj strani pumpe vlada podtlak ili pre-tlak. Dinamike turbopumpe s radijalnim rotorima koje se upotrebljavaju u vatrogasne svrhe normirane su dvje-ma europskim normama koje su u Republici Hrvatskoj od strane Hrvatskog zavoda za norme prihvaene u izvorniku i objavljene kao hrvatske norme (NRH EN 1028-1, i HRN EN 1028-2).

Slijedom navedenog, centrifugalne pumpe u pumpnom postrojenju mogu raditi uz dva razliita stanja kapljevine na ulazu pumpe. Promatrajui karakteristike centrifugal-ne pumpe svakako je povoljnije da pumpa radi u uvjeti-ma pretlaka na ulazu pumpe. Centrifugalne pumpe koje su trajno ugraene u nekom pumpnom postrojenju i koje

(VIII)

59

slue za napajanje nekog sustava vodom uglavnom su po-praene velikim spremnicima odreenog kapaciteta kao neiscrpnim izvorima vode koji se za potrebe rada pum-pnog postrojenja mogu puniti pomou hidrantaske mre-e. Meutim, ima i tehnikih rijeenja u kojima su pumpe trajno ugraene u sklopu prirodnih bunara koji svojim kapacitetom mogu biti neiscrpan izvor vode. U takvim sluajevim tijekom svog rada centrifugalna mora izvriti poetnu dobavu vode u kuite pumpe.

Dakle, osnovna namjena centrifugalne pumpe je po-veanje mehanike energije kapljevine. To znai da je na izlazu pumpe ukupna energija kapljevine promatrana kroz njenu kinetiku energiju i energiju tlaka kapljevine. To je zbog toga to se potencijalna energija kapljevine moe iskazati energijom tlaka kapljevine i obrnuto. Meutim ukupna energija kapljevine na tlanom izlazu moe biti izraena samo kao energija tlaka. To nije dobro za rad pumpe u pumpnom postrojenju i tu radnu toku svaka-ko treba izbjegavati. Ovakvim dugotrajnim radom pumpe sva mehanika energija kapljevine pretvara se u toplinsku energiju. Isto tako, uz odreene uvjete ukupna energija kapljevine na izlazu pumpe moe biti izraena na nain da se veim dijelom javlja kao kinetika energija, a vrlo malim dijelom kao energija tlaka kapljevine. Za takve izla-zne karakteristike pumpnog postrojenja ne moemo rei da su one za pumpu tetne ve su one objektivno reeno poeljne i korisne moda vrlo rijetko i to za tono odre-ene potrebe pumpnog postrojenja. Veina vatrogasnih dinamikih turbopumpi s radijalnim rotorima na tlanom izlazu ipak treba ostvarivati odreenu i kinetiku energiju i energiju tlaka kapljevine.

1. Fancev, M., Franji, K. (1988): Tehnika enciklopedija, Leksikografski zavod Miroslav Krlea, Zagreb, svezak br. 11, str.307-340

2. EN 1028-1:2002+A1:2008-Fire-Fighting pumps, Fire-Fighting centrifugal pumps with primer, Part 1: Classifica-tion-General and Safety requirements

3. http://centrifugal-pump.org/pump_types.html4. http://centrifugal-pump.org/pump_basic.html5. http://people.clarkson.edu/~wwilcox/Design/centpump.

pdf6. http://www.pumpschool.com/applications/NPSH.pdf7. http://www.engineeringtoolbox.com/npsh-net-positive-

suction-head-d_634.html

LITERATURA References


zupancic i oblici energija kapljevine pumpnih postrojenja dinamickih turbopumpi s radijalnim...

Documents