Који су фактори који утичу на перформансе хидрауличких пумпа?

Унутрашњи губици ефикасности у хидрауличким пумпама

Ефикасност хидрауличне пумпе директно утиче на оперативне трошкове и поузданост система, са три примарне категорије губитака који смањују перформансе.

Волуметријски губици: Ефекти унутрашњег цурења и компресибилности течности

Када течност пролази кроз мале празнине између покретних делова и њиховог корпуса, природно се смањује количина потока који се испоручује. Проблем се погоршава зато што се течности могу заправо компресирати под притиском, мењајући своју запремину у зависности од притиска система, што је посебно приметно у системима који раде на високим нивоима притиска. Старије пумпе имају тенденцију да временом изгубе око 15 до 30 посто више течности због хабања. Нове пумпе обично раде са око 95% ефикасности, али након година рада, многе падају испод 80% ефикасности према подацима Инжењерске алатке из 2023. године. Шта ће се догодити? Пумпа мора да ради више да би произвела исту количину излаза, што значи да рачуни за енергију порастају знатно, понекад чак и за четвртину више него што би требало.

Механички губици: тријање, зношење лежаја и подношење печати

Гртње се дешава на тим клизне делове сви ми добро знамо као лежајеви, пистоне, и зубе за мењач, и ово гртње једе између 7 и 12 посто било коју енергију која се ставља у систем. Када се лежаји почеју знојати, стварају много више тркачког момента, понекад чак и 40% додатног отпора. И немој ме ни да учиним да причам о тим старим печатима. Они пуштају у све врсте нежељених сила повлачења које могу смањити механичку ефикасност за око 8% када се баве ситуацијама високе притиске. Шта све ово значи? Па у суштини, оно што је некада била продуктивна енергија се само претвара у топлоту уместо да креће течности где треба да иду. Ова топлота укупљање убрзава зношење на компонентама широм плоче. Зато су редовне проверке смазања веома важне за спречавање да металне површине директно се бруше једна против друге и одржавање добре укупне перформансе машине.

Хидраулични губици: турбуланције, одвајање струје и отпор клапана

Неефикасни хидраулични системи често су резултат проблема као што су турбуленције унутар капи, одвајање струје у оштрим угловима или изненадне промене величине, плус губитак притиска кроз контролне вентили. Када се течност турбулантно креће, она се претвара у изгубљену топлоту. Одвојеност струје ствара те досадне вихре које у основи краду кинетичку енергију из система. И не заборавимо ни о отпорности вентила, посебно са правним контролама где губици могу да поједу око 20% укупног притиска система понекад. Да би се све одржавало без проблем, инжењери треба да се усредсреди на боље дизајне капи, да размотрију постављање већих или нижих делта-П вентила кад је то могуће, и да углавном пазе на оне изненадне промене у цевима које нарушавају природни модел проток. Ове прилагођавања много доприносе одржавању жељеног ламинарног протокног стања који је од кључног значаја за добру хидрауличку перформансу.

Хидрауличка својства течности и њихов утицај на перформансе пумпе

Улога вискозитета у запљушивању, лубрикацији и обимној ефикасности

Правила вискозитет игра кључну улогу у одржавању исправног запечатања, доброг мазивања и управљање како течности тече кроз системе. Када је вискозитет савршен, ствара јак заштитни слој између делова који се блиско спајају, што помаже да се спрече цурење унутар система. Ово је веома важно, јер превише цурења може смањити обимну ефикасност за око 15 одсто у системима под високим притиском према Извештају о динамици флуида из 2023. године. Добра вискозитет такође држи лежајеве и пломбе добро подмазаним, смањујући зношење узроковано тријењем и истовремено штедећи енергију. С друге стране, ако је течност претпуна, она ће пролазити више и не пружати довољно заштите. Али када је превише дебљи, систем мора да ради теже против отпора, користећи више енергије него што је потребно. Следећи шта произвођачи препоручују за ниво вискозности није само важно за максималну ефикасност ових система, већ заправо помаже компонентама да трају дуже пре него што им треба замена.

Измена вискозитета изазвана температуром и ефикасност у најбољој тачки ефикасности (БЕП)

Промене температуре заиста нарушавају вискозитет течности, што утиче на перформансе пумпа у њиховој Точки најбоље ефикасности (БЕП) где користе најмање енергије за сваку јединицу проток. Када температура порасте за око 30 степени Целзијуса, течност постаје пола дебела. То погоршава унутрашње цурење и одбацује операције од сладке тачке коју зовемо БЕП. Према неким истраживањима из Студије топлотне ефикасности 2023. године, овакав прелаз би могао смањити ефикасност система за око 10%. Топла клима растира течност, што чини да пломбе раде теже и смазање је мање ефикасно. Хладна средина чини супротно, што доводи до тога да течности постану дебљи и стварају већи отпор проток, док се извлачи додатна снага. Зато се многи објекти сада одлучују за течности са високим индексом вискозитета (HVI). Ови специјални формулатори помажу да ствари раде глатко у близини БЕП-а чак и када температуре флуктују. Такође смањују проблеме као што су оштећења кавитацијом и превише брзо знојање делова, што штеди новац у трошковима одржавања током времена.

