Dinamički i statički pritisak vode. Rad centrifugalne pumpe u cjevovodnoj mreži

Predavanje 13

13. RAD CRPKI NA MREŽI.

14.1 Ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s pumpom uključenom u njega.

14.2. Montažna statička glava.

14.4.Obilježja rada crpke.

14.4.1 Vakuum u usisnom vodu.

14.5. Kontrola protoka pumpe.

14.6. Problemi oko rada crpki na mreži.

14.7. Kontrola hranjenja pumpna jedinica.

14.1 Ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s pumpom uključenom u njega.

Pri radu na mreži crpke se smatraju izvorima koji prenose energiju tekućini, dok se radni proces crpki ne uzima u obzir.

Za rješavanje problema rada crpki u mreži koristi se ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s crpkom uključenom u njega.

Uz ravnomjerno kretanje tekućine u cjevovodu, uključivanje pumpe kao izvora energije mijenja jednadžbu ravnoteže tlaka.

Napor crpke je zbroj razlike u tlaku na krajnjoj i početnoj točki plus gubici od početne točke do krajnje točke (Sl. 14.1). Napor pumpe je energija koju pumpa prenosi po jedinici težine pumpane tekućine.

Hn+ H 1 = H2+∑ hp 1-2, (14.3)

Hn+ H 1 - h p. ned = H2+ h p.n. ,

Gdje H 1 I H 2 - pune glave protok u početnom 1 i posljednjem 2 dijelu cjevovoda, h p1-2 = h p.s. + h p.n. - zbroj gubitaka tlaka u cjevovodu između sekcija 1 i 2, odnosno u usisu h p. ned - i tlačni kanal h p.n. .

Tlak crpke služi za povećanje tlaka protoka i svladavanje hidrauličkog otpora u cjevovodu.

Tlakovi H 1 i H 2 su pritisci u točki 1 i točki 2. Jednadžba tlaka (14.1) ne uzima u obzir gubitke između usisnog i ispusnog otvora i (14.1) je pojednostavljena jednadžba ravnoteže tlaka.

14. 2. Statička glava instalacije.

Mreža na kojoj crpka radi može biti jednostavan ili složen cjevovod, au nekim slučajevima također uključuje hidrauličke motore koji pretvaraju hidrauličku energiju koju crpka prenosi u koristan mehanički rad.

Dijagram crpne instalacije kada crpka radi na jednostavnom cjevovodu prikazan je na sl. 14.1. Crpka pumpa tekućinu iz prijemnog spremnika A u tlačni spremnik B kroz cjevovod koji se sastoji od usisne i ispusne cijevi.

Statička visina instalacije je razlika između hidrostatske visine tekućine u tlačnim i prihvatnim spremnicima:

(14.3)

Ako je tlak na slobodnim površinama tekućine u spremnicima jednak atmosferskom tlaku, kao za instalaciju prikazanu na Sl. 14.1, statički tlak je razlika u razinama tekućine u spremnicima: , tj. visina dizanja tekućine u instalaciji.

Ako tlak u spremnicima tijekom rada pumpe nije jednak atmosferskom tlaku, pogledajte sl. 14.2, na primjer, postoji vakuum u dovodnom spremniku, au tlačnom spremniku - nadpritisak veći od atmosferskog tlaka, statički tlak jednak je razlici piezometrijskih razina u spremnicima. Montažna statička glava

14.3. Potreban tlak crpne jedinice.

Potreban tlak instalacije, Npotr, energija je koja se mora prenijeti na jediničnu težinu tekućine da bi se pomaknula iz prihvatnog spremnika u tlačni spremnik kroz cjevovod instalacije pri zadanoj brzini protoka. .

14.3.1. Prilikom rada crpke na dugom cjevovodu zanemarite pritisci male brzine u spremnicima i tlak velike brzine na izlazu, dobivamo,

(14.4)

Gdje h p.n. = hp.sun.+ hp.n. - zbroj gubitaka tlaka:

hp.sunce. - u usisnom vodu, uključujući gubitke na ulazu u usisnu cijev;

hp.n. – u tlačnoj cjevovodu, uključujući gubitak prilikom izlaska u tlačni spremnik.

