Hydrauliska Strömningsmaskiner

7. FÖRLUSTER OCH VERKNINGSGRADER
Varje strömningsmaskin som installeras i en anläggning skall prestera det arbete som köparen
specificerat. Beroende på anläggningens storlek kommer köparen att ställa olika krav på att
arbetet uträttas med god verkningsgrad, dvs små förluster.
I stora anläggningar med höga installations- och driftskostnader är det ett krav att
anläggningens driftpunkt sammanfaller med strömningsmaskinens gynnsammaste arbetspunkt
dvs arbetspunkten vid maximal verkningsgrad, nominella punkten.
För små strömningsmaskiner har verkningsgradsbegreppet en något annorlunda betydelse.
Här är driftkostnaderna relativt små och köparen väger in krav på {\it lång livslängd och lågt
pris}. Tillverkaren får således försöka att spara på material och tillhandahålla väl planerade
standardstorlekar. Dessa standardstorlekar kan väljas så att strömningsmaskiner vid varje
installation kommer att arbeta nära nominella punkten, dvs med god verkningsgrad.
Vilka faktorer bestämmer en strömningsmaskins verkningsgrad? Svaret på den frågan är
omfattande ty den resulterande totala verkningsgraden är beroende av ett flertal olika slag av
förluster. De förluster som beror av strömningens utseende inom maskinen har diskuterats i
kapitel 6. Därav följer att denna typ av förluster, skovelförluster är beroende av den aktuella
volymströmmens storlek. Variationerna hos förlusterna är sådana att även verkningsgraden är
en funktion av volymströmmen.
Förlusterna, av vilka en del är komplicerat sammankopplade med varandra, kan delas upp i
tre huvudgrupper
• Mekaniska förluster
• Läckageförluster
• Hydrodynamiska förluster (i fallet fläktar ersätts ordet hydrodynamiska mot aerodynamiska)
7.1 Mekaniska förluster
De mekaniska förlusterna härrör från friktion i lager och axeltätningar, figur 7.1.1a. Eftersom
lagerförlusterna varierar med belastningen kan man, vid konstruktionen av
strömningsmaskinen, minska förlusterna genom att försöka minimera den uppkommande
lagerbelastningen. Det är i huvudsak axialkrafterna på radialhjul som man har möjlighet att
balansera ut, se avsnitt 3.5.1.
Lagermomentet varierar med rotorvarvtalet n som n k där k är ett tal mellan 0 och 1. Detta leder
till att de procentuella mekaniska förlusterna är mera dominerande vid låga varvtal.
7.2 Läckageförluster
Läckaget består av inre och yttre läckage, figur 7.1.1b. Så länge som axeltätningarna är intakta
är det yttre läckaget (normalt) försumbart ur verkningsgradssynpunkt.
Det inre läckaget är beroende av pumpkonstruktionen. I pumpar med öppna pumphjul
uppstår läckage över skoveltoppen, se figur 7.2.1a.
Motsvarande läckage vid slutna hjul är det som passerar tillbaka på utsidan av bandskivan,
figur 7.2.1b. Har man avlastningshål i navskivan ökar läckaget till ungefär det dubbla, figur
7.2.1c.
87