Hydrauliska Strömningsmaskiner

Hade ett pumphjul ett oändligt antal skovlar skulle strömningen naturligtvis vara tvungen
att följa skovelvinkeln. I verkligheten är antalet skovlar begränsat (vanligtvis 1−9 st). Mellan
skovlarna uppstår en virvel överlagrad huvudströmmen. Härigenom minskas den verkliga
utströmningsvinkeln β2 vilket medför att energiökningen hos vätskan blir mindre än den
teoretiska med oändligt antal skovlar, kurvorna 1 och 2 i figur 2.7.2. Denna prestandasänkning
utgör ingen energiförlust ty axelmomentet och därmed ingående effekten sänks med
motsvarande belopp.
Strömningsförlusterna utgörs av störningsförluster och friktionsförluster. Väggfriktionen,
kurva 3, som ökar kvadratiskt med volymströmmen Q reducerar kurvan 2 till 4. Störningsförlusterna
beror i huvudsak på att anströmningen mot skovlarna endast är gynnsam vid
konstruktionsvolymströmmen. Då är relativhastigheten parallell med skoveln i inloppet. Vid
såväl större som mindre volymström blir anströmningen sned med ökade förluster som följd,
se kurva 5. Dessa störningar i strömningen reducerar kurva 4 till kurva 6, som ger en bild av
en verklig pumpkurva. Pumpkurvan kan vara stabil − heldragen kurva 6 − eller labil −
streckad kurva 6' − då olika pumpar alltefter konstruktionen ger olika utseende på störningsförlustkurvan,
5− 5'.
Figur 2.7.2 Reduktion av teoretisk pumpkurva på grund av förluster m.m.
2.7.2 Pumpdiagram
Den huvudsakligaste arbetsuppgiften för pumpar var vid deras tillkomst att uppfordra vatten
från någon lägre liggande nivå till någon högre belägen. Detta medförde att nivåskillnaden
syntes utgöra ett naturligt och praktiskt mått på pumpens arbetsförmåga. Den ”nyttiga” energi
som pumpar överför till vätskan redovisas därför som en uppfordringshöjd. Uppfordringshöjden
erhålls som fluidens specifika energiökning dividerad med jordaccelerationen, jämför
med ekvation (2.7.1).
H
= P
g
ε
16
(2.7.3)