14.3.2. Pri radu crpke na cjevovodu opremljenom konvergentnom krajnjom mlaznicom (slika 14.3), tlak brzine na izlazu iz mlaznice usporediv je s gubicima duljine u cijevima i mora se uzeti u obzir u jednadžbi potrebnog tlaka .

Potreban tlak kada se uzme u obzir brzinski tlak jednak je

(14.5)

Gdje V 2 /2 g - brzinski tlak na izlazu iz tlačne cijevi (pod pretpostavkom turbulentnog režima, za koji je α = 1). Ako su usisni gubici bili značajni, trebalo bi ih uzeti u obzir. Zbog toga su promjeri usisnih cjevovoda veći od tlačnih, postoje standardi za brzinu strujanja u usisnim i tlačnim cjevovodima.

14.3.3. U stacionarnim radnim uvjetima instalacije, kada se brzina protoka u sustavu cjevovoda ne mijenja tijekom vremena, tlak koji razvija pumpa jednak je potreban pritisak postavke:

Nn = Npotr (14.6)

14.4. Karakteristike pumpe.

Karakteristike pumpe pri određenoj brzini vrtnje su sljedeće:

· opskrba (volumen tekućine koju pomiče pumpa po jedinici vremena) Q(m 3 /s),

· pritisak N (j/N = m)

· snaga motora koju troši pumpa Nd, (W),

· korisna snaga crpke jednaka je energija koja se po jedinici vremena prenosi protoku tekućine, definirana kao produktN pon =Qn*ρgH n,

Učinkovitost pumpe jednaka je omjeru korisne snage pumpe Npn na snagu koju troši pumpa, tj. snaga motora Ndoor:

(14.7)

Približan prikaz karakteristike crpke prikazane su na sl. 14.6. Karakteristika se obično daje u obliku grafikona ili tablice.

14.5. Vakuum u usisnom vodu.

Tlak crpke pri poznatoj brzini protoka može se izmjeriti pomoću mjerača tlaka V i M koji su ugrađeni u njezine ulazne i izlazne dijelove (Sl. 14.5).

Kada se crpka nalazi iznad prijemne razine, otvorena prema atmosferi, nastaje vakuum u ulaznom dijelu crpke (višak tlaka Rvs< 0). Выделив подчеркиванием в уравнении 14.9 величины составляющие разряжение, получим значение вакуума во всасывающем патрубке насоса V:

Veličina vakuuma V na ulazu u pumpu određena je visinom stupca tekućine za ravnomjerno gibanje u usisnom vodu, ako je tlak iznad tekućine u prihvatnom spremniku atmosferski.

Svaki način rada crpke u ovoj instalaciji odgovara „dopuštenoj visini usisavanja vakuuma - Nvac.extra "(dopuštena vrijednost vakuuma): N vac.add ≤ Rat , tj. N vac.dodaj.<0.

Veličina Nvac.extra ovisi, za dati način rada crpke, o tlaku pare tekućine i atmosferskom tlaku.

Vakuum u usisnoj cijevi mora biti manji od "dopuštene visine usisavanja vakuuma": V ≤ N vac.add. , odnosno manji od dopuštenog vakuuma, što osigurava odsutnost pojava kavitacije u pumpi. Na sl. 14.5 to se može shvatiti u smislu da zbroj V ≤ N vac.add.

Budući da tijekom rada crpke ovaj uvjet mora biti ispunjen V ≤ Nvac.extra , pomoću formule (14.10) određuje se dopuštena geometrijska usisna visina crpke Zall.extra . Ako Zall.extra< 0 pumpa mora biti smještena ispod razine u prihvatnom spremniku).

14.6. Rad crpke na mreži. Definicija radna točka.

Kod rada crpke na mreži potrebno je odrediti radnu točku ili točku zajedničkog rada crpke i instalacije, tj. cjevovod.

Navedene karakteristike ugradnje i potrebnu opskrbu Q ulaza, prema karakteristikama instalacije odaberite pumpu za potrebnu opskrbu Q ulaza.

Metodologija izrade radne točke.

