Vad är en flödeskurva?

Två typer av diagram kan kallas en flödeskurva, beroende på applikationen. En applikation är inom fluidmekanikfältet, där en flödeskurva visar förhållandet mellan den dynamiska viskositeten och en skjuvningshastighet för en fluid. Flödeskurvor kan också appliceras på pumpar, i vilket fall de illustrerar förhållandet mellan pumpens volymström och pumphuvudet.

I fluidmekanik mäter dynamisk viskositet - även kallad absolut viskositet - en vätskes motstånd mot flöde. Med andra ord indikerar dynamisk viskositet den mängd kraft som krävs för att förflytta vätskan. Skjuvning är trycket som en vätska upplever på grund av krafter som är parallella med flödesriktningen - främst de krafter som utövas av väggarna i ett rör eller en kanal. Skjuvhastigheten är direkt proportionell mot vätskans hastighet, eftersom ju snabbare den flyter, desto mer skjuvning upplever den.

På en fluidflödeskurva plottas dynamisk viskositet på y-axeln och skjuvhastigheten plottas på x-axeln. Den resulterande kurvan visar förhållandet mellan dessa två fluidegenskaper. För en Newtonsk vätska, i vilken den dynamiska viskositeten är oberoende av skjuvhastigheten, är flödeskurvan en rak linje, och linjens lutning är den dynamiska viskositeten. Icke-Newtonska vätskor uppträder emellertid annorlunda, och deras flödeskurvor är i allmänhet krökta linjer med olika former. Vissa vätskor är till och med tidsberoende, vilket innebär att de har minne som påverkar kurvens form.

Pumpflödeshastighet plottas på x-axeln för en pumpflödeskurva, även kallad en systemkurva, och pumphuvudet plottas på y-axeln. Pumphuvud är en term som används för att beskriva tryckförlusten i en pump. Det är en kombination av höjden eller det statiska huvudet, vilket är skillnaden i höjd mellan pumpens inlopp och utlopp, och huvudförlusten i systemet, vilket främst beror på friktion i rör och rördelar. Även om huvudet är en tryckenhet, mäts det vanligtvis i fötter eller meter - ju längre vattnet måste röra sig, desto mer förlorar trycket.

Pumpflödeskurvan kan användas för att bestämma de optimala driftsförhållandena för en pump. Om användaren känner till flödeshastigheten de behöver, kan de hitta huvudförlusten för den flödeshastigheten med hjälp av systemkurvan. Genom att lägga över systemkurvan med en prestandakurva, som visar prestanda för pumpar i olika storlekar, kan användaren hitta pumpen med optimal storlek för sina systemkrav.