Miks võib tsentrifugaalpumba jõudlus tegelike rakenduste projekteerimiskõverast erineda?

Tsentrifugaalpumba valimisel alustavad insenerid tavaliselt nõutava voolukiiruse, kõrguse, efektiivsuse, vedeliku omaduste ja töötingimustega. Seejärel esitab tootja jõudluskõvera või arvutatud tööpunkti.

Kuid pärast paigaldamist avastavad kliendid mõnikord, et pump ei tööta täpselt oodatud vooluhulga, kõrguse, võimsuse või efektiivsusega.

See ei tähenda tingimata, et pump oli valesti projekteeritud või valmistatud. Pumba jõudlus on mitme vastastikku mõjuva teguri tulemus. Lõplik tööseisund ei sõltu mitte ainult pumbast endast, vaid ka hüdrosüsteemist, vedelikust, paigaldusest, töökiirusest, tootmistolerantsidest ja mõõtmistingimustest.

Nende tegurite mõistmine on oluline tsentrifugaalpumpade valimisel, kasutuselevõtul ja tõrkeotsingul.

 

 

1. Pumba jõudluskõver ei ole kogu süsteem

Tsentrifugaalpumba jõudluse kõver kirjeldab suhet voolu, tõstekõrguse, efektiivsuse, võimsuse ja NPSH vahel kindlaksmääratud kiirusel ja kindlaksmääratud tingimustel. Tegeliku tööpunkti määrab aga pumba kõvera ja süsteemi kõvera vastastikune toime.

Süsteemi kõver kujutab torusüsteemi jaoks vajalikku kogukõrgust erinevatel voolukiirustel, sealhulgas staatilise kõrguse ja hõõrdekadude korral. Tegelik vooluhulk määratakse kohas, kus pumba kõver lõikub süsteemi kõveraga.

See tähendab pumpa, mille eesmärk on saavutada100 m³/h 60 m kõrguselei edasta pärast installimist automaatselt täpselt seda punkti.

Näiteks võib süsteemi tegelik takistus olla suurem järgmistel põhjustel:

Pikema või väiksema{0}}läbimõõduga torustik

Täiendavad põlved, ventiilid või kurnad

Staatilise kõrguse muutused

Erinevad klapiasendid

Ootamatud rõhukadud

Muudatused operatsioonisüsteemis

Süsteemi takistuse muutudes muutub ka pumba tööpunkt.

Seetõttu võib põllu jõudluse võrdlemine kataloogi tööpunktiga ilma süsteemikõverat arvesse võtmata viia vale diagnoosini.

 

2. Hüdrauliline projekteerimine on korduv protsess

Esialgne hüdrauliline arvutus on alles pumba arendamise algus.

Pumba projekteerijad võtavad arvesse vajalikku voolu ja tõstekõrgust ning seejärel töötavad välja tiiviku, spiraali või hajuti läbipääsud, vahed ja muud hüdraulikakomponendid. Computational Fluid Dynamics (CFD) abil saab seejärel hinnata voolu jaotust, rõhu teket, tõhusust, retsirkulatsiooni, kavitatsiooni käitumist ja hüdraulilisi jõude.

Disain võib vajada mitu iteratsiooni enne soovitud jõudluse saavutamist. PumpWorks märgib, et isegi suhteliselt väikesed muudatused labade geomeetrias, voolukanalites või sisemistes vahekaugustes võivad mõjutada hüdraulilist jõudlust.

Seetõttu ei sõltu usaldusväärne pumba arendusprotsess ühest arvutusest või CFD simulatsioonist.

Tüüpiline tehniline järjestus on järgmine:

Esialgne projekteerimine → CFD analüüs → Disaini optimeerimine → Mehaaniline ülevaade → Prototüüp/tootmine → Tehase testimine → Lõplik valideerimine

Eesmärk on tagada, et hüdromudelist saaks lõpuks valmistatav ja testitav pump.

 

3. Hüdrauliline disain peab töötama koos mehaanilise tootmisega

Ideaalne hüdromudel on arvutis olemas, kuid valmis pump tuleb valada, töödelda, kokku panna ja reaalses maailmas käitada.