Услови рада: кавитација, НПСХ и рад ван пројекта

Механизми кавитације и захтеви за критичне маржине НПСХ за поуздани рад хидрауличне пумпе

Када притисак у течности падне испод онога што је потребно да би се одржала течност, дешава се кавитација. То ствара мале бубрежне мехуриће које се затим снажно раскидају док се враћају у подручја са вишим притиском. Оно што следи су ти мали струјеви силе и снажни удари који се износију на важним деловима као што су покретачи, корпуси пумпа и контролни вентили. Студије показују да ова оштећења могу смањити ефикасност система за око 12 одсто и заиста нарушити колико поуздана опрема остаје током времена према недавним истраживањима. Да би се то спречило, управљање нечим што се зове Нето Позитивна Сукција или НПСХ постаје апсолутно критично за одржавање исправног рада.

• Уколико је потребно, НПСХ је минимална усмицавачка глава коју пумпа захтева да би се избегла испаравање
• НПСХ доступан (НПСХА) је стварна усјећачка глава коју снабдева систем
• Кавитација постаје вероватнои штетнокада НПСХА пада испод НПСХР

Операција ван пројектапосебно у условима ниског протока, високе температуре течности или повећаног отпора системапогоршава пад притиска и формирање мехурака. Одржавање 25% безбедносне маржине изнад НПСХР произвођача је широко признато као најбоља пракса за индустријску поузданост. Кључне стратегије укључују:

Рутинска инспекција сисача, одговарајућа дубина потопања резервоара и праћење трендова притиска на улазу су од суштинског значаја за очување ове границе безбедности.

Превентивно одржавање и интегритет компоненти за одрживу перформансу хидрауличке пумпе

Очигледно је да је праћење одржавања пре него што се појаве проблеми један од најбољих начина да хидрауличне пумпе раде ефикасно дуже. Када техничари убрзо примећују знаке зноја на запљуцима, лежајима или на површинама пистона, спречавају да се на путу развијају већи проблеми. Нико не жели да се случаје неочекиване отказиве које коштају време и новац. Чиста течност је такође важна. Нечиста и остаци у систему се брже од нормалног одмарају на компоненте и ослабе заштитне филмове између покретних делова. Према истраживању објављеном прошле године у часопису Fluid Power Journal, редовна промена филтера у комбинацији са периодичним тестирањем течности може у ствари продужити животни век компоненти за око четвртину. Многи објекти сада прате ствари као што су разлике притиска током времена, посматрају обрасце вибрација и прате флуктуације температуре у својим течностима. Ова посматрања помажу у уочавању малих проблема пре него што се претворе у велике главне болове или потпуне системне отказе. У фабрикама које примењују такву врсту пажљиве стратегије одржавања обично се дешава око тридесет посто мање изненадних прекида, а све то док опрема ради на најбољи могући начин чак и у тешким условима рада.

Често постављене питања

Које су главне врсте губитака у хидрауличним пумпама?

Хидрауличке пумпе доживљавају обимне, механичке и хидрауличке губитке. Волуметријски губици настају из унутрашњег цурења и компресибилности течности, механичких губитака од тријања и зноја, и хидрауличких губитака од турбуленције и отпора клапана.

Како вискозитет утиче на перформансе хидрауличне пумпе?

Вискозност игра кључну улогу у запечатању и ефикасности подмазивања. Правилни ниво вискозитета спречава цурење, смањује зношење и одржава ефикасност система. Промене вискозитета због промена температуре могу значајно утицати на ефикасност пумпе.

Шта је кавитација и зашто је штетна за хидрауличке системе?

Кавитација се јавља када пад притиска омогући формирање бура и колапс бура, оштећујући компоненте као што су покретачи и вентили. Смањује ефикасност и поузданост система, чинећи управљање НПСХ-ом кључним.

Зашто је превентивно одржавање важно за хидрауличне пумпе?

Превентивно одржавање помаже да се рано идентификује знојење, спречавајући веће проблеме и неочекиване неуспехе. Редовно одржавање осигурава чисту течност и смањује зношење компоненти, продужавајући животни век опреме и поузданост.