1. Ishodište koordinata Q - H nalazi se na piezometrijskoj razini u prihvatnom (napojnom) spremniku, ta je razina odabrana kao ishodište tlaka.

2. Na koordinatnoj ravnini H-Q konstruirana je karakteristika pumpe Hn = f(Q). Obično se daje grafički ili tabelarno.

3. Izgrađene su karakteristike instalacije. Instalacijska karakteristika je zbroj Nst statičkog tlaka i karakteristika cjevovoda - hp:

u kojem hp- karakteristike cjevovoda ili ovisnost ukupnih gubitaka tlaka u cjevovodu o protoku, uključujući gubitke u usisnom i tlačnom cjevovodu.

4. Radna točka instalacije je točka u kojoj se sijeku karakteristike crpke i cjevovoda. Na temelju radne točke nalaze se vrijednosti Q ulaza i N ulaza.

5. U stacionarnim uvjetima rada, vrijednosti Qin = Qn, Hin = Hn koje se nalaze u točki raskrižja su početne vrijednosti za odabir pumpe i motora za pogon pumpe.

Mjesto prihvatnog spremnika može se odrediti u tri opcije: 1) Nst>0; 2) Nst = 0; 3) Nst< 0, что отмечено на рис.14.6. В зависимости от характеристики установки положение рабочей точки будет разным.

Karakteristike cjevovoda ovise o načinu kretanja fluida u cjevovodu.

U turbulentnom režimu, karakteristika cjevovoda je blizu kvadratne ovisnosti h p =k*Q 2. Koeficijent otpora cjevovoda k jednak je zbroju koeficijenata k sun usisnog i tlačnog voda k n:

k =k sunce +k n,

od kojih je svaki izražen formulom .

Veličine uključene u k su konstantne ili su kao takve dane u prvoj aproksimaciji; ako je neka od njih nepoznata, najčešće od ostalih, to se odnosi na λ. Vrijednost λ se koristi za postavljanje i iscrtavanje karakteristika cjevovoda u obliku parabole.

Karakteristike instalacije konstruiraju se pomicanjem duž osi tlaka za određeni iznos Nst, na Nst = 0 karakteristika instalacije prolazi kroz ishodište koordinata iu ovom slučaju ima oblik

Nn = ∑ hp.

U ovom slučaju, u radnoj točki crpke, tlak se u potpunosti troši na svladavanje hidrauličkog otpora sustava. Ova vrsta uključuje cirkulacijska postrojenja, gdje se razine primanja i tlaka podudaraju (Sl. 14.7).

Na N sv< 0 (razina tlaka ispod razine primanja) tekućina može teći u donji rezervoar gravitacijom u količini Qc, a pumpa se koristi ako je protok veći od QNZ > Qs (vidi sliku 14.7).

Ako je kretanje u cjevovodu laminarno, karakteristike cjevovoda izražavaju se formulom hp = k* Q , u kojem je koeficijent cjevovoda k jednak

14.7. Kontrola protoka pumpe.

Karakteristike rada centrifugalne crpke imaju nazivne parametre koji odgovaraju dugoročnom i ekonomičnom radu. Međutim, postoji potreba za promjenom karakteristika crpke u skladu sa zahtjevima instalacije koja se stvara. Postoji nekoliko metoda za regulaciju parametara crpne jedinice.

14.7.1. Kontrola protoka promjenom brzine pumpe

Ponovno izračunavanje karakteristika lopatice pumpe kada se brzina motora mijenja (Sl. 14.8) provodi se pomoću zakona proporcionalnosti, izražavajući svojstva takvih načina rada ove pumpe pri različitim brzinama vrtnje. Ovom metodom mijenja se karakteristika crpke, a radna točka se pomiče duž zadane konstantne karakteristike instalacije (Sl. 14.8).

Točke svake obitelji sličnih modusa leže u koordinatama Qn-N na kvadratnoj paraboli, čiji je vrh u ishodištu koordinata; to je parabola sličnih modusa. (Slika 14.8).

Kada se koriste zakoni proporcionalnosti u pogledu protoka, tlaka, snage, napravljene su sljedeće pretpostavke.

