ประสิทธิภาพของปั๊มเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของปั๊มแรงเหวี่ยงและอุปกรณ์ลำเลียงของเหลวต่างๆ โดยจะกำหนดระดับการใช้พลังงาน ความเสถียรในการทำงาน และอายุการใช้งานของอุปกรณ์โดยตรง และยังทำหน้าที่เป็นพื้นฐานการตรวจจับที่สำคัญอีกด้วยเทฟฟิโก้การบำรุงรักษาการดำเนินการประหยัดพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพสภาพการทำงานของอุปกรณ์ของเหลว
ผู้ที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาในการดำเนินงานทางอุตสาหกรรม การเลือกประเภทอุปกรณ์ หรือการปรับปรุงการประหยัดพลังงาน ล้วนทราบดีว่าการคำนวณประสิทธิภาพของปั๊มอย่างแม่นยำถือเป็นทักษะพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ผู้คนจำนวนมากใช้ทางลัดและประเมินประสิทธิภาพโดยตรงโดยใช้พารามิเตอร์แผ่นป้าย และข้อมูลที่คำนวณมักจะไม่ตรงกับสถานะการทำงานจริงของอุปกรณ์
บทความนี้จะอธิบายปัญหาเชิงปฏิบัตินี้อย่างละเอียด เมื่อรวมกับมาตรฐานอุตสาหกรรมทั่วไป จะแจกแจงความรู้ทีละขั้นตอนตั้งแต่คำจำกัดความของประสิทธิภาพของปั๊มและสูตรการคำนวณหลัก ไปจนถึงกรณีการคำนวณแบบแบ่งกลุ่มและปัจจัยข้อผิดพลาดทั่วไป ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นความรู้เชิงปฏิบัติที่นำไปใช้ได้โดยตรงที่ไซต์งาน
หลักการทำงานที่สำคัญของปั๊มคือมอเตอร์ไฟฟ้าจะขับเคลื่อนเพลาปั๊มให้หมุน โดยแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ของของเหลว ในระหว่างกระบวนการแปลงพลังงานทั้งหมด ไม่สามารถใช้พลังงานได้ 100% และจะเกิดการสูญเสียหลายประเภท คำจำกัดความระดับมืออาชีพของประสิทธิภาพของปั๊ม (η) คืออัตราส่วนของกำลังไฮดรอลิกที่มีประสิทธิผลสำหรับการลำเลียงของเหลวโดยปั๊มต่อกำลังไฟฟ้าเข้าของเพลาปั๊ม ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์หลักในการวัดอัตราการใช้พลังงานของปั๊ม
การสูญเสียทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของปั๊มแบ่งออกเป็นสามประเภท ซึ่งเป็นสาเหตุพื้นฐานที่ทำให้ประสิทธิภาพไม่สามารถเข้าถึง 100% ได้: ประการแรก การสูญเสียทางกล รวมถึงการใช้พลังงานที่เกิดจากการเสียดสีของแบริ่ง ซีลเชิงกล และใบพัด; ประการที่สอง การสูญเสียเชิงปริมาตร ได้แก่ การสูญเสียการไหลที่เกิดจากของเหลวไหลย้อนกลับและการรั่วไหลของซีลภายในช่องปั๊ม ประการที่สาม การสูญเสียทางไฮดรอลิก ซึ่งหมายถึงกระแสไหลวน ความต้านทานและการสูญเสียแรงกระแทกที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวไหลผ่านตัวปั๊ม ใบพัด และช่องทางการไหล ประสิทธิภาพปั๊มที่ครอบคลุมซึ่งคำนวณในการทำงานประจำวันคือประสิทธิภาพการทำงานจริงหลังจากหักการสูญเสียทั้งหมดแล้ว
จะต้องแยกแยะพารามิเตอร์กำลังที่สับสนได้ง่ายสามตัวเพื่อคำนวณประสิทธิภาพของปั๊มได้อย่างแม่นยำ มีฟังก์ชันและวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างกัน และไม่สามารถผสมกันได้:
1.กำลังไฮดรอลิกที่มีประสิทธิภาพ (กำลังขับที่มีประสิทธิภาพ):กำลังที่มีประสิทธิภาพของปั๊มที่ทำงานจริงกับของเหลว พลังงานที่ใช้อย่างแท้จริงในการลำเลียงของเหลว และตัวเศษหลักสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพ ซึ่งถูกกำหนดโดยอัตราการไหลที่ไซต์งาน พารามิเตอร์ส่วนหัวและตัวกลาง
