Aksiaalvoolupumbad ja segavoolupumbad: omadused, rakendused ja valiku võrdlus

• Aksiaalvoolupumpade rakendused ja kasutusalad

Aksiaalvoolupumbad sobivad rakendustesse, mis nõuavad väga suurt voolukiirust ja madalat tõstekõrgust. Levinud rakendused hõlmavad järgmist:

Põllumajanduslik niisutus: vee ammutamine jõgedest või reservuaaridest ja selle transportimine avatud kanalite kaudu põllumaale, tagades vee tarnimise pikkade vahemaade tagant-madala tõusuga.

• Drenaaž ja üleujutuste kontroll:Kasutatakse vundamendi süvendite äravooluks, tunneli veetustamiseks ning keldri või jõe äravooluks, eemaldades kiiresti kogunenud vee suure vooluhulgaga.
• Suuremahuline{0}}veetransport:Suure-voolu-kiirusega veeülekande saavutamine avatud kanali- või torujuhtmeprojektides minimaalsete veetaseme erinevustega.
• Pumbaga salvestusruum:Kasutatakse pumbaga elektrijaamades veekogude reguleerimiseks ülemise ja alumise reservuaari vahel, kui on vaja suure -vooluhulga-kiirusega vee ülekandmist.
• Reoveepuhastus:Reovee või heitvee transportimine reoveepuhastite madalas{0}}vooluotsas (nt kogumiskaevud).
• Vesiviljelus:Kasutatakse veeringluseks suurtes kalatiikides või krevetitiikides.

Lühidalt öeldes sobivad aksiaalvoolupumbad ideaalselt igaks rakenduseks, mis nõuab suhteliselt puhta vee suure vooluhulga kohaletoimetamist äärmiselt madala kõrgusega. Aksiaalvoolupumbad on aga suuremat tõstekõrgust nõudvate süsteemide jaoks vähem sobivad.

• Mis on sega{0}}voolupump?

Sega-voolupump ühendab aksiaal-voolu ja radiaal-voolupumpade omadused. See kasutab diagonaalset (või kaldus) tiivikut, mis paneb vedeliku osaliselt aksiaalselt ja osaliselt radiaalselt voolama. Tegelikus töös siseneb vedelik tiivikusse ja voolab pumba võlli suhtes nurga all välja, kogutakse pumba korpuse (tavaliselt spiraali või juhtlabade) kaudu ja juhitakse seejärel väljalaskeavasse. Seega kombineerib segavoolupump-aksiaal-voolupumba suure voolukiiruse radiaal-voolupumba suhteliselt kõrge kõrgusega.

Sega{0}}voolupumba jõudlus jääb puhta radiaal-voolupumba ja puhta aksiaal-voolupumba jõudluse vahele. Nagu KSB väidab, katab sega-voolupump "radiaal- ja aksiaal{5}}voolupumpade vahelise üleminekupiirkonna". Teiste sõnadega, segavoolupump{7}}on oma olemuselt teatud tüüpi tsentrifugaalpump (mida sageli nimetatakse segavoolu-tsentrifugaalpumbaks), mille tiivik annab vedelikule nii radiaalse kui ka aksiaalse impulsi. Tüüpiline segavoolu{10}}tiivik (nimetatakse ka kaldus{11}}voolu tiivikuks või spiraalseks tiivikuks) kasutab kõveraid labasid, et anda vedelikule teatud radiaalne kiirus. Kui tiivik pöörleb, tekitab see nii taha- kui ka väljapoole tõukejõudu, saavutades hea tasakaalu voolukiiruse ja tõstejõu vahel.

• Sega{0}}voolupumba vooluomadused

Segavoolu-pumbad on mõeldud keskmise-kõrgusega, keskmise{2}}vooluga rakenduste jaoks. Sees olev vedelik saavutab samaaegselt radiaal- ja aksiaalkiirused, mille tulemuseks on kompromiss aksiaal-voolu ja radiaal-voolupumpade vahel: see suudab anda suuri voolukiirusi (tuhandeid m³/h) nagu aksiaal-voolupump, taludes samal ajal ka suuremaid rõhku (nagu kümned meetrid radiaalvoolupumpa).{7}

Pea:Segavoolupumpadel on tavaliselt ühe-astme kõrgus 10–50 m, mis ületab kaugelt aksiaalvoolupumpade-mõne meetri kõrguse ulatuse, mistõttu need sobivad vee pumpamiseks kõrgendatud mahutitesse või mõõdukate kõrguste erinevuste ületamiseks.

Voolukiirus:Veidi madalam kui sama suurusega aksiaal-voolupumbad, kuid säilitavad siiski kõrge voolukiiruse taseme (tuhanded m³/h), jäädes üldiselt radiaal-voolu ja aksiaal-voolupumpade vahele.