Hüdraulikakanalid võivad vajada muutmist, et mahutada:

Valamise nõuded

Seina paksus

Mehaaniline juurdepääs

Võlli ja laagrite paigutus

Montaažilubad

Konstruktsiooni tugevus

Korrosioonivaru

Hooldusnõuded

Valamine ja töötlemine toovad sisse ka mõõtmete tolerantsid. Näiteks võivad valu kokkutõmbumine, töötlemise tolerantsid, pinnaviimistlus ja koostevahed mõjutada hüdrauliliste kanalite lõplikku geomeetriat.

Sel põhjusel ei sõltu pumba jõudlus mitte ainult hüdraulika projekteerimise tarkvarast, vaid ka tootmisvõimsusest ja kvaliteedikontrollist.

 

4. Testitud pump võib erineda üldkataloogi kõverast

Teine oluline punkt on erinevus aüldine avaldatud kõverja asertifitseeritud jõudluskõver.

Hüdraulikainstituut selgitab, et avaldatud pumbakõver esindab pumbamudeli eeldatavaid omadusi, samas kui sertifitseeritud kõver kehtib konkreetse ostetud pumba ja tiiviku trimmi kohta ning võib sisaldada kehtivat vastuvõtutesti standardit ja klassi.

See eristamine muutub eriti oluliseks tööstusprojektide puhul.

Perekonnakõveralt valitud pumbal võib olla mitu võimalikku:

Pumba suurused

Tööratta läbimõõdud

Kiirused

Konfiguratsioonid

Hüdraulilised konstruktsioonid

Seetõttu tuleks lõplikult valmistatud seadet hinnata, kasutades sobivaid pumbaspetsiifilisi andmeid ja, kui projekti spetsifikatsioon seda nõuab, jõudluse vastuvõtmistesti.

Tehase testimine on viimane valideerimisetapp, mis ühendab disainimudeli valmis füüsilise pumbaga.

 

5. Pumbatav vedelik muudab jõudlust

Paljud avaldatud tsentrifugaalpumba kõverad põhinevad veel kindlaksmääratud katsetingimustes. Tegelikud protsessivedelikud võivad käituda erinevalt.

Eriti oluline on viskoossus. Võrreldes selge veega, suurendab viskoossem vedelik üldiselt pumba sees hüdraulilist takistust, mis võib vähendada voolu, tõstekõrgust ja efektiivsust, suurendades samal ajal sisendvõimsust. Hüdraulikainstituut pakub korrektsioonimeetodeid tsentrifugaalpumba jõudluse hindamiseks viskoossete vedelikega.

Rakenduse tulemusi võivad mõjutada ka muud omadused, sealhulgas:

Tihedus

Viskoossus

Temperatuur

Aururõhk

Tahkete ainete või gaasi olemasolu

Seetõttu ei tohiks veega genereeritud pumba kõverat automaatselt käsitleda iga protsessivedeliku täpse jõudluskõverana. Tootja andmeid tuleks hinnata tegelike vedelikutingimuste alusel.

 

6. Oluline on kiirus ja tiiviku läbimõõt

Tsentrifugaalpumba jõudlus sõltub suuresti pöörlemiskiirusest ja tiiviku geomeetriast.

Töökiiruse muutmine muudab pumba kõverat. Samamoodi muudab tiiviku kärpimine saadaolevat pead ja sellest tulenevat tööpunkti. Hydraulic Institute määrab konkreetselt pumba kiiruse ja tiiviku trimmimise teguriteks, mis võivad muuta pumba kõverat ja süsteemi töötingimusi.

See on eriti oluline muutuva sagedusega{0}}mootoritega käitatavate pumpade puhul.

Kui mootori tegelik kiirus erineb algse kõvera tingimustest, võib mõõdetud välja jõudluse võrdlemine selle kõveraga teha eksitavaid järeldusi.

 

7. Installimine võib muuta tegelikku-jõudlust maailmas

Isegi kui pump ise vastab tehase testimisnõuetele, võib kehv paigaldus mõjutada põllu jõudlust.

