Vad är en flödeskurva?

Två typer av grafer kan kallas en flödeskurva, beroende på applikation. En tillämpning är inom området för vätskemekanik, där en flödeskurva visar förhållandet mellan den dynamiska viskositeten och skjuvhastigheten för en vätska. Flödeskurvor kan också tillämpas på pumpar, i vilket fall de illustrerar förhållandet mellan pumpens volymflöde och pumphuvudet.

Inom vätskemekanik mäter dynamisk viskositet – även kallad absolut viskositet – en vätskas motstånd mot flöde. Med andra ord indikerar dynamisk viskositet mängden kraft som krävs för att flytta vätskan. Skjuvning är det tryck som en vätska upplever på grund av krafter som är parallella med flödesriktningen – främst krafterna som utövas av väggarna i ett rör eller en kanal. Skjuvhastigheten är direkt proportionell mot vätskans hastighet, eftersom ju snabbare den strömmar, desto mer skjuvning upplever den.

På en vätskeflödeskurva plottas dynamisk viskositet på y-axeln och skjuvhastighet på x-axeln. Den resulterande kurvan visar förhållandet mellan dessa två vätskeegenskaper. För en newtonsk vätska, där den dynamiska viskositeten är oberoende av skjuvhastigheten, är flödeskurvan en rät linje och linjens lutning är den dynamiska viskositeten. Icke-newtonska vätskor uppför sig 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 kurvans form.

Pumpflödet plottas på x-axeln för en pumpflödeskurva, även kallad systemkurva, och pumphöjden 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 tryckhöjden, som är höjdskillnaden mellan pumpens inlopp och utlopp, och tryckhöjdsförlusten i systemet, vilket mestadels beror på friktion i rör och kopplingar. Även om huvudet är en enhet för tryck, mäts det vanligtvis i fot eller meter – ju längre vattnet måste färdas, desto mer tryck förloras.

Pumpflödeskurvan kan användas för att bestämma de optimala driftsförhållandena för en pump. Om användaren vet vilken flödeshastighet de behöver kan de hitta tryckhöjdsförlusten för den flödeshastigheten med hjälp av systemkurvan. Genom att överlägga systemkurvan med en prestandakurva, som visar prestanda för pumpar av olika storlekar, kan användaren hitta den optimalt dimensionerade pumpen för hans eller hennes systemkrav.