Tsentrifugaalpumba tühjendusrõhku mõjutavad tegurid: täielik insenerijuhend

Tsentrifugaalpumbad on laialdaselt kasutatavad vedeliku transpordiseadmed, mis teenindavad selliseid sektoreid nagu nafta, kemikaalid, kergetööstus, toiduainete töötlemine ja farmaatsia. Praktiliste rakenduste optimaalse jõudluse saavutamiseks on siiski oluline kõigepealt mõista tühjendusrõhku mõjutavaid tegureid. Väljalaskerõhku mõjutavad erinevad tegurid, millest igaüks mõjutab pumba töötõhusust. Selles juhendis analüüsib HNYB PUMPS-professionaalne tsentrifugaalpumba tootja-ükshaaval neid võtmetegureid.

 

 

• 1. Tsentrifugaalpumba tühjendusrõhu ja pea mõistmine

Paljud insenerid kasutavad mõisteid "rõhk" ja "pea" vaheldumisi, kuid need esindavad erinevaid mõisteid.

Tsentrifugaalpump ei tekita otseselt rõhku; see lisab vedelikule energiat. Seda energiat väljendatakse tavaliselt kuipumba pea (H).

Surve ja pea suhe on järgmine:

Kus:

H= Pumba pea (m)

P= Rõhu erinevus (Pa)

ρ= Vedeliku tihedus (kg/m³)

g= Gravitatsioonikiirendus (m/s²)

Veerakenduste jaoks:

10 meetri veekõrgus ≈ 1 bar rõhk

Erineva tihedusega vedelike (nt õli, kemikaalid või kõrge{0}}temperatuurilised vedelikud) pumpamisel annab sama pumbapea aga erinevaid rõhunäite.

Seetõttu kasutavad pumpade tootjad tavaliseltvoolukiirus (Q) ja tõus (H)kui pumba kõveratel näidatud esmased jõudlusparameetrid.

 

• 2. Tööratta läbimõõt ja konstruktsioon

Tööratas on hüdrauliline põhikomponent, mis määrab, kui palju energiat vedelikule üle kantakse.

Tööratta läbimõõt

Suurem tiiviku läbimõõt annab tavaliselt:

• Kõrgem tühjendusrõhk
• Kõrgem pumba pea
• Suurenenud energiatarve

Kui tiiviku läbimõõtu vähendatakse (tiiviku trimmimine), vähenevad tekitatud tõstekõrgus ja rõhk.

Vastavalt pumba afiinsusseadustele:

 

Kus:

• H=Pumbapea
• D=Tööratta läbimõõt

Seetõttu on õige tiiviku suuruse valimine nõutava tühjendusrõhu saavutamiseks kriitilise tähtsusega.

 

Tööratta laba disain

Tera kuju ja hüdrauliline konstruktsioon mõjutavad otseselt rõhu muundamise efektiivsust.

Oluliste tegurite hulka kuuluvad:

Tera nurk

Terade arv

Hüdraulilise läbipääsu disain

Tööratta tasakaal

Hästi{0}}konstrueeritud tiivik parandab:

Energia muundamise efektiivsus

Surve stabiilsus

Pumba tööiga

Kõrgrõhu{0}}rakenduste jaoks, nagu katla toiteveesüsteemid ja tööstuslikud protsessid, valitakse sageli mitmeastmelised tsentrifugaalpumbad, kuna mitu tiivikut toodavad kõrgemat tõstekõrgust.

 

• Pumba kiirus (RPM)

Tööratta pöörlemiskiirusel on oluline mõju tühjendusrõhule.

Vastavalt afiinsusseadustele:

Kus:

H=Pea

N=Pöörlemiskiirus

Pumba kiiruse suurendamine:

• Suurendage vedeliku kiirust
• Suurendage tsentrifugaaljõudu
• Suurendage tühjendusrõhku

Näiteks:

Pööretel 2900 p/min töötav pump toodab üldiselt palju suuremat võimsust kui sama pump, mis töötab kiirusel 1450 p/min.

Liigne kiirus võib aga põhjustada:

• Kavitatsioon
• Suurenenud vibratsioon
• Mehaanilise tihendi kahjustus
• Vähendatud kasutusiga

Seetõttu tuleb kiiruse valikul arvestada nii hüdraulilisi nõudeid kui ka mehaanilisi piiranguid.

 

• 4. Pumba rõhku mõjutavad vedeliku omadused

Pumbatav aine mõjutab otseselt tsentrifugaalpumba jõudlust.

Vedeliku tihedus

Vedeliku tihedus mõjutab pumba tekitatavat rõhku.

Sama pumbapea jaoks:

Suurema-tihedusega vedelikud nõuavad suuremat võlli võimsust.

Rõhu näidud suurenevad proportsionaalselt tihedusega.

Näide:

Pump, mille kõrgus on 50 m:

Vesi: umbes 5 baari

Suurema-tihedusega vedelik: kõrgem rõhunäit

 

Vedeliku viskoossus

Kõrge{0}}viskoossusega vedelikud suurendavad sisemisi hüdraulikakadusid.