Tõhusus:Segavoolupumbad{0}} säilitavad oma töövahemikus tavaliselt kõrge efektiivsuse. Juhtlabasid, difuusoreid ja muid konstruktsioonilisi omadusi kasutavate optimeeritud voolukanalite abil on kineetilise energia muundamine rõhuenergiaks tõhusam – segavoolupumbad on üldiselt väga tõhusad keskmise-peaga rakendustes.

Stabiilsus:Segavoolupumba{0}}jõudluskõver on üldiselt lamedam ja stabiilsem kui aksiaal{1}}voolupumbal. Kui tõstekõrgus muutub, muutub segavoolupumba-voolukiirus suhteliselt sujuvalt, samal ajal kui aksiaal-voolupumba voolukiirus väheneb järsult, kui tõstekõrgus suureneb.

Struktuuriliselt kasutavad segavoolupumbad{0}}vilt väljavoolava vee kogumiseks sageli keerd- või juhtlabasid. Paljud mudelid kasutavad pool{2}}avatud tiivikut, et toime tulla abrasiivset ainet sisaldavate tingimustega (pakkudes eeliseid tahkete osakeste läbipääsus võrreldes täielikult avatud tiivikuga). Sega-voolupumpasid saab kujundada ühe-astmeliste konstruktsioonidena, et need vastaksid keskmisele-kõrgusele, või mitmeastmeliste-konstruktsioonidena, et saavutada kõrgem tõus.

• Segavoolupumpade{0}}rakendused ja kasutusalad

Segavoolupumbad{0}}sobivad rakendustesse, mis nõuavad suurt voolukiirust ja keskmist tõstekõrgust. Tüüpilised rakendused hõlmavad järgmist:

• Tööstuslik jahutus:Tsirkuleeriv jahutusvesi elektrijaamades või keemiatehastes, kus tuleb ületada teatud süsteemi takistus.
• Töötlemistööstused:Kasutatakse paberivabrikutes, naftarafineerimistehastes või tootmisettevõtetes protsessivee või muude vedelike transportimiseks keskmise rõhu all.
• Põllumajanduslik niisutus:Sobib kaldpinna kastmiseks või stsenaariumide puhul, mis nõuavad vee pumpamist teatud kõrgusele, näiteks vee tõstmiseks jõgedest kõrgendatud kanalitesse.
• Drenaaž ja kanalisatsioon:Kasutatakse reovee tõstmiseks puhastusjaamadesse või vihmavee ärajuhtimiseks suure voolukiirusega, madala kuni keskmise rõhuga. Paljudes reoveepumplates kasutatakse reovee tõstmiseks sega{1}}voolupumpasid (vertikaalseid turbiinpumpasid).
• Mere- ja avameretehnika:Kasutatakse laevade või platvormide ballasti-, jahutus- või tulekustutus{0}}veesüsteemides, mis nõuavad kompaktset pumbakonstruktsiooni ja keskmist võimsust.
• Vihmavee juhtimine:Kasutatakse äravoolu tõstmiseks kanalisatsiooni või mahutitesse, ületades gravitatsiooni mõju.

Sega-voolupumpasid võib pidada ideaalseks valikuks "kesktee" jaoks – kui aksiaal-voolupumpadel on ebapiisav tõstekõrgus ja kõrge-kõrgega radiaal-voolupumbad tunduvad olevat üleliigsed, on segavoolupumbad sageli esimene valik.

• Põhilised erinevused aksiaalvoolupumpade ja segavoolupumpade vahel

1. Voolu suund ja tühjendusmeetod

• Aksiaalvoolupump: vedelik väljastatakse sirgjooneliselt mööda pumba võlli. Nii sisselaske- kui ka väljalaskesuunad on pumba võlliga kollineaarsed ja väljalaskeava on tavaliselt sisselaskeava keskel.
• Segavoolupump: vedelik tühjendatakse teatud nurga all. Tööratas annab vedelikule nii tagasi- kui ka väljapoole suunatud kiirused ning voolukanal on kooniline. Seetõttu on väljalaskeava tavaliselt nihutatud või kaldus voolu kogumiseks on vaja keerd-/spiraalvoolukanalit.

See tähendab, et torustiku paigutus on erinev: Aksiaalvoolupumbad kasutavad sageli sirgeid või lineaarseid torusid; samas kui segavoolupumpadel on tavaliselt kaldus väljalaskeava või spiraalkonstruktsioon. Vertikaalsetes paigaldustes võivad aksiaalvoolupumbad vett väljastada vertikaalselt üles või horisontaalselt, vertikaalsed segavoolupumbad aga suunavad vett teatud nurga all ülespoole.

