Centrifugaalpomp principe

Inleiding

Een centrifugaalpomp werkt met centrifugaalkracht. Centrifugaalkracht ontstaat bijvoorbeeld als je een steen aan een touw ronddraait. De steen volgt dan een cirkelvormige weg. De lengte van het touw is maatgevend voor de straal van de cirkel en je hand is ongeveer het middelpunt. Als je sneller draait voel je dat de steen harder aan het touw gaat trekken. Als je met je hand dezelfde snelheid draait, maar de lengte van het touw langer maakt krijgt de steen een grotere snelheid en gaat hij harder aan het touw trekken. De centrifugaalkracht is dus afhankelijk van de omtreksnelheid waarmee de steen draait. Op hetmoment dat je het touw loslaat wordt de steen van je weg geslingerd.

centrifugaal_principe

Centrifugaalkracht ontstaat ook als je met een lepeltje in een kop koffie roert. De koffie maakt dan ook een draaiende beweging. Je ziet dan dat in het midden een ‘kuiltje’ ontstaat en het niveau langs de rand stijgt. Roer je te hard, dan gaat de koffie over de rand. De centrifugaalkracht is ook afhankelijk van de soortelijke massa van de vloeistof. Als je in plaats van een steen aan een touw, een donsveertje aan een dun draadje wilt gaan ronddraaien wordt het moeilijk om het veertje in een cirkelvormige baan te brengen. Er ontstaat dan bijna geen centrifugaalkracht. Door dit verschijnsel kunnen er bijvoorbeeld problemen ontstaan als een centrifugaalpomp vloeistoffen met veel lucht moeten verwerken.

Werkingsprincipe van de centrifugaalpomp

Een centrifugaalpomp bestaat onder andere uit een pomphuis en een waaier. De waaier kan in het pomphuis ronddraaien. De hier getekende waaier bestaat in hoofdzaak uit twee schijven, met daar tussen een aantal gebogen Figuur 29: Principe van centrifugaalkracht. Centrifugaalpompen schoepen. Eén van de schijven heeft in het hart een grote opening waardoor de vloeistof in de waaier kan stromen.

principe centrifugaal-1

Het pomphuis heeft twee openingen met daarop de aansluitingen voor de zuig en de persleiding. De opening voor de zuigaansluiting zit ter hoogte van de instroomopening van de waaier. De opening voor de persaansluiting zit aan de buitenomtrek, tangentiaal op het pomphuis. De pomp en de zuigleiding moeten geheel met de te verpompen vloeistof gevuld zijn. Als de pomp wordt gestart gaat de vloeistof in de pomp met de waaier meedraaien. De vloeistof ondervindt de werking van de centrifugaal kracht. Ze stroomt daardoor aan de buitenomtrek van de waaier het pomphuis in en vervolgens, via de persopening, naar de persleiding.

stroming centrifugaal

Omdat de vloeistof uit het hart van de waaier wegstroomt ontstaat daar een onderdruk. Daardoor stroomt er weer vloeistof uit de zuigleiding de waaier in, die op haar beurt weer door de centrifugaal kracht via het pomphuis naar de persleiding stroomt. Op deze manier ontstaat er een continue stroom vanuit de zuigleiding, via het pomphuis, naar de persleiding. Hierbij onderscheidt zich een centrifugaalpomp van b.v. een zuigerpomp, waar immers een pulserende stroming ontstaat.

Centrifugaalpompen hebben vergeleken met een verdringerpomp, bijvoorbeeld een zuigerpomp, een aantal voordelen, maar afhankelijk van de toepassing ook een aantal nadelen. Bij deze vergelijking moet worden uitgegaan van pompen met dezelfde volumestroom en opvoerhoogte.

Voordelen

  • centrifugaalpompen zijn kleiner van afmetingen en hebben een lager gewicht.
  • de inkoopprijs is lager.
  • ze hebben minder bewegende delen (geen kleppen e.d.) en daardoor zijn de onderhoudskosten (reparatiekosten) meestal lager.
  • ze zijn geschikt voor rechtstreekse aandrijving, zonder V-snaaroverbrenging, tandwielkast of dergelijke.
  • ze leveren een gelijkmatige, niet pulserende, volumestroom.
  • in een aangepaste constructie zijn ze geschikt voor sterk verontreinigde vloeistoffen.

Nadelen:

  • centrifugaalpompen kunnen in de normale uitvoering geen lucht verpompen.
  • ze mogen niet blijven draaien zonder toevoer van vloeistof; dit nadeel geldt echter ook voor veel types verdringerpompen.
  • de volumestroom is sterk afhankelijk van de benodigde opvoerhoogte (als de volumestroom moet worden geregeld kan dit ook een voordeel zijn).
  • bij pompen met een kleine volumestroom en een grote opvoerhoogte is het benodigde motorvermogen meestal hoger.

 

NTWH Allweiler Allheat centrifugaalpomp: 3D animatie exploded view