Thread Content
この投稿は最後に、3983596_FPPZによって2018年11月14日15時37分に編集されました。1.1.6 効率 効率とは、有効動力と軸動力の比率をパーセンテージで表したもので、記号ηで示されます。一般的なポンプの効率は40～70％の間ですが、混流ポンプや軸流ポンプの場合は90％前後の効率を達成できます。一方、小流量で高揚程が求められるポンプの効率は通常10～30％程度です。では、効率とは何か、そしてポンプにどのような影響を与えるのかを見てみましょう。 ポンプの効率は、容積効率、水力効率、機械効率の3つの部分に分けることができる。1、容積効率：ポンプの実際の流量と理論上の流量の比を容積効率と呼ぶ。簡単に言えば、ポンプは理論上は一定の流量を送り出すはずだが、実際にはポンプ内部で液体が逆流する損失が生じる。この点については「流量」の項で説明しており、例えばシールリングのバランス孔からの漏れ、メカニカルシールの自己洗浄機能、バランスドラムやバランスディスクの逆流管、磁気ポンプ内部の冷却循環回路などが挙げられる。これらの構造により、本来は大きな流量を送り出せるはずなのに、特定の機能のために一部の流量が高圧領域から入口の低圧領域へと逆流してしまう。この逆流した流量は、ポンプ内部での短絡現象であり、ポンプ全体が外部に示す流量は、この逆流分を差し引いた残りの流量となる。これは損失であり、容積損失と呼ばれ、記号ηvで表される。 2、水力効率：ポンプの吸込口、インペラの流路、および吐出流路において、同じ領域内の異なる位置で液体の流速や流れの方向が完全に一致しないため、異なる位置にある液体同士が衝突し合って相互作用を起こす；ポンプ内の多くの液体が、羽根の入口、インペラの出口、吐出流路内の隔壁など、位置を急に変えることで、そこである程度の局所的な損失が生じます。これらが合わさって液体のエネルギーが失われ、揚程が低下することを水力損失と呼びます。実際の揚程と理論上の揚程の比率のパーセンテージを水力効率といい、記号ηhで表します。 3、機械効率：液体にはある程度の粘度があり、ローターシステムが液体の中で回転すると一定の抵抗が生じる。特に直径や表面積が大きいインペラーでは、この抵抗による損失がさらに大きくなる。このような損失を円盤摩擦損失とも呼ぶ；また、ポンプは機械として、機械的な伝達における損失が必然的に生じます。例えば、機械シールの摩擦、転動軸受の損失、カップリングの損失などです。2つの部分の損失を合わせたものを機械損失と呼び、インペラーに伝達される実際のエネルギーはカップリングから伝達されるエネルギーと等しくない。インペラーに入力される動力と軸動力の比率を機械効率と呼び、記号ηmで表す。 ポンプの最終効率は、これら3つの効率の積であり、すなわちη = ηv*ηh*ηmです。また、磁気ポンプやシールドポンプといった特殊なポンプには、磁気渦電流損失も存在しますが、この損失は機械効率に含めるべきか、それとも別途計上すべきか？ 実際、これはそれほど重要ではありません。重要なのは損失をどう減らし、効率をどう高めるかです。それがどこで計算されるかなんて関係ありません。異なる構造やタイプのポンプの効率は千差万別で大きく異なりますが、それは前述の3つの効率のうち、どの効率がポンプ全体の効率においてどれだけの重みを占めるかが異なるためです。 宿題：（複数選択）低流量、高揚程、大直径のインペラを持つ遠心ポンプは、一般的に効率が低い。その理由は： A．容積効率が低い B.水力効率が低い C.機械効率が低い D.3つすべてが低い ABCD