ΥδροδυναµικέςΜηχανές Αντλίες Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας Τ.Ε.Ι. Κρήτης ηµήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης
Αντλίες Ορισµός Είναι οι µηχανές που χρησιµοποιούνται για να µετακινούν υγρά. Βασική ενεργειακή µετατροπή: Μία αντλία σε λειτουργία προσθέτει ενέργεια στο ρευστό µετατρέποντας Μηχανική ενέργεια κινητήρα Δυναμική και Κινητική ενέργεια Ρευστού
Κατάταξηαντλιώνµεβάσητην αρχήλειτουργίας
Κατάταξηαντλιώνµεβάσητην αρχήλειτουργίας Η επιλογή του τύπου της αντλίας γίνεται µε βάση: τύπουγρού θερµοκρασία πίεση παροχή θέση λειτουργίας διαθέσιµη ενέργεια. Στο µάθηµα των υδροδυναµικών µηχανών θα ασχοληθούµε κυρίως µε τις φυγοκεντρικές αντλίες.
Φυγοκεντρικέςαντλίες Η φυγοκεντρική αντλία είναι το πλέον διαδεδοµένο µηχάνηµα µε τη βοήθεια του οποίου προστίθεται ενέργειακατάτηροήτουρευστούαπότηναξονική περιοχήπροςτηνπεριφέρεια. Η προστιθέµενη ενέργεια αυξάνει, στη γενικότερη περίπτωση, τόσο τη στατική πίεση όσο και την απόλυτηταχύτητατουρευστού.
Φυγοκεντρικέςαντλίες Έχουν µεγάλη διάδοση επειδή: έχουνκαλήαπόδοση, µικρόόγκοκαιβάρος συνδέονται εύκολα µε διάφορους κινητήρες έχουν συνεχή και οµοιόµορφη κίνηση η πίεση και η παροχή δεν παρουσιάζουν διακυµάνσεις έχουν διάφορες δυνατότητες ρύθµισης της παροχής έχουν κόστος αγοράς και λειτουργίας χαµηλό έχουν µικρό αριθµό κινούµενων µερών, συνεπώς µεγάλη ασφάλειαλειτουργίας.
Φυγοκεντρικέςαντλίες ακτινικήςροής Τρόπος λειτουργίας: Καθώς η πτερωτή περιστρέφεται από τον κινητήρα, το υγρό µετακινείται από τη φυγόκεντρη δύναµη από το κέντρο προς την περιφέρεια και εκτινάσσεται στο σπειροειδές περίβληµα για να οδηγηθεί στη συνέχεια στο σωλήνα κατάθλιψης. Επειδή το υγρό µετακινείται από το κέντρο της πτερωτής προςτηνπεριφέρεια, ηπίεσηστοκέντροελαττώνεται. Νέαποσότηταυγρούκινείταιµέσααπότοσωλήνα αναρρόφησης προς το σηµείο χαµηλής πίεσης, δηλαδή το κέντροτηςπτερωτής. Έτσι δηµιουργείται µία σταθερή ροή από την αναρρόφηση προς την κατάθλιψη της αντλίας.
Φυγοκεντρικέςαντλίες ακτινικήςροής
Φυγοκεντρικέςαντλίες αξονικήςροής Τα περιστρεφόµενα πτερύγια είναι στερεωµένα στηνπλήµνηυπόγωνίαωςπροςτοεπίπεδοπου περνάει από τον κεντρικό άξονα, έτσι ώστε να εξασκούνώθησηστουγρόπουκινείταιαξονικά, δηλαδήκατάµήκοςτουάξονατηςαντλίας. Επειδή η πτερωτή έχει σχήµα έλικας, οι αντλίες αυτέςονοµάζονταικαιελικοφόρες.
Αντλίεςµικτήςροής Πολυβάθµιεςαντλίες Αντλίες µικτής ροής: Ηµορφήαυτώντωναντλιώνείναικάτιµεταξύτων αντλιών ακτινικής και αξονικής ροής. Πολυβάθµιες αντλίες: Ότανηεπιθυµητήπίεσηστηνέξοδοτηςαντλίαςείναι αρκετά µεγάλη, γίνεται εφαρµογή των πολυβάθµιων αντλιών, µε περισσότερες από µια πτερωτές και η είσοδος του ρευστού στην εκάστοτε πτερωτή είναι η έξοδος του ρευστούαπότηνπροηγούµενηπτερωτή.