2.กำลังเพลาปั๊ม (กำลังไฟฟ้าเข้า):กำลังทางกลที่ส่งจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปยังเพลาปั๊ม ซึ่งเป็นพลังงานอินพุตจริงของปั๊มที่ครอบคลุมการสูญเสียทางกล ไฮดรอลิก และปริมาตรทั้งหมดของตัวปั๊ม โดยทำหน้าที่เป็นตัวหารหลักสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพ
3.กำลังไฟฟ้าเข้ามอเตอร์:พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่อุปกรณ์ดึงมาจากโครงข่ายไฟฟ้า รวมถึงการสร้างความร้อนและการสูญเสียแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวมอเตอร์เอง ใช้สำหรับการนับการใช้พลังงานรวมของทั้งยูนิตเท่านั้น และไม่ได้มีส่วนร่วมในการคำนวณประสิทธิภาพของตัวปั๊ม
สูตรประสิทธิภาพของปั๊มที่ครอบคลุมซึ่งภาคอุตสาหกรรมภายในประเทศและอุตสาหกรรมการทดสอบปั๊มนำมาใช้อย่างสม่ำเสมอในปัจจุบันมีดังต่อไปนี้ ใช้ได้กับปั๊มทั่วไปทุกประเภท เช่น ปั๊มหอยโข่ง ปั๊มน้ำสะอาด และปั๊มน้ำเสีย:
สูตรกำหนดหลักสำหรับประสิทธิภาพของปั๊ม: η = Pe / P × 100%
โดยที่ η หมายถึงประสิทธิภาพของปั๊มที่ครอบคลุม Pe หมายถึงกำลังที่มีประสิทธิภาพของปั๊ม (กำลังเอาท์พุต); P หมายถึงกำลังเพลาปั๊ม (กำลังไฟฟ้าเข้า) นี่คือสูตรมาตรฐานที่กำหนดโดยอุตสาหกรรมปั๊มในด้านประสิทธิภาพ และการวัดและการคำนวณประสิทธิภาพของปั๊มทั้งหมดเป็นไปตามมาตรฐานนี้
กล่าวโดยสรุป กำลังไฟฟ้าทั่วไปที่ระบุของปั๊มหมายถึงกำลังของเพลา (P) โดยเฉพาะ ซึ่งก็คือกำลังทางกลที่ส่งจากตัวขับเคลื่อนหลัก (มอเตอร์ไฟฟ้า) ไปยังเพลาปั๊ม ซึ่งเป็นกำลังไฟฟ้าเข้าที่แท้จริงของปั๊ม ในขณะที่กำลังที่มีประสิทธิภาพ (Pe) คือพลังงานประสิทธิผลที่ปั๊มใช้เพื่อลำเลียงของไหลและทำงานภายนอกอย่างแท้จริง อัตราส่วนของค่าทั้งสองคืออัตราการใช้พลังงานของปั๊ม
สูตร 1 (หน่วย: วัตต์, W): Pe=ρgQH
สูตร 2 (หน่วย: กิโลวัตต์ kW โดยทั่วไปใช้ในงานวิศวกรรม): Pe=γQH/1000
คำจำกัดความที่แม่นยำของพารามิเตอร์ทั้งหมด:
ρ: ความหนาแน่นของของเหลวที่ลำเลียง หน่วย กก./ลบ.ม. (ค่ามาตรฐาน 1000 กก./ลบ.ม. สำหรับน้ำสะอาด)
γ: น้ำหนักจำเพาะของของเหลว γ=ρg หน่วย N/m³;
g: ความเร่งโน้มถ่วง ค่ามาตรฐาน 9.81 เมตร/วินาที²;
ถาม: อัตราการไหลตามปริมาตรที่แท้จริงของการทำงานของปั๊ม
H: หัวปฏิบัติการของปั๊มจริง, หน่วย m;
อัตราการไหลของมวลสามารถหาได้: Qm=ρQ, หน่วย t/h หรือ kg/s ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการทำบัญชีไฮดรอลิกที่แม่นยำ
สูตรทั้งสองใช้ได้กับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน: สูตรตามวัตต์เหมาะสำหรับการวัดและการคำนวณในห้องปฏิบัติการที่แม่นยำ ในขณะที่สูตรตามกิโลวัตต์ถูกนำมาใช้สำหรับการบัญชีอุตสาหกรรมรายวันที่ไซต์งาน และทำหน้าที่เป็นเวอร์ชันที่ใช้กันมากที่สุดในงานวิศวกรรม เมื่อเปรียบเทียบกับสูตรอย่างง่าย สูตรข้างต้นไม่มีข้อผิดพลาดในการปัดเศษและเป็นสูตรมาตรฐานอย่างเป็นทางการสำหรับการทดสอบปั๊มน้ำและการตรวจสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