1. Smatra se da se uspoređeni slični modovi nalaze u zoni turbulentne samosličnosti i da promjena Reynoldsovog broja ne utječe na raspodjelu brzina u kanalima pumpe i njihove koeficijente otpora.

2. Pretpostavlja se da za slične načine rada vrijednosti učinkovitosti pumpe mogu biti približno iste (η 1 = η 2).

3. Pretpostavlja se da crpka radi na istu tekućinu (ρ 1 = ρ 2).

14.7.2. Metodologija za određivanje nove brzine vrtnje centrifugalne pumpe ako je potrebno promijeniti njezin protok (Sl. 14.9) .

Zadano: a) karakteristike crpke pri n o/min; b) karakteristike cjevovoda (instalacije). c) Točka A njihovog sjecišta je radna točka sustava: Qn i Nn su protok i tlak crpke za ovu radnu točku.

Potrebno je odrediti novu brzinu pumpe n x , pri čemu će se posmak Q I povećati (ili smanjiti) za m%.

Metoda određivanja frekvencije.

1. Ucrtane su karakteristike crpke i cjevovoda (sl. 14.9a i 14.9b).

2. Na temelju zadane promjene posmaka (za ± m%) nalazimo vrijednost Q I i nanosimo tu vrijednost na apscisnu os.

3. Nacrtajte okomitu liniju Q I dok se ne presječe s karakteristike cjevovoda, dobivamo novu radnu točku B (Q I i H I) instalacije. Karakteristika pumpe mora proći kroz ovu točku željenom brzinom. n x .

4. Određujemo koeficijent parabole takvih načina iz vrijednosti Q I i H I.

5. Gradimo parabolu sličnih modova H par.p.r = k*Q 2 i nalazimo točku njezinog sjecišta s karakteristikom pumpe - C.

6. Na temelju vrijednosti Q II i H II u točki C određujemo broj okretaja crpke koristeći formule sličnosti.

14.7.1. Regulacija protoka crpne jedinice prigušnom metodom.

Protok centrifugalne (krilne) pumpe može se podesiti metodom prigušivanja ugradnjom prigušnice s promjenjivim otporom u cjevovod (ventil, slavina, slavina itd.). Pri promjeni otvora prigušnice mijenja se instalacijska karakteristika (nagib karakteristike cjevovoda) i radna točka se pomiče duž zadane karakteristike crpke (slika 14.10). Ovakav način upravljanja opskrbom povezan je s dodatnim gubicima energije u prigušnici i stoga je neekonomičan.

Protok lopatičnih crpki također se može kontrolirati zaobilaženjem tekućine od tlačnog voda do usisnog voda (ili do prijemnog spremnika) kroz premosnu cijev s podesivim prigušnikom.

14.9. Kontrola dovoda pomoću premosnog voda.

Na sl. 14.11 daje rješenje problema rada centrifugalne crpke u instalaciji opremljenoj obilaznom cijevi kroz koju se tekućina prenosi iz tlačnog voda u usisni vod za regulaciju protoka crpke.

1. Postavljene su karakteristike crpke i potreban protok Qpotr.

2. Iz Nst se gradi karakteristika instalacije Nst = Nst + h AD.

3. Konstruirana je karakteristika cjevovoda h= h CFB.

3. Konstruirana je spojna karakteristika cjevovoda h AD +h CFB.

4. Pronađena je radna točka A: sjecište karakteristike h AD + h CFB s karakteristikom pumpe; pronađene su vrijednosti Qn i Nn.

5. Pravac Hn povučen je paralelno s osi apscise; kada se siječe s karakteristikom h CFB =f(Q), nalazi se t.B, u kojem je brzina protoka curenja q kroz obilazni vod a protok u vodu SD – Q. Qn = q + Q


14.8. Problemi s radom pumpe na složenom (razgranatom)

cjevovod.

Razmatraju se dva problema s dijagramima: rad pumpe na cjevovodu s paralelnim ograncima i na cjevovodu s krajnjim razvodom.

U prvom slučaju, problem se rješava na isti način kao kod rada na jednostavnom cjevovodu, koristeći ukupne karakteristike složenog cjevovoda, uključujući otpor njegovog razgranatog dijela.

