Kwalifikacja: GIW.09 - Organizacja i prowadzenie eksploatacji podziemnej złóż
Pompa przodkowa przy prędkości 2000 obr./min osiąga wydajność 50 m3/h. Posługując się równaniem Q1 : Q2 = n1 : n2, oblicz, jaka będzie wydajność tej pompy przy prędkości zwiększonej o 20%
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 60 m<sup>3</sup>/h jest prawidłowa, ponieważ obliczenia opierają się na zasadzie proporcjonalności wydajności pompy względem prędkości obrotowej. Zgodnie z podaną zależnością Q<sub>1</sub> : Q<sub>2</sub> = n<sub>1</sub> : n<sub>2</sub>, gdzie Q oznacza wydajność, a n prędkość obrotową, możemy obliczyć nową wydajność przy zwiększeniu obrotów o 20%. Początkowe obroty wynoszą 2000 obr./min, a po zwiększeniu są to 2400 obr./min (2000 obr./min + 20% z 2000 obr./min). Wydajność pompy przy 2000 obr./min wynosi 50 m<sup>3</sup>/h. Zatem stosunek wydajności będzie wynosił Q<sub>2</sub> = Q<sub>1</sub> * (n<sub>2</sub>/n<sub>1</sub>) = 50 m<sup>3</sup>/h * (2400 obr./min / 2000 obr./min) = 60 m<sup>3</sup>/h. Ta zasada jest kluczowa w projektowaniu systemów hydraulicznych, pozwalając na optymalne dobieranie pomp do zadań, co jest zgodne z normami i dobrymi praktykami branżowymi w inżynierii mechanicznej i hydraulicznej.
Nieprawidłowe podejścia do obliczeń wydajności pompy przy zwiększonej prędkości obrotowej wynikają z niezrozumienia zasad proporcjonalności. Wiele osób może błędnie zakładać, że wydajność pompy zmienia się liniowo w odpowiedzi na zmiany obrotów, nie biorąc pod uwagę, że w rzeczywistości wydajność jest uzależniona od kwadratu prędkości obrotowej w przypadku pompy. Na przykład, wybór wartości 48 m<sup>3</sup>/h może sugerować, że obliczenia oparte są na błędnym założeniu, jakoby zwiększenie obrotów o 20% prowadziło do tylko niewielkiego wzrostu wydajności. Z kolei wartość 24 m<sup>3</sup>/h może wynikać z błędnego przeliczenia lub mylnego założenia, iż obroty mają negatywny wpływ na wydajność, co jest niezgodne z zasadami hydrauliki. Wreszcie, wybór 72 m<sup>3</sup>/h może wynikać z nadmiernej interpretacji wzrostu prędkości, nie uwzględniając, że przyrost wydajności nie jest proporcjonalny do wzrostu obrotów. W praktyce, aby uniknąć takich błędów, inżynierowie powinni stosować precyzyjne wzory obliczeniowe oraz analizy wydajności w kontekście specyfikacji technicznych i rzeczywistych warunków pracy pomp, co jest kluczowe w zapewnieniu efektywności i bezpieczeństwa systemów hydraulicznych.