Pump

See artikkel räägib vedeliku teisaldamiseks ja rõhu muutmiseks kasutatavatest pumpadest; tähtkuju kohta vaata artiklit Pump (tähtkuju); muude pumpade ning sõna muude tähenduste kohta vaata artiklit Pump (täpsustus).

Pump on millegi imemisel ja/või surumisel põhinev seade^[1]. Tavaliselt mõistetakse pumba all vedeliku, gaasi või auru rõhuenergia suurendamiseks ja nende teisaldamiseks mõeldud seadet. Harvem peetakse silmas vaakumi tekitamist (nt vaakumpump) või puistainete ja tolmu teisaldamist (nt tsemendipump, tolmupump). Mõnikord räägitakse aga sellistest pumpadest, mida kasutatakse soojuse ülekandmiseks madalama temperatuuriga keskkonnast kõrgema temperatuuriga keskkonda (nt soojuspump).

Pumbad masinaehituses

Pumba abil toimub hüdrosüsteemi toitmine töövedelikuga. Pumbas muudetakse ajami kulutatud mehaaniline energia töövedeliku hüdrauliliseks energiaks. Hüdrosüsteemis kasutatavad pumbad peavad sobima suhteliselt viskoossete vedelike pumpamiseks. Tavaliselt on kasutusel nn. mahulised pumbad. Selliste pumpade puhul saadakse vedeliku vooluhulk pumbast tema tööruumi suurendamise ja vähendamise teel. Pumba tööruum täitub suurenedes vedelikuga, tööruumi vähenedes tõrjutakse vedelik sealt välja. Rõhk tekib alles siis, kui vedelik kohtab oma teel takistust ja avaldab sellele survet. Vedeliku rõhk sõltub takistava jõu suurusest.

Pumpade klassifikatsioon

Levinumad hüdroajamites kasutatavad pumbad on järgmised:

Pumpade põhiparameetrid

Kõikide pumpade tööliikumiseks on pöörlev liikumine. Kui pump töötab ilma koormuseta, siis tuleb pumba veovõlli ühe pöörde jooksul pumba surveavast teatav kogus vedelikku, mida nimetatakse pumba pöördetootlikkuseks (tähis Vp, ühik cm³/p). Praktikas kasutatakse tavaliselt pumba teoreetilist minutitootlikkust: q_t= n V_p10^-3, kus

q_t – pumba teoreetiline minutitootlikkus
n – pumba veovõlli pöörete arv minutis
V_p – pumba pöördetootlikkus

Pumba tegelik tootlikkus on võrreldes teoreetilise tootlikkusega väiksem, sest osa pumbatavast vedelikust voolab pumbasiseste lekete tõttu survepoolelt tagasi madalrõhu poolele.

q=q_tη, kus

q – pumba minutitootlikkus
η – pumba mahuline kasutegur, mis arvestab lekkeid pumba sees

Pumba veovõlli pöörete arvu suurendamisel suureneb tema minutitootlikkus, lekete maht aga oluliselt ei muutu. Järelikult on pumba mahulised kaod siis suhteliselt väiksemad. Rõhu suurendamisel sama tootlikkuse juures lekked pumba sees suurenevad, järelikult mahuline kasutegur väheneb.

Pumba hüdrauliline võimsus

Pumbalt saadav hüdrauliline võimsus on avaldatav valemiga P =p q = P₁ η, kus p on pumba antav rõhk; q on pumba tootlikkus; P₁ on pumba veovõllile toodud ajami võimsus; η on pumba täielik kasutegur. Kusjuures täielikku kasutegurit saab arvutada valemiga η = η_v η_m, kus η_v on pumba mahuline kasutegur; η_m on pumba mehaaniline kasutegur, mis arvestab kadusid nii mehaanilistele kui hüdraulilistele takistustele pumba sees.

Veovõlli pöörete arvu suurenemisel pumba mehaaniline kasutegur väheneb, sest vooluhulga suurenemisel läbi pumba suureneb vedeliku voolukiirus pumbas ja koos sellega rõhukaod. Rõhu suurenemisel pumba mehaaniline kasutegur suureneb, sest ülekantava võimsuse suurenemisel kaod takistustele oluliselt ei muutu.

Olulised valemid

Allpool on toodud valemid pumba oluliste karakteristikute määramiseks. Nendes valemites on füüsikaliste suuruste dimensiooniks praktikas kasutatavad suurused. Üleminekutegurite kasutamisega on saadud valemite kuju. Valemid on mugavad kasutamiseks, sest pole vajalikud tülikad suuruste teisendamised ühte mõõtühikute süsteemi.