U drugom slučaju, tijekom terminalne distribucije, razmatra se način rada centrifugalne pumpe na dva tlačna spremnika s različitim razinama - hidrostatskim tlakovima tekućine.

Ovisno o odnosu između elemenata instalacije, crpka može pumpati tekućinu iz prihvatnog spremnika A u oba spremnika C i B ili može zajedno s gornjim spremnikom B hraniti donji spremnik C.

Rješenje se temelji na određivanju piezometrijske razine u čvoru B, pri kojoj je zadovoljen uvjet ravnoteže protoka u cijevima uz čvor.

1. Karakteristika crpke je dana grafom.

2. Količina gubitaka u usisnom cjevovodu h AN = hall cjevovodu i tlačnom cjevovodu h N V = hn može se odrediti formulama: h p = kQ 2 , hp = k* Q.

3. Koristeći ove formule, možete iscrtati ovisnost tlaka (piezometrijska razina) u čvoru B o opskrbi crpke, oduzimajući gubitak tlaka u ANB cijevi (H B krivulja) od ordinate tlačne karakteristike crpke.

N B = Nn – hs- hn.

4. Pronašavši točku I sjecišta tlačne linije Hb c s karakteristikom cijevi BC, izgrađene od piezometrijske razine u spremniku C, određujemo smjer kretanja u cijevi VD koja vodi do gornjeg spremnika.

Ako se ta točka I nalazi iznad razine u spremniku B, tada crpka opskrbljuje oba spremnika.

5. U ovom slučaju crtamo ovisnost ukupnog protoka u cijevima BC i BD o piezometrijskoj razini u čvoru B, točka njezinog sjecišta s krivuljom HB određuje pijezometrijsku razinu u čvoru B, brzine protoka u cijevi i način rada crpke (radna točka sustava).

6. Ako se točka sjecišta linija HB i BC" nalazi ispod razine u spremniku D, potonji hrani spremnik C zajedno s pumpom. U tom slučaju (isprekidane linije na sl. 14.12) nacrtajte ovisnost ukupnog protok u cijevima AB i BB na pijezometrijskoj razini u čvoru B (zbrajanjem krivulja HB i BB za protoke); točka presjeka ove krivulje s karakteristikom cijevi BC' je radna točka sustava .

8. Kada radi nekoliko crpki paralelno ili u seriji, da biste odredili način rada sustava, prvo morate konstruirati ukupnu karakteristiku crpki, a zatim pronaći radnu točku sustava na uobičajeni način, tj. sjecište karakteristika crpke s karakteristikama instalacije.

Za konstruiranje ukupnih karakteristika crpki kada su paralelno spojene, potrebno je dodati karakteristike crpki duž apscise (brzine protoka), a kada su spojene u seriju - duž ordinate (panorame).

14.9. Posao paralelne pumpe i dosljedno

spojene pumpe na jednostavan cjevovod.

Na sl. 14.14 prikazuje dijagram paralelni rad centrifugalne pumpe na jednostavnom cjevovodu i dano je grafičko rješenje ovog problema.

14.10. Značajke rada na mreži potisnih pumpi.

Za volumetrijske pumpe (klipne, rotacijske itd.) protok Qn može se uzeti kao prva aproksimacija neovisna o tlaku koji razvija pumpa Nn a proporcionalan brzini pumpe. Protok klipne pumpe, na primjer, određen je formulom

gdje su F i S površina i hod klipa; n je broj dvostrukih hodova klipa u minuti (brzina radilice); z je broj radnih komora (cilindara) pumpe; ηo - koeficijent protoka pumpe. U opći pogled protok potisnih pumpi raznih vrsta izražava se formulom

gdje je W radni volumen crpke (njezina opskrba po okretaju osovine), ovisno o vrsti i veličini crpke.

Uz naznačenu aproksimaciju tlačne linije Nn = f(Qn) na karakteristikama volumetrijskih crpki može se prikazati u obliku okomitih ravnih linija Qn =const, od kojih svaka odgovara određenoj brzini vrtnje crpke (sl. 14.16). U stvarnosti, brzina protoka bilo koje pumpe s pozitivnim pomakom pri određenoj brzini donekle se smanjuje kako se visina pumpe povećava.

