Kaj je krivulja pretoka?

Dve vrsti grafov se lahko imenujeta krivulja pretoka, odvisno od aplikacije. Ena od aplikacij je na področju mehanike tekočin, kjer krivulja pretoka prikazuje razmerje med dinamično viskoznostjo in strižno hitrostjo tekočine. Krivulje pretoka se lahko uporabijo tudi za črpalke, v tem primeru pa ponazarjajo razmerje med volumskim pretokom črpalke in glavo črpalke.

V mehaniki tekočin dinamična viskoznost – imenovana tudi absolutna viskoznost – meri odpornost tekočine proti toku. Z drugimi besedami, dinamična viskoznost označuje količino sile, ki je potrebna za premikanje tekočine. Strižni tlak je tlak, ki ga doživlja tekočina zaradi sil, ki so vzporedne s smerjo toka – predvsem sil, ki jih izvajajo stene cevi ali kanala. Hitrost striženja je neposredno sorazmerna s hitrostjo tekočine, saj hitreje kot teče, več strižnega doživlja.

Na krivulji pretoka tekočine je dinamična viskoznost izrisana na osi y, hitrost striženja pa na osi x. Nastala krivulja prikazuje razmerje med tema dvema lastnostma tekočine. Za newtonsko tekočino, pri kateri je dinamična viskoznost neodvisna od strižne hitrosti, je krivulja pretoka ravna črta, naklon črte pa je dinamična viskoznost. Nenewtonove tekočine pa se obnašajo drugače in njihove krivulje pretoka so na splošno ukrivljene črte različnih oblik. Nekatere tekočine so celo odvisne od časa, kar pomeni, da imajo spomin, ki vpliva na obliko krivulje.

Pretok črpalke je narisan na osi x krivulje pretoka črpalke, imenovane tudi sistemska krivulja, in glava črpalke je narisana na osi y. Glava črpalke je izraz, ki se uporablja za opis izgube tlaka v črpalki. Gre za kombinacijo elevacijske ali statične višine, ki je razlika v višini med vstopom in izstopom črpalke, in izgube glave v sistemu, ki je večinoma posledica trenja v ceveh in fitingih. Čeprav je glava enota tlaka, se običajno meri v čevljih ali metrih – dlje kot mora voda potovati, več se tlaka izgubi.

Krivulja pretoka črpalke se lahko uporabi za določitev optimalnih delovnih pogojev za črpalko. Če uporabnik pozna pretok, ki ga potrebuje, lahko najde izgubo glave za to stopnjo pretoka s pomočjo sistemske krivulje. S prekrivanjem sistemske krivulje s krivuljo zmogljivosti, ki prikazuje zmogljivost za črpalke različnih velikosti, lahko uporabnik najde črpalko optimalne velikosti za svoje sistemske zahteve.