Een centrifugaalpomp is een machine die rotatie gebruikt om snelheid aan een vloeistof te geven en die snelheid vervolgens omzet in debiet.
Laten we die definitie eens in onderdelen opsplitsen, zodat we ze stuk voor stuk kunnen bekijken:
- Een centrifugaalpomp is een machine.
- Een centrifugaalpomp maakt gebruik van rotatie om een vloeistof snelheid te geven.
- Een centrifugaalpomp zet snelheid om in debiet.
“Een centrifugaalpomp is een machine.” Elke centrifugaalpomp bestaat uit een geheel van mechanische onderdelen die de werking van de pomp mogelijk maken. Deze mechanische assemblage omvat de pompas die op lagers is gemonteerd, het afdichtingsmechanisme dat ervoor zorgt dat de pomp niet te veel lekt, constructiedelen die zijn ontworpen om de spanningen en belastingen aan te kunnen die tijdens het gebruik op de pomp worden uitgeoefend, en slijtvlakken waarmee de pomp kan worden gerepareerd en weer aan de oorspronkelijke specificaties kan worden aangepast.
“Een centrifugaalpomp gebruikt rotatie om snelheid aan een vloeistof toe te voegen.” Elke centrifugaalpomp bevat een waaier. De waaier is het hydraulische onderdeel dat roteert om de verpompte vloeistof snelheid te geven.
“Een centrifugaalpomp zet snelheid om in debiet.” Elke centrifugaalpomp heeft een pomphuis. Het pomphuis is de hydraulische component die de snelheid van de waaier opvangt en de verpompte vloeistof naar de afvoer leidt.
Op het meest fundamentele niveau bestaat een centrifugaalpomp uit slechts deze drie onderdelen:
- Een waaier die draait en snelheid aan een vloeistof geeft.
- Een omhulsel dat de door de waaier opgewekte snelheid opvangt en omzet in een stabiele stroming.
- Een samenstel van mechanische onderdelen dat het mogelijk maakt dat de waaier in het pomphuis kan ronddraaien.
Centrifugaalpompwaaiers
De waaier van een centrifugaalpomp wordt snel rondgedraaid om de verpompte vloeistof snelheid te geven.
Als je nog nooit een pompwaaier hebt gezien, stel je dan een bootschroef voor.
Als een bootschroef wordt rondgedraaid, geeft hij de vloeistof eromheen snelheid. Als de vloeistof beweegt, dwingt die snelheid de schroef voorwaarts in het water te bewegen.
Stel je nu eens voor wat er zou gebeuren als de boot op zijn plaats verankerd zou zijn, stevig genoeg om te voorkomen dat de boot beweegt. Stel je vervolgens voor dat de snelheid die door de bootschroef wordt gegenereerd, wordt beheerst en gecontroleerd, zodat er een waterstroom ontstaat die je kunt richten waarheen je wilt.
In feite is wat we zojuist hebben beschreven een centrifugaalpomp – in feite lijkt een axiale stromingspomp in belangrijke mate op wat we zojuist hebben beschreven.
In een centrifugaalpomp heb je een waaier die snel ronddraait en snelheid aan de vloeistof in de pomp verleent, net zoals een bootschroef snelheid verleent aan het water in een meer. Het pomphuis is het deel van de opstelling dat die snelheid opvangt, regelt en in een nuttige richting stuurt.
Elke waaier heeft 1 of meer schoepen die vanuit het midden, of de naaf, van de waaier naar de buitendiameter uitlopen. Wanneer de waaier draait, zorgt de centrifugale kracht ervoor dat de vloeistof snel vanuit het midden van de waaier langs de schoepen beweegt en vervolgens de waaier verlaat aan de buitenste diameter. Het resultaat is dat de verpompte vloeistof de omtrek van de waaier met een zeer hoge snelheid verlaat.
Er zijn veel verschillende soorten centrifugaalpompwaaiers. De meest voorkomende soorten pompwaaiers worden besproken in ons artikel Fundamentele pomponderdelen: Voluten, omhulsels en waaiers.
Centrifugaalpompomhulsels
Het omhulsel van de centrifugaalpomp is het onderdeel van de pomp dat alle snelheid die door de draaiende waaier wordt gecreëerd, omzet in een gecontroleerde en stabiele stroom en deze via het afvoerpunt uit de pomp leidt.