Επιλογήφυγοκεντρικήςαντλίας Επιλογήφυγοκεντρικήςαντλίαςακτινικής, αξονικής και µικτής ροής: ακτινικής ροής: σε µεγάλα µανοµετρικά αξονικής ροής: σε µεγάλες παροχής µικτής ροής: σε µέσες παροχές και µέσα µανοµετρικά.
Αντλίαθετικήςµετατόπισης Αρχή λειτουργίας Οιαντλίεςαυτέςπαραλαµβάνουντουγρόαπότοσωλήνα αναρρόφησης και το µετατοπίζουν στο σωλήνα κατάθλιψης µε κάποιο κινούµενο στερεό σώµα που κινείταιµέσασεειδικόπερίβληµα. Το υγρό εξαναγκάζεται να µετατοπιστεί ανεξάρτητα από τηνυδραυλικήαντίστασητωνσωλήνωνµεταφοράς. Για αυτό και σε εγκαταστάσεις που χρησιµοποιείται αντλία θετικής µετατόπισης, δεν µπορούµε να µειώσουµε την παροχή µε στραγγαλισµό. Η παροχή παρουσιάζει διακυµάνσεις λόγω της περιοδικής κίνησηςτουεµβόλου (παλινδροµικέςαντλίες).
Αντλίεςθετικήςµετατόπισης Παλινδροµικές
Αντλίεςθετικήςµετατόπισης Περιστροφικές
Αντλίεςθετικήςµετατόπισης Περιστροφικές
Αντλίεςθετικήςµετατόπισης Περιστροφικές
Επιλογήτύπουαντλίας Η επιλογή τύπου αντλίας γίνεται ανάλογα µε: τη δυνατότητα αυτόµατης αναρρόφησης τη θερµοκρασία του υγρού τοείδοςτουυγρού τοείδοςτηςκίνησης τη θέση λειτουργίας και το βάθος άντλησης.
Κριτήριαεπιλογήςαντλίας Μεγάλο ιξώδες: αντλίες θετικής µετατόπισης. Μίγµατα στερεών µε υγρά: φυγοκεντρικές αντλίες. Αφρώδη και ευπαθή υγρά: αντλίες θετικής µετατόπισης γιατί οι υψηλές ταχύτητες και οι στροβιλισµοί των φυγοκεντρικών αντλιών τα καταστρέφουν. Οι φυγοκεντρικές αντλίες δεν έχουν αυτόµατη αναρρόφηση και µπορούν να ρυθµιστούν µε στραγγαλιστικές βαλβίδες. Οι αντλίες θετικής µετατόπισης έχουν αυτόµατη αναρρόφηση και δεν µπορούν να ρυθµιστούν µε στραγγαλισµό.
Κριτήριαεπιλογήςαντλίας Αντλίεςπόσιµου, ζεστούνερού, θάλασσας, τροφοδοτικού νερού λεβήτων είναι συνήθως φυγοκεντρικές αντλίες µε ανάλογη επιλογή υλικών για κάθε περίπτωση. Για µεταφορά καυσίµων και λιπαντικών συνήθως χρησιµοποιούνται περιστροφικές αντλίες µετατόπισης επειδή τα υγρά αυτά είναι καθαρά και έχουν λιπαντική ικανότητα. εν αποκλείονται και οι φυγόκεντρες αντλίες, ιδίως όταν χρειάζονται µεγάλες παροχές, π.χ. αντλίες φορτίου των πετρελαιοφόρων πλοίων
Κριτήριαεπιλογήςαντλίας Για αντλίες ποτών και τροφίµων χρησιµοποιούνται φυγόκεντρες αντλίες οι οποίες κατασκευάζονται απόειδικάµέταλλαόπωςανοξείδωτουςχάλυβες. Οι εσωτερικές επιφάνειες είναι λείες και έχουν εύκολη αποσυναρµολόγηση για να καθαρίζονται εύκολα.