Režim rada volumetrijske crpke u hidrauličkom sustavu određuje se na isti način kao i kod krilne pumpe, tako da se karakteristike pumpe i hidrauličkog sustava ucrtaju na jedan graf u koordinatama Q - H i pronađe točka njihova sjecišta - radnu točku sustava.

Budući da je protok volumetrijskih pumpi gotovo neovisan o tlaku, metoda regulacije protoka prigušivanjem nije primjenjiva na volumetrijske pumpe (potpuno zatvaranje prigušnice na izlazu volumetrijske pumpe može dovesti do nezgode ako nisu osigurani posebni sigurnosni uređaji ).

Kontrola napajanja u hidrauličkim sustavima i instalacijama s pumpama s pozitivnim pomakom može se provesti promjenom brzine vrtnje pumpe (vidi sl. 14.16) ili korištenjem posebnih pumpi s promjenjivim napajanjem, u kojima se radni volumen W mijenja u hodu. Međutim, u većini slučajeva, kontrola opskrbe u hidrauličkim sustavima s pumpama s pozitivnim pomakom proizvedena je manje ekonomično, ali većina na jednostavan način premošćivanje tekućine od tlačnog do usisnog voda. U tu svrhu koriste se različiti podesivi prigušnici i preljevni ventili, kao i strojevi za istovar i drugi posebni uređaji.

Na sl. Slika 14.17 prikazuje dijagram crpne jedinice s potisnom pumpom i zaobilaznom cijevi opremljenom podesivim prigušnikom.

Da biste odredili način rada crpke pri zadanom tlaku Po u tlačnom spremniku i određenom otvoru prigušnice, možete koristiti grafičku konstrukciju prikazanu na sl. 14.13. Pri rješavanju sličnog problema s krilnom pumpom, obilazna cijev se smatrala ogrankom cjevovoda na koji radi pumpa sa zadanom karakteristikom.

U nekim slučajevima, druga metoda rješavanja ovog problema je prikladnija, u kojoj se obilazna cijev smatra dodatni element sama pumpa, mijenjajući njezine radne karakteristike. Nakon što su karakteristike crpke i karakteristike obilazne cijevi nacrtane na općem grafikonu u koordinatama Q -H, treba od prve oduzeti drugu u smislu troškova; za to je potrebno različita značenja tlak pumpe, oduzmite brzinu protoka u obilaznoj cijevi od njezine opskrbe (jer je raspoloživi tlak u premosnoj cijevi jednak tlaku crpke).

Rezultirajuća AB krivulja predstavlja karakteristiku crpke zajedno s preljevnom cijevi. Sjecište ove krivulje s karakteristikama hidrauličkog sustava (krivulja LD određuje radnu točku sustava (točka B), tj. protoke Q u tlačni spremnik i u obilazni cjevovod q, kao i protok Qp i tlak pumpe. Hn (radna točka crpke C).

S bilo kojim drugim otvaranjem leptira za gas mijenja se njegova karakteristika, a time i karakteristika crpke zajedno s premosnom cijevi; u ovom slučaju, radna točka sustava se pomiče.

Na sl. Na slici 14.18 shematski je prikazana instalacija s volumetrijskom pumpom i preljevnom pumpom, čija je opruga podešena na zadani tlak Nspch, koji određuje trenutak njenog otvaranja. Grafikon prikazuje definiciju načina rada crpke, tj. pronalaženje radnih točaka pri tri različita tlaka u tlačnom spremniku.

Za određivanje načina rada crpke, kao u prethodnom dijagramu, od karakteristike crpke oduzmite karakteristiku preljevnog ventila, tj. dobiti zbirne karakteristike crpke zajedno s ventilom (linija ABC). Točke sjecišta ove krivulje sa karakteristikama hidrauličkog sustava u tri navedena slučaja određuju radne točke 1, II, III pumpe.

Kao što se može vidjeti na Sl. 14.18, pri tlaku pumpe Nn< Нрасч (случай 3) вся подача насоса идет в напорный бак; при Н >Osim toga (slučajevi 1 i 2), dio protoka pumpe se vraća na usisnu stranu.