Näited:

Õli

Keemilised vedelikud

Läga

Rasked tööstuslikud vedelikud

Kõrge viskoossus võib põhjustada:

Vähendatud voolukiirus

Madalam efektiivsus

Vähendatud tühjendusrõhk

Viskoossete vedelike puhul tuleks pumba valimisel arvestada:

Spetsiaalne tiiviku disain

Suurenenud mootori võimsus

Vähendatud töökiirus

 

• 5. Torustikusüsteemi projekteerimise mõju

Pump ja torusüsteem töötavad koos. Tegelik töörõhk sõltub sellest, kus pump süsteemikõveral töötab.

Toru läbimõõt ja pikkus

Väikese läbimõõduga torud tekitavad suuremaid hõõrdekadusid.

Rõhukadu suurendavad tegurid:

Pikad torujuhtmed

Väike toru läbimõõt

Liigne küünarnukid

Klapid ja liitmikud

Need kaod tarbivad pumba energiat ja vähendavad olemasolevat tühjendusrõhku.

Torujuhtme õige projekteerimine võib pumba efektiivsust oluliselt parandada.

 

Kõrguse erinevus

Vajalik pumba rõhk suureneb, kui vedelikku on vaja transportida kõrgemale.

Staatiline pea sisaldab:

Paagi kõrguse erinevus

Hoone kõrgus

Pikk{0}}edastuskaugus

Näiteks:

Veevarustussüsteem, mis pumpab vett 100-meetri kõrgusesse hoonesse, vajab enne hõõrdekadude arvestamist ligikaudu 100 meetrit staatilist kõrgust.

 

• 6.Tööpunkt ja voolukiirus

Tsentrifugaalpump ei tööta ühel fikseeritud rõhul.

Tegelik tühjendusrõhk muutub vastavalt seosele:

Pumba jõudluskõver

Süsteemi takistuskõver

Üldiselt:

Suurem vooluhulk → Madalam tõstekõrgus

Madalam vooluhulk → Kõrgem tõstekõrgus

Pumba töötamine kaugel pumba parimast efektiivsuspunktist (BEP) võib põhjustada:

Rõhu ebastabiilsus

Liigne vibratsioon

Energia raiskamine

Komponentide enneaegne rike

Õige pumba valik peab alati vastama nõutavatele voolu- ja rõhutingimustele.

 

• 7. Pumba kulumis- ja hooldustingimused

Aja jooksul võib sisemine kulumine vähendada tsentrifugaalpumba tühjendusrõhku.

Levinud põhjused on järgmised:

Tööratta kulumine

Kliirens suureneb vahel:

Tööratas

Kandke sõrmust

Pumba korpus

Tulemus:

Sisemine leke suureneb

Pumba efektiivsus väheneb

Tühjendusrõhk langeb

 

Mehaanilised probleemid

Võimalikud põhjused:

Vale pöörlemissuund

Võlli deformatsioon

Laagri kahjustused

Mehaanilise tihendi rike

Õhk siseneb imemistorusse

Regulaarne kontroll aitab säilitada pumba stabiilset jõudlust.

 

• 8. Levinud põhjused, miks tsentrifugaalpump ei suuda saavutada nõutavat rõhku

Kui pump ei saavuta oodatud väljalaskerõhku, kontrollige järgmist.

1. Vale pumba valik

Valitud pumba kõrgus on madalam kui süsteemi nõue.

2. Mootori vale pöörlemissuund

Vastupidine pöörlemine võib rõhku oluliselt vähendada.

3. Õhk siseneb imemissüsteemi

Õhuleke võib põhjustada:

Kruntimise kaotus

Rõhu kõikumine

Vähendatud vooluhulk

4. Blokeeritud imitoru

Piiratud imemine vähendab saadaolevat voolu ja pumba jõudlust.

5. Pump töötab väljaspool projekteerimisvahemikku

Kasutustingimused võivad erineda algsest projekteerimisest.

 

• 9. Kuidas parandada tsentrifugaalpumba tühjendusrõhku

Stabiilse ja tõhusa tühjendusrõhu saavutamiseks:

Valige õige pump

Kaaluge:

Nõutav voolukiirus

Nõutav pea

Vedeliku omadused

Temperatuur

Taotlustingimused

 

Torujuhtme disaini optimeerimine

Vähendage tarbetuid kaotusi:

Toru läbimõõdu suurendamine

Tarbetute painde vähendamine

Õigete ventiilide valimine

 

Hooldage pumpa regulaarselt

Soovitatavad tavad:

Kontrollige vibratsiooni

Kontrollige kuluvaid komponente

Jälgige rõhu muutusi

Säilitage õige joondus

 

Kokkuvõtteks võib öelda, et tsentrifugaalpumba tühjendusrõhku mõjutavad paljud tegurid ning need nõuavad konkreetsetel asjaoludel põhinevat analüüsi ja lahendamist. Praktikas tuleks korrapärast ülevaatust ja hooldust teostada vastavalt pumba seisukorrale, et probleemid kiiresti tuvastada ja lahendada, tagades sellega pumba normaalse töö.