Imemistorustik on eriti oluline. Lähedal asuvate põlvede, ventiilide, reduktorite või muude liitmike põhjustatud vooluhäired võivad vähendada pumba jõudlust ning suurendada kavitatsiooni, pulsatsiooni ja liigsete hüdrauliliste jõudude ohtu. Hydraulic Institute soovitab erinevate konfiguratsioonide jaoks sobivaid imi-torustiku paigutusi ja piisavaid sirgeid-torusid.

Muud paigaldustegurid hõlmavad järgmist:

Pumba vale joondamine

Toru pinge

Ebapiisavad imemistingimused

Õhk siseneb imemistorusse

Kehv vundament või vuukimine

Vale klapi asend

Instrumentide vale asukoht

Need probleemid võivad tunduda "pumba tööprobleemidena", kuigi nende tegelik põhjus on pumpamissüsteem.

 

8. Välimõõtmisi tuleb õigesti tõlgendada

Toimivuse uurimine peaks mõõtma enamat kui lihtsalt "voolu" ja "rõhku".

Kasulik välihindamine võib hõlmata järgmist:

Voolukiirus + imemisrõhk + tühjendusrõhk + pumba kiirus + mootori võimsus + vedeliku omadused + vibratsioon + temperatuur

Pumba kogukõrgus tuleb arvutada asjakohaste imemis- ja tühjendustingimuste põhjal, mitte tugineda ühele manomeetrile. Hüdraulikainstituudi koolitusmaterjalides on pumba testimine, mõõteriistad, kogu-pea arvutamine, efektiivsuse arvutamine, NPSH ja tõrkeotsing pumba-süsteemi hindamise omavahel seotud osadena.

Samuti on oluline mõõtmiskoht ja instrumendi täpsus. Pumba düüsist kaugele paigaldatud manomeeter võib sisaldada täiendavaid torustiku kadusid, mida ei tohiks otseselt pumbaga seostada.

 

9. Kuidas vähendada erinevust prognoositud ja tegeliku jõudluse vahel

Usaldusväärne tehniline lähenemisviis peaks võtma arvesse kogu pumbasüsteemi, mitte ainult pumpa.

Enne tellimist:

Määrake tegelik vool, kõrgus, vedelik, temperatuur, kiirus ja töövahemik.

Arvutage süsteemi kõver selle asemel, et tugineda ainult nominaalsele tööpunktile.

Kontrollige NPSH tingimusi ja imitorustikku.

Kinnitage valitud tiiviku läbimõõt ja mootori nimiväärtus.

Vajadusel taotlege pumba{0}}spetsiifilisi jõudlusandmeid.

Määrake kriitiliste rakenduste jaoks tehase jõudluse testimine.

Pärast paigaldamist:

Kontrollige joondamist ja torustiku paigaldamist.

Kinnitage pumba tegelik kiirus.

Kontrollige imemis- ja tühjendustingimusi.

Mõõtke voolu, rõhku, võimsust ja vibratsiooni.

Võrrelge arvutatud tööpunkti pumba kõvera ja süsteemi kõveraga.

See lähenemine aitab eristada apumba disaini probleemalates asüsteemi või installi probleem.

Pumba tegelik{0}}jõudlus on pumba disaini, tootmise, vedeliku omaduste, süsteemi hüdraulika, paigaldamise, töötamise ja mõõtmise vahelise koostoime tulemus.

Toimivuskõver on oluline inseneritööriist, kuid seda ei tohiks kunagi käsitleda eraldiseisvana.

Kui välipump ei saavuta oodatud voolu või tõstekõrgust, on õige lähenemine uurida kogu süsteemi-alates pumba hüdraulilisest konstruktsioonist ja tiiviku konfiguratsioonist kuni torustiku, töökiiruse, vedeliku omaduste ja mõõtmismeetodini.

Kombineerides täpset pumba valikut, asjakohast testimist, kontrollitud tootmist ja süsteemi õiget kasutuselevõttu, saab prognoositava ja tegeliku jõudluse vahelist lõhet oluliselt vähendada.