Erinevad kaod pumba ja pumba efektiivsuses
Mehaanilise energia vedelaks energiaks muundamisel kaasnevad pumbaga mitmesugused kaod ja neid kaotusi tähistab vastav efektiivsus.
Järgnevalt kirjeldatakse pumba energia sisendit ja väljundit vastavalt pumba energiaülekande protsessile.
1. Mehaaniline kadu ja mehaaniline efektiivsus
Mootorilt pumba võllile edastatav efektiivsus (võlli võimsus) tuleb kõigepealt kulutada laagrite ja tihendite hõõrdekaotuste ületamiseks. Ülejäänud võlli võimsust kasutatakse tiiviku pöörlemiseks. Siiski ei edastata kogu tiiviku mehaanilist energiat vedelikku, mis läbib tiiviku. Osa sellest kulub tööratta esi- ja tagakatte pinna ning korpuse (pumbaõõnsuse) vahelise hõõrdumise ületamiseks.
Ülalnimetatud laagrikao võimsuse (Pm1), tihendikao võimsuse (Pm2) ja ketashõõrdekao võimsuse (Pm3) summat nimetatakse mehaaniliseks kaduks pm ja selle suurust väljendatakse mehaanilise efektiivsusega ηm. Võlli järelejäänud võimsust, millest on lahutatud mehaaniline kadu, kasutatakse tiiviku läbiva vedeliku tööks. Mehaaniline efektiivsus on sisendhüdraulilise võlli jõu suhe, see tähendab,
ηm = P '/ P
2. Mahu kaotus ja mahu efektiivsus
Sisendhüdrovõimsust kasutatakse tööratta läbiva vedeliku töö tegemiseks, nii et vedeliku rõhk tiiviku vee väljalaskeavas on suurem kui sisselaske rõhk. Väljalaskeava ja sisselaskeava rõhu erinevus paneb osa vedelikust, mis läbib tiiviku, voolama pumba õõnsusest läbi tiiviku tihendusrõnga (ava rõnga) pilu tiiviku sisendisse. Sel viisil ei suunata tiiviku kaudu voolukiirust Qt (tuntud ka kui pumba teoreetilist voolukiirust) täielikult pumba väljalaskeavasse. Vedeliku lekke q osa tarbib tiivikust energiat lekkevoolu protsessis, see tähendab, et kõrgsurve (väljundrõhk) vedelikust saab madala rõhu (sisselaskesurve) vedelik. Seetõttu on mahukaotuse olemus ka energiakadu ja mahukao suurus arvutatakse mahu kasuteguri ηv abil. Mahuline efektiivsus on vedeliku võimsuse (tegelik voolukiirus Q) suhe pärast tiiviku kaudu lekke eemaldamist tiiviku kaudu vedeliku võimsuseni (sisendhüdrauliline võimsus) (teoreetiline voolukiirus Q).
Üheastmeliste pumpade lekkimine toimub peamiselt tihendirõngas. Lisaks mitmeastmelistele pumpadele on ka astmetevahelisi lekkeid. Lisaks peaks pumba mahukadude hulka kuuluma ka pumba tasakaalu aksiaaljõuseadme, tihendusseadme jne leke.
3. Hüdrauliline kaotus ja hüdrauliline efektiivsus
Tööratta kaudu efektiivsest vedelikust (leke eemaldades) tiivikust saadavat energiat (Ht) ei transpordita ka täielikult välja, kuna vedelikuga kaasnevad hüdraulilised hõõrdekaod pumba ülevooluosa (kanal alates pumba sisselaskeava väljundisse) (Möödatee takistus) ja hüdraulilised kaotused (kohalik takistus), mis on põhjustatud löögist, nihkest, kiiruse suuna ja suuruse muutumisest jne, kulutades seega osa energiat. Pumba voolus vedeliku massiühiku kohta kaotatud energiat nimetatakse pumba hüdrauliliseks kaoks, mida väljendatakse h-ga. Hüdraulilise kadu tõttu on pumba kaudu vedeliku ühikukaalu lisanduv energia (H) väiksem kui tiiviku poolt vedeliku ühikukaalule edastatav energia (Ht), see tähendab, et H = Ht-h. Pumba hüdraulilise kadu suurust mõõdetakse pumba hüdraulilise efektiivsuse ηh abil. Hüdrauliline efektiivsus on hüdrauliliselt kaotatud vedeliku ja mittehüdraulilise vedeliku võimsuse suhe.
Pumba mitmesuguste kadude summat väljendatakse kogu efektiivsusega (nimetatakse pumba efektiivsuseks). Kogu efektiivsus on tegeliku väljundvõimsuse PUt ja sisendvõimsuse (võlli võimsus) Pa suhe.
Pumba kogu efektiivsus on võrdne mehaanilise efektiivsuse, mahulise efektiivsuse ja hüdraulilise efektiivsuse korrutisega.