Mikä on virtauskäyrä?

Kahta kaaviotyyppiä voidaan kutsua virtauskäyräksi sovelluksesta riippuen. Yksi sovellus on nesteen mekaniikan alalla, jossa virtauskäyrä osoittaa suhdetta dynaamisen viskositeetin ja nesteen leikkausnopeuden välillä. Virtauskäyriä voidaan soveltaa myös pumppuihin, jolloin ne kuvaavat pumpun tilavuusvirtauksen ja pumpun pään välistä suhdetta.

Nesteen mekaniikassa dynaaminen viskositeetti – jota kutsutaan myös absoluuttiseksi viskositeetiksi – mittaa nesteen virtauskestävyyttä. Toisin sanoen dynaaminen viskositeetti ilmaisee voiman määrän, joka tarvitaan nesteen siirtämiseen. Leikkaus on paine, jonka neste kokee virtauksen suunnan kanssa yhdensuuntaisten voimien vuoksi – pääasiassa putken tai kanavan seinämien aiheuttamien voimien vuoksi. Leikkausnopeus on suoraan verrannollinen nesteen nopeuteen, koska mitä nopeammin se virtaa, sitä enemmän se leikkaa.

Nesteen virtauskäyrällä dynaaminen viskositeetti piirretään y-akselille ja leikkausnopeus x-akselille. Tuloksena oleva käyrä osoittaa näiden kahden nesteominaisuuden välisen suhteen. Newtonin nesteessä, jossa dynaaminen viskositeetti ei ole riippuvainen leikkausnopeudesta, virtauskäyrä on suora viiva ja viivan kaltevuus on dynaaminen viskositeetti. Ei-Newtonin nesteet käyttäytyvät kuitenkin eri tavalla, ja niiden virtauskäyrät ovat yleensä kaarevia viivoja, joilla on eri muoto. Jotkut nesteet ovat jopa ajasta riippuvaisia, eli niillä on muisti, joka vaikuttaa käyrän muotoon.

Pumpun virtausnopeus on piirretty pumpun virtauskäyrän x-akselille, jota kutsutaan myös järjestelmäkäyräksi, ja pumpun pää piirretään y-akselille. Pumpun pää on termi, jota käytetään kuvaamaan pumpun painehäviötä. Se on yhdistelmä korkeudesta tai staattisesta päästä, joka on pumpun sisääntulon ja ulostulon korkeusero, ja järjestelmän päähäviö, joka johtuu pääasiassa kitkasta putkissa ja liittimissä. Vaikka pää on paineyksikkö, se mitataan yleensä jaloina tai metreinä – mitä pidemmälle vesi on kuljettava, sitä enemmän paine häviää.

Pumpun virtauskäyrää voidaan käyttää pumpun optimaalisten käyttöolosuhteiden määrittämiseen. Jos käyttäjä tietää tarvitsemansa virtausnopeuden, hän voi löytää virtausnopeuden häviön järjestelmän käyrän avulla. Peittämällä järjestelmäkäyrän suorituskykykäyrällä, joka näyttää erikokoisten pumppujen suorituskyvyn, käyttäjä voi löytää optimaalisen kokoisen pumpun järjestelmävaatimuksilleen.