עקרון עבודה של צימוד נוזלים
2025-03-26 08:54עקרון עבודה של צימוד נוזלים
צימוד נוזל הוא צימוד לא קשיח המשתמש בנוזל כמדיום העבודה, המיועד בעיקר להעברת וויסות אנרגיה מכנית. פעולתו מסתמכת על העברת אנרגיה קינטית ושונות המומנטום של הנוזל.
פירוט מפורט של עקרונות העבודה של ליבת צימוד נוזלים:
מבנה ורכיבים בסיסיים
צימוד נוזלים מורכב בעיקר מגלגל משאבה, גלגל טורבינה ודיור מסתובב. גלגל המשאבה מתחבר לציר המניע (פיר קלט), בעוד שגלגל הטורבינה מתחבר לציר המונע (פיר פלט). רכיבים אלה פונים זה לזה, ויוצרים תא עבודה אטום מלא בנוזל הידראולי (בדרך כלל שמן).
המרת אנרגיה והולכה
פונקציית גלגל המשאבה: כאשר הציר המניע מסובב את גלגל המשאבה, הנוזל בפנים עוקב אחר תנועת הלהבים. כוח צנטריפוגלי מניע את הנוזל לכיוון הקצה החיצוני של גלגל המשאבה, ויוצר זרימה במהירות גבוהה בלחץ גבוה. תהליך זה ממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה קינטית נוזלית.
פונקציית גלגל הטורבינה: הנוזל המהיר זורם מגלגל המשאבה אל גלגל הטורבינה. בשל הפרש מהירות הסיבוב בין שני הגלגלים, הנוזל פוגע בלהבי הטורבינה, מניע את הטורבינה ומוציא אנרגיה מכנית דרך הציר המונע. שלב זה משלים את ההמרה מאנרגיה קינטית נוזלית בחזרה לאנרגיה מכנית.
זרימת נוזלים וצימוד
נוזל העבודה מסתובב ברציפות בין המשאבה לגלגלי הטורבינה. הוא נע החוצה מהקצה הפנימי של גלגל המשאבה, נכנס לגלגל הטורבינה, מאט וחוזר לקצה הפנימי של גלגל המשאבה, ויוצר מעגל סגור "torque." זרימה מחזורית זו מחברת את גלגלי המשאבה והטורבינה, ומאפשרת העברת אנרגיה.
ויסות מהירות ומומנט
צימוד נוזלים מתאים את המהירות והמומנט בטווח מסוים. כאשר העומס משתנה, מהירות גלגל הטורבינה משתנה, ומשנה את הפרש המהירות בין המשאבה לגלגלי הטורבינה. שינוי זה משנה את קצב מחזור הנוזל ואת כוח ההשפעה על הטורבינה, ובכך מתאים את מומנט המוצא והמהירות כדי להתאים לדרישות העומס.
פונקציית בקרת מהירות
ויסות המהירות חסר המדרגות של הציר המונע מושג על ידי התאמת נפח הנוזל בתוך תא העבודה. לדוגמה, מנגנון כוונון צינור סקופ יכול לשנות את מפלס השמן כדי לשלוט במומנט המועבר ובמהירות הסיבוב.
תַקצִיר
צימוד הנוזל מעביר ומווסת אנרגיה מכנית באמצעות העברת אנרגיה קינטית נוזלית ומחזור. עם המבנה הפשוט והביצועים האמינים שלו, הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות כמו ייצור חשמל, מתכות ופטרוכימיה, במיוחד בציוד בעל עומס משתנה כמו משאבות מים ומאווררים.