2. Pea ja voolukiiruse võrdlus

• Aksiaalne voolupump: tagab väga suure voolukiiruse madalal voolukiirusel. See võib pakkuda väga suuri voolukiirusi (nt 10 000 kuni 40 000 m³/h), kuid kõrgus on vaid mõne meetri kaugusel. Kui süsteem vajab keskmist tõstekõrgust (nt 10–15 m), võivad aksiaalvoolupumbad seiskuda või vooluhulk järsult langeda.
• Segavoolupumbad{0}}: need tagavad suure voolukiiruse keskmise kõrgusega. Nad suudavad säilitada kõrge voolukiiruse, saavutades samal ajal kümnete meetrite kõrguse. Valikukogemus: Kui vajalik pea on<5 to 10 m and the flow rate is extremely high, choose an axial flow pump; if the required head is high (10 to 50 m) and a high flow rate is still needed, choose a mixed-flow pump. Axial flow pumps have a steep performance curve – the flow rate decreases rapidly as the head increases; mixed-flow pumps have a relatively flat curve and are more adaptable.

Näiteks võib aksiaalne voolupump anda 5 m kõrgusel 20 000 m³/h, kuid voolukiirus läheneb nullile, kui tõstekõrgus tõuseb 15–20 m-ni; samas kui võrreldav segavoolupump võib 20 m kõrgusel siiski anda 15 000 m³/h. Seetõttu katavad segavoolupumbad{10}}tööpiirkonna, kus aksiaalvoolupumbad on vähem tõhusad.

3. Tööratta konstruktsioon ja struktuur

• Aksiaalvoolu tiivik: välimuselt sarnaneb suurele propellerile või ventilaatorile ja kasutab laiu, lamedaid labasid, mis on paigutatud piki pumba võlli. Tavaliselt on sellel vähem labasid ja avatud struktuur (ilma katteplaadita), mis surub veevoolu otse tagasi. Enamik aksiaalvoolu tiivikuid on ilma katteplaadita, samas kui mõned on varustatud lihtsa katteplaadi või külgrõngaga.
• Segavoolu tiivik: kasutab mitut kõverat ja nurga all olevat laba, mis on keeratud, et võimaldada vedeliku üheaegset külgmist ja tahapoole (st kaldu) tühjendamist. Segavoolu tiivikutel on tavaliselt osaline katteplaat või rõngas, mis mahutab kaldu veevoolu; nende kuju nimetatakse mõnikord spiraalseks või kaldus vooluks.

Struktuuriliselt on segavoolupumpadel{0}}tüüpiliselt vastupidavam korpus (spiraal- või juhtlabad), mis suunavad viltu välja voolavat vett, ja sageli sisaldavad need juhtlabasid või hajureid, et muuta kineetiline energia tõhusalt rõhuenergiaks. Aksiaal-voolupumbad kasutavad seevastu lihtsamat, sirge-läbivooluga korpust.

4. Tõhusus ja jõudlus

• Aksiaal-voolupumbad: äärmiselt tõhusad projekteerimistingimustes (suur voolukiirus, madal tõstekõrgus). Tänu sirgele vooluteele on energiakadu nendes tingimustes minimaalne. Nende kõrge-efektiivsuse vahemik on aga suhteliselt kitsas; kui on sunnitud töötama kõrgemal tasemel, langeb efektiivsus järsult.
• Segavoolupumbad{0}}: säilitage hea efektiivsus laiemas vooluhulga/kõrguse vahemikus. Sega-voolupumbad kasutavad tavaliselt voolu-optimeeritud konstruktsioone (nt kaitsekatted ja juhtlabad), et säilitada kõrge efektiivsus keskmise kõrgusega vahemikus. Tegelikkuses võib segavoolupump, mis töötab keskmise kõrgusega, tarbida vähem energiat kui aksiaal{6}}voolupump, mis täidab sarnast ülesannet veidi kõrgema kõrgusega.

Lühidalt öeldes paistavad aksiaalvoolupumbad silma puhtalt suure voolukiirusega (madalaim tõstekõrgus); samas kui segavoolupumbad on üldise jõudluse poolest paremad nii voolukiiruse kui ka kõrguse osas. Nagu KSB väidab, on segavoolupumpadel keskmise kõrguse ja keskmise vooluhulga vahemikus suhteliselt lamedad voolukõverad, samas kui aksiaalvoolupumpadel on madala tõusuga, maksimaalse vooluhulga vahemikus järsud kõverad. Seega, kui probleemiks on ainult voolukiirus, pakuvad aksiaalvoolupumbad märkimisväärset energiasäästu; kui on vaja teatud kõrgust, kasutavad segavoolupumbad energiat tõhusamalt.