คำอธิบายพารามิเตอร์: U หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสามเฟส (380V สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป); ฉันหมายถึงกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานจริง (A); cosφ แสดงถึงตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ (ปกติ 0.85-0.9) η_motor หมายถึงประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่กำหนด สูตรนี้สามารถแปลงกำลังทางกลอินพุตจริงที่ส่งไปยังเพลาปั๊มได้อย่างแม่นยำ
ปั๊มหอยโข่งน้ำสะอาดทั่วไปของโรงงานถูกนำมาใช้เป็นวัตถุในการตรวจวัด โดยมีพารามิเตอร์ที่ตรวจวัดได้ที่ไซต์งานต่อไปนี้ ตัวกลางในการลำเลียงคือน้ำสะอาด ความหนาแน่น ρ=1000กก./ลบ.ม. ส่วนหัว H=30ม. อัตราการไหลตามปริมาตร Q=50 ลบ.ม./ชม. แรงดันไฟฟ้าสามเฟส 380V กระแสไฟทำงาน 12A, ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ cosφ=0.85, ประสิทธิภาพของมอเตอร์ η_มอเตอร์=0.9 การคำนวณทีละขั้นตอนดำเนินการด้านล่างตามสูตรมาตรฐาน:
รวมหน่วยสากลก่อน: Q=50۞3600۞0.01389m³/s
แทนลงในสูตร: Pe=ρgQH=1,000×9.81×0.01389×30γ4089Wµ4.09kW
แทนลงในสูตร: P_electric=√3×U×I×cosφτ1000=1.732×380×12×0.85۞1000γ6.74kW
กำลังเพลาปั๊มหมายถึงกำลังทางกลที่ส่งจริงจากมอเตอร์ไปยังเพลาปั๊มหลังการส่งผ่าน:
P_shaft=P_electric×η_มอเตอร์=6.74×0.9ñ6.07kW
η_pump=Pe۞P_shaft×100%=4.09۞6.07×100%۞67.4%
ผลการคำนวณนี้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม ค่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่จำกัดเป้าหมายของปั๊มหอยโข่งน้ำสะอาดที่มีอัตราการไหล 50 ลบ.ม./ชม. โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 75% ถึง 78% ประสิทธิภาพปั๊มที่วัดได้ของเครื่องนี้อยู่ที่ประมาณ 67.4% ซึ่งต่ำกว่าค่าประสิทธิภาพพลังงานเป้าหมาย ขอแนะนำให้ตรวจสอบเพิ่มเติมว่าสภาพการทำงานของปั๊มเบี่ยงเบนไปจากจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (BEP) หรือไม่ หรือตรวจสอบปัจจัยที่ไซต์งาน เช่น การสึกหรอของใบพัดและการรั่วไหลของซีล
โดยสรุป กุญแจสำคัญในการคำนวณประสิทธิภาพของปั๊มที่แม่นยำอยู่ที่การใช้สูตรมาตรฐานระดับชาติและการรวบรวมพารามิเตอร์สภาพการทำงานจริงที่ไซต์งาน มีเพียงการแยกแยะลอจิกที่แตกต่างของกำลังที่มีประสิทธิภาพ กำลังของเพลา และกำลังอินพุตของมอเตอร์เท่านั้นจึงจะสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการประมาณค่าได้ และสถานะประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่แท้จริงของอุปกรณ์ก็สามารถควบคุมได้อย่างแท้จริง Teffiko มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในภาคส่วนของเหลวทางอุตสาหกรรม โดยมุ่งเน้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบปั๊ม เพื่อช่วยให้องค์กรต่างๆ ประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ เยี่ยมชมเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ http://www.teffiko.comสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
