축류 펌프

산업용 축류 펌프

축류 펌프(Axial-flow pump, AFP)는 기본적으로 파이프에 있는 프로펠러(축류 임펠러)로 구성된 일반적인 유형의 펌프입니다.프로펠러는 파이프 내의 밀폐된 모터 또는 외부에서 파이프에 장착된 전기 모터 또는 가솔린/디젤 엔진 또는 파이프를 관통하는 직각 구동축에 의해 직접 구동될 수 있습니다.

펌프를 통과하는 동안 유체 입자는 펌프의 입구('흡입')와 출구('배출')의 반지름 변화가 매우 작기 때문에 반경 위치가 변경되지 않습니다.따라서 "축" 펌프라는 이름이 붙습니다.

작동

축류 펌프의 속도 삼각형

축류 펌프는 케이싱 내에서 구동하는 프로펠러형 임펠러를 가진다.축류 펌프의 압력은 임펠러 날개 위로 액체가 흐르면서 발생합니다.오일은 임펠러 샤프트와 평행한 방향으로 밀어집니다. 즉, 유체 입자가 펌프를 통과하는 과정에서 반경 위치가 변경되지 않습니다.이를 통해 오일이 임펠러에 축 방향으로 유입되고 오일이 거의 축 방향으로 배출됩니다.축류 펌프의 프로펠러는 모터에 의해 구동됩니다.

메모들

고정식 디퓨저 베인은 임펠러 배출 속도의 회전 성분( $V$ $V_{\rm {w2}}$ 2 $V_{\rm {w2}}$ 을 제거하고 에너지를 압력으로 변환하는 데 사용됩니다.
임펠러 베인은 조정할 수 있습니다.
기계에는 사전 회전을 제거하고 흐름을 순수하게 축 방향으로 만들기 위해 사전 진입 베인이 장착될 수 있습니다.

단위중량당^[1] 유체 작업 완료 = $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ ( $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ w $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ - $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ 1) $U{\frac {(V_{\rm {w2}}-V_{\rm {w1}})}{g}}$ ${\$ U ${\rm {w2}}-V_{\rm$ { $w1}}}$ { $g}}$

$U=U_{\rm {2}}=U_{\rm {1}}$ 서 U $U=U_{\rm {2}}=U_{\rm {1}}$ $U=U_{\rm {2}}=U_{\rm {1}}$ 2 $U=U_{\rm {2}}=U_{\rm {1}}$ $U=U_{\rm {2}}=U_{\rm {1}}$ 1 {\ $displaystyle$ U $=U_{\rm {2$ }} $=$ $U_{\rm {1}}$ 은 $U=U_{{{\rm {2}}}}=U_{{{\rm {1}}}}$ (는) 블레이드 속도입니다.

$V_{\rm {w1}}=0$ 에너지 전달을 위해 $V_{\rm {w1}}=0$ w $V_{\rm {w1}}=0$ $V_{\rm {w1}}=0$ ( $디스플레이$ 스타일 $V_{\rm$ { $w1$ }} $= 0$ $V_{\rm {w1}}=0$ $\alpha _{\rm {1}}=90\deg$ $\alpha _{\rm {1}}=90\deg$ 1 $\alpha _{\rm {1}}=90\deg$ $\alpha _{\rm {1}}=90\deg$ deg $(디스플레이$ 스타일 $\alpha$ _ {\ $rm {1$ } = $90$ \ $rm$ {1} $=$ 90 \ deg )

따라서 출구 속도 삼각으로부터, 우리는

$\displaystyle V_{\rm {w2}}=U-V_{\rm {f2}}\cot \cot _{\rm {2}}$

따라서 Axial flow pump에 의한 단위중량당 최대 에너지 전달량 $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ - $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ cot $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ ) $U{\frac {(U-V_{\rm {f2}}\cot \beta _{\rm {2}})}{g}}$ g {\ $displaystyle$ U ${(U-V_{\rm$ { $f2}})\cot \cot$ _ ${\rm$ {2 $}}}{g}}}$

블레이드 설계

축류 펌프의 블레이드가 꼬여 있습니다.

액셜 플로우 펌프에서 블레이드는 유체가 ^[2]흐르고 압력이 발생하는 에어포일 부분을 가진다.일정한 흐름을 위해 V $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ 1 $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ $V_{\rm {f1}}=V_{\rm {f2}}=V_{\rm {f}}$ f ${\$ } = $V_{\rm {f2$ } = $V_{\rm {f}}$ 가 있습니다.

따라서 단위 중량당 유체에 대한 최대 에너지 전달은

$U{\frac{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}}{g}$

블레이드의 전체 스팬에서 일정한 에너지 전달을 위해서는 위의 방정식이 $r$ 의 $r$ 값에 대해 일정해야 합니다. 단, $U^{2}$ 2(\ $displaystyle$ U $^{2$ $r$ 는 $U^{2}$ $반지름$ r의 증가에 따라 증가하므로 U $UV_{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}$ $UV_{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}$ $UV_{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}$ 의 증가와 $UV_{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}$ 한 값을 유지합니다. $UV_{\rm {f}}\cot \beta _{\rm {2}}$ {\ $displaystyle$ UV_ ${\rm$ { $f}}\cot \beta$ _ ${\rm {2}}$ 이 $UV_{{{\rm {f}}}}\cot \beta _{{{\rm {2}}}}$ (가) 실행되어야 합니다 $.$ $V_{\rm {f}}$ f $V_{\rm {f}}$ {\ $displaystyle V_{\rm {f}}$ 는 $V_{{{\rm {f}}}}$ 일정하므로 cot $\cot \beta _{\rm {2}}$ {\ $displaystyle \cot \beta$ _ ${\rm {2}}}$ 는 $\cot \beta _{{{\rm {2}}}}$ r {\ $displaystyle$ r $r$ 의 증가에 따라 증가해야 하므로 반지름이 변화함에 따라 블레이드가 비틀립니다.