5. Toimivuse võrdlus: segavoolupumbad vs. aksiaalvoolupumbad

Praktilise valiku puhul on võtmeks tööpunkti määramine (voolukiirus Q ja tõstekõrgus H):

• Aksiaalvoolupumba jõudlus: saavutab suurepärase voolukiiruse väga madalate voolude korral. Näiteks võib aksiaalvoolupump saavutada voolukiiruse 10 000 m³/h 5 m kõrgusel, kuid voolukiirus väheneb kiiresti üle 5–10 m, mille tulemuseks on väga järsk jõudluskõver.
• Segavoolupumba jõudlus: saavutab kõrge voolukiiruse keskmise voolukiirusega. Segavoolupump -võib saavutada voolukiiruse 8000–15 000 m³/h kõrgusel 15–25 m, märkimisväärse jõudluse langusega ainult 40–50 m kõrguse kõrguse juures, millel on suhteliselt tasane jõudluskõver.
• Lühidalt: aksiaal-voolupumbad on tõhusamad madalate tõstekõrguste ja suure voolukiiruse korral; segavoolupumbad- toimivad paremini, kui on vaja teatud kõrgust (kümneid meetrit).

6. Konstruktsioonide võrdlus: sega-voolupumbad vs. aksiaal-voolupumbad

• Nende kahe erinevusi saab näha nende tegelikest pumbastruktuuridest:
• Aksiaal-voolupumbad: tavaliselt kasutatakse suure-läbimõõduga avatud või pool{2}}avatud tiivikuid. Paljud vertikaalse aksiaalvooluga-pumbad kasutavad vee all olevaid sambaid ja lihtsaid propelleri tiivikuid, millel on lihtne korpuse struktuur ja vähem sisemisi komponente.
• Segavoolupumbad-: kompaktsema struktuuriga, suurema arvu tiiviku labadega, mis on paigutatud nurga all. Korpus sisaldab tavaliselt spiraali või juhtlabasid.

Hoolduse mõttes on aksiaalvoolupumpadel lihtne sisemine struktuur ja vähem osi, kuid avatud tiivik võib prahi takerdumise tõttu ummistuda; segavoolupumpadel on rohkem osi (nt juhtlabad ja mitmeastmelised konstruktsioonid), kuid tavaliselt on need varustatud kulumiskindlate rõngaste või puksidega, millel on teatud tolerants vedelikus sisalduvate tahkete osakeste suhtes.

• Kuidas valida õiget pumpa: aksiaalvoolupump või segavoolupump?

Valimiseks järgige neid samme:

1. Määratlege töötingimused: määrake tööpunktis vajalik vooluhulk (Q) ja tõus (H).
2. Võrrelge jõudluskõveraid: kui tööpunkt nõuab madalat tõstekõrgust (nt<5 to 10 m) and a very high flow rate, an axial flow pump is usually the ideal choice; if a higher head (e.g., 10 to 50 m) is required and the flow rate is still relatively high, a mixed flow pump is more suitable.
3. Kaaluge paigaldustingimusi: aksiaalvoolupumbad nõuavad tavaliselt sirgeid torulõike ja neid võib paigaldada vertikaalselt; segavoolupumbad nõuavad tähelepanu imemistingimustele.
4. Hinnake kandja omadusi: kui vedelik sisaldab tahkeid osakesi, on eelistatavam segavoolupump (eriti pool{0}}avatud tiivikuga).
5. Tõhususe ja kulu tasakaalustamine: võrrelge eeldatavat energiatarbimist ostumaksumusega. Aksiaalvoolupumpadel on üldiselt madalam kulu ühiku voolukiiruse kohta, kuid kui on vaja suuremat tõstekõrgust, võib segavoolupump olla energiasäästlikum.

Näiteks kui pump peab tootma 12 000 m³/h 5 m kõrgusel, on aksiaalvoolupump kõige tõhusam valik; kui pump peab väljastama 12 000 m³/h 20 m kõrgusel, on parem segavoolupump; kui kõrgus ületab ligikaudu 50–60 m, tuleks kaaluda radiaalvoolupumba või mitmeastmelise pumba kasutamist.

Aksiaalvoolupumpade ja segavoolupumpade valikupõhimõtete mõistmine sõltub tegelike töötingimuste voolukiiruse ja kõrguse nõuete vastavusest. Aksiaalvoolupumbad suudavad pakkuda väga suurt voolukiirust madalate tõstekõrgustega; segavoolupumbad seevastu saavutavad kõrge voolukiiruse kõrgemate voolude juures. Võrreldes voolu suunda, jõudluskõveraid ja tiiviku struktuuri, saate valida oma konkreetse rakenduse jaoks sobivaima pumba.