Het meest voorkomende type pomphuis heet een voluut en lijkt op een slakkenhuis.
De waaier bevindt zich in het pomphuis. Zoals u in de afbeelding hierboven hebt gezien, is de waaier echter niet in het midden van de spiraal geplaatst
In plaats daarvan is de waaier zo geplaatst dat de buitendiameter van de waaier zich het dichtst bij de spiraal bevindt op het punt net voorbij de uitstroomopening. Dit punt waar de waaier zich het dichtst bij de spiraal bevindt, wordt het snijwater genoemd.
Beginnend bij het snijwater, wordt de afstand tussen de spiraal en de waaier geleidelijk groter naarmate we verder om de waaier heen bewegen, totdat we het uitstroompunt bereiken. Deze gestage expansie van het gebied rond de waaier betekent dat de druk van de kleinste naar de grootste speling toeneemt en dat de toenemende druk de vloeistof uit het uitstroompunt duwt.
We hebben in dit artikel slechts kort het onderwerp pompbehuizingsontwerp aangeroerd. Meer informatie over de meest voorkomende typen pomphuizen is te vinden in ons artikel Fundamentele pomponderdelen: Voluten, omhulsels en waaiers.
Centrifugaalpompen
Centrifugaalpompen zijn op zichzelf niet erg nuttig. Zij moeten met andere apparatuur worden gecombineerd om nuttig te zijn. De combinatie van apparatuur die een centrifugaalpomp bruikbaar maakt, wordt een pompunit genoemd.
Een centrifugaalpompunit bestaat minimaal uit twee onderdelen: een pomp en een aandrijving.
In de meeste gevallen is de aandrijving in een centrifugaalpompsysteem een elektromotor. Dat is echter niet altijd het geval. Pompen kunnen ook worden aangedreven door andere aandrijvingen, zoals aardgasmotoren of zelfs stoomturbines.
De meest voorkomende pompeenheid combineert een centrifugaalpomp die wordt aangedreven door een elektromotor.
De bovenstaande afbeelding is van een close-coupled end-suction pomp. Dit is het eenvoudigste en meest voorkomende type centrifugaalpomp. Bij dit type pompeenheid wordt de waaier op het uiteinde van de motoras gemonteerd en het pomphuis op de voorkant van de motor. Bij een nauw gekoppelde pomp vormen de motorlagers en de as het grootste deel van het mechanische gedeelte van de pomp.
Een ander veel voorkomend pompontwerp is de op een frame gemonteerde eindzuigpomp. Bij een op een frame gemonteerde eindzuigpomp omvat de pomp een volledige mechanische assemblage en is hij gekoppeld aan een aandrijving, die beide zijn gemonteerd op een gemeenschappelijke grondplaat.
Dit is verre van een uitputtende lijst van mogelijke configuraties van pompeenheden. In het artikel over veelvoorkomende pompontwerpen zullen we andere veelvoorkomende pompconfiguraties behandelen. Voorlopig is het belangrijkste dat een pompeenheid bestaat uit een centrifugaalpomp en een aandrijving, zoals een elektromotor, en afhankelijk van het ontwerp van de pomp ook extra onderdelen zoals grondplaten en koppelingen kan omvatten.
Samenvatting
Een centrifugaalpomp is een machine die door rotatie snelheid aan een vloeistof toebrengt en die snelheid vervolgens omzet in debiet.
Elke centrifugaalpomp bestaat uit een waaier, een omhulsel en een samenstel van mechanische onderdelen die het mogelijk maken dat de waaier in het omhulsel roteert. De waaier roteert snel en geeft een vloeistof snelheid. De snelheid wordt door het pomphuis omgezet in druk en debiet.
Centrifugaalpompen moeten met een aandrijving worden gecombineerd tot een centrifugaalpompaggregaat om nuttig te zijn. Centrifugaalpompen variëren in complexiteit van de eenvoudigste en meest voorkomende – een eindzuigpomp gekoppeld aan een elektromotor – tot complexe op maat gemaakte eenheden van miljoenen dollars die uit vele afzonderlijke componenten bestaan.