특성.

축류 펌프의 특성 곡선.빨간색 선은 다양한 블레이드 피치에서 다른 성능을 나타내고 파란색 선은 흡수된 전력을 나타냅니다.

Axial Flow Pump의 특성은 그림과 같습니다.그림과 같이 제로 유량 헤드는 펌프의 최적 효율점 헤드의 3배까지 가능합니다.또한 유량이 감소함에 따라 전력 요구량이 증가하며, 제로 유량으로 최대 전력이 소비됩니다.이 특성은 유량이 증가함에 따라 전력 요구량이 증가하는 방사형 유량 원심 펌프와는 반대입니다.또한 피치가 높아짐에 따라 전력 요구량과 펌프 헤드가 증가하므로 시스템 상태에 따라 펌프가 조정되어 가장 효율적인 작동을 제공할 수 있습니다.

이점

축류 펌프의 주요 장점은 비교적 낮은 헤드(수직 거리)^[3]에서 상대적으로 높은 배출량(유량)을 갖는다는 것입니다.예를 들어, 일반적인 방사형 유량 또는 원심 펌프에 비해 4미터 미만의 리프트에서 최대 3배 많은 물과 기타 유체를 펌핑할 수 있습니다.또한 프로펠러 피치를 변경하여 저유량/고압 및 고압/저압에서 피크 효율로 작동하도록 쉽게 조정할 수 있습니다(일부 모델만 해당).

액셜^[4] 펌프에서 오일의 회전 효과가 그리 심하지 않고 임펠러 블레이드의 길이도 짧습니다.이를 통해 유체역학적 손실이 줄어들고 단계 효율성이 높아집니다.이러한 펌프는 기존 펌프 중 크기가 가장 작으며 낮은 헤드와 높은 배출량에 더 적합합니다.

적용들

태국 모델 8인치 x 20피트 길이의 축류 펌프로 12마력의 이륜 트랙터로 작동하며 플라스틱 유연 공급 파이프를 통해 물을 관개수로에서 인근 논으로 끌어올린다.

AFP의 가장 일반적인 응용 프로그램 중 하나는 상업, 시 및 산업 소스의 오수를 처리하는 것이다.

돛단배에서 AFP는 밸러스트 항해에 사용되는 이송 펌프에도 사용된다.발전소에서는 주 응축기를 냉각하기 위해 저수지, 강, 호수 또는 바다에서 물을 펌핑하는 데 사용됩니다.화학 산업에서는 증발기나 결정제 등 대량의 액체를 순환시키는 데 사용됩니다.오수 처리에서 AFP는 내부 혼합액 재순환(즉, 질화 혼합액을 통기 구역에서 탈질 구역으로 이동)에 자주 사용된다.

농업과 어업에서 매우 큰 마력 AFP는 관개 및 배수용 물을 끌어올리기 위해 사용된다.동아시아에서는 수백만 마력(6-20HP)의 소형 모바일 유닛이 대부분 단일 실린더 디젤 및 가솔린 엔진으로 구동됩니다.그들은 소규모 농부들이 농작물 관개, 배수, 어업에 사용한다.임펠러 설계도 개선되어 현지 농업의 효율과 에너지 비용 절감 효과가 더욱 높아졌습니다.초기 디자인 2미터지만 요즘은 6미터 이상으로 올라가는 동안은 동력원(2륜 트랙터 사용된다 여러번)은 인접한 사진에서 보여지는 안전하고, 안정적인 위치에 보관할 수 있게 해 더 안전하게 물을 공급하기 위해"손을 뻗다" 수 있도록 수 있었다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ A Valan Arasu (2012). Turbo Machines (2nd ed.). Vikas Publishing House. p. 342. ISBN 9789325960084.
^ Rama S.R. Gorla; Aijaz A. Khan (2003). Turbomachinery Design and Theory (illustrated ed.). CRC Press. p. 59. ISBN 9780203911600.
^ Merle C. Potter; David C. Wiggert & Bassem H. Ramadan (2011). Mechanics of Fluids (4th ed.). Cengage Learning. p. 609. ISBN 9780495667735.
^ S M Yahya (2005). Turbines Compressors and Fans (3 ed.). Tata McGraw-Hill Education. p. 9. ISBN 9780070597709.

참고 문헌

SM Yahya "Turbines Compressor and Fans, 제3판", Tata McGraw-Hill Education, 2005년
발란 아라스 "터보 머신, 제2판" 비카스 출판사 Pvt.유한회사

[1] A Valan Arasu (2012). Turbo Machines (2nd ed.). Vikas Publishing House. p. 342. ISBN 9789325960084.

[2] Rama S.R. Gorla; Aijaz A. Khan (2003). Turbomachinery Design and Theory (illustrated ed.). CRC Press. p. 59. ISBN 9780203911600.

[3] Merle C. Potter; David C. Wiggert & Bassem H. Ramadan (2011). Mechanics of Fluids (4th ed.). Cengage Learning. p. 609. ISBN 9780495667735.

[4] S M Yahya (2005). Turbines Compressors and Fans (3 ed.). Tata McGraw-Hill Education. p. 9. ISBN 9780070597709.

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