Pri korištenju razmatranih metoda za rješavanje problema o radu volumetrijskih crpki u mreži, treba imati na umu da se eksperimentalne karakteristike volumetrijskih crpki obično daju u obliku ovisnosti protoka crpke Qn‚ i njezine učinkovitosti o tlak pumpe Pn (sl. 14.19).

Tlak pumpe predstavlja energiju koju pumpa daje

jedinični volumen dizane tekućine, a povezan je s tlakom pumpe omjerom

U praksi je pH vrijednost jednaka porastu tlaka tekućine od usisnih do tlačnih cijevi crpke. Korisna snaga crpke izražava se formulom

Sustavi grijanja moraju se ispitati na otpornost na pritisak

U ovom ćete članku naučiti što statički i dinamički pritisak sustavi grijanja, zašto su potrebni i po čemu se razlikuju. Razmotrit će se i razlozi njegova povećanja i smanjenja te metode za njihovo uklanjanje. Osim toga, govorit ćemo o tome kakav pritisak doživljavaju različiti sustavi grijanja i metode za ovo ispitivanje.

Vrste tlaka u sustavu grijanja

Postoje dvije vrste:

  • statistički;
  • dinamičan.

Što se dogodilo statički tlak sustavi grijanja? To je ono što nastaje pod utjecajem gravitacije. Voda pod vlastitom težinom pritišće stijenke sustava silom proporcionalnom visini na koju se diže. Od 10 metara ova brojka je jednaka 1 atmosferi. U statističkim sustavima ne koriste se protočni ventilatori, a rashladna tekućina cirkulira kroz cijevi i radijatore gravitacijom. To su otvoreni sustavi. Maksimalni tlak u otvorenom sustavu grijanja je oko 1,5 atmosfera. U moderna gradnja takve se metode praktički ne koriste, čak ni pri instaliranju autonomnih krugova seoske kuće. To je zbog činjenice da je za takvu shemu cirkulacije potrebno koristiti cijevi velikog promjera. Nije estetski lijepo i skupo.

Dinamički tlak u sustavu grijanja može se prilagoditi

Dinamički pritisak u zatvoreni sustav grijanje se stvara umjetnim povećanjem protoka rashladne tekućine pomoću električna pumpa. Na primjer, ako govorimo o visokim zgradama ili velikim autocestama. Iako se sada čak iu privatnim kućama crpke koriste pri ugradnji grijanja.

Važno! Riječ je o o prekomjernom tlaku bez uzimanja u obzir atmosferskog tlaka.

Svaki sustav grijanja ima svoju dopuštenu granicu čvrstoće. Drugim riječima, može izdržati različita opterećenja. Da saznam koji radni tlak u zatvorenom sustavu grijanja potrebno je statičnom stvaranom vodenom stupcu dodati dinamički, pumpan pumpama. Za pravilan rad sustava, očitanja manometra moraju biti stabilna. Manometar je mehanički uređaj koji mjeri silu kojom se voda kreće u sustavu grijanja. Sastoji se od opruge, kazaljke i vage. Na ključnim mjestima postavljeni su mjerači tlaka. Zahvaljujući njima možete saznati koji je radni tlak u sustavu grijanja, kao i identificirati greške u cjevovodu tijekom dijagnostike.

Padovi tlaka

Da bi se kompenzirale razlike, dodatna oprema je ugrađena u krug:

  1. ekspanzijska posuda;
  2. ventil za hitno otpuštanje rashladne tekućine;
  3. otvori za zrak.

Ispitivanje zraka - ispitni tlak sustava grijanja se podigne na 1,5 bara, zatim spusti na 1 bar i ostavi pet minuta. U tom slučaju gubici ne bi trebali prelaziti 0,1 bar.

Ispitivanje vode - pritisak se povećava na najmanje 2 bara. Možda i više. Ovisi o radnom tlaku. Maksimalni radni tlak sustava grijanja mora se pomnožiti s 1,5. Za pet minuta gubici ne bi smjeli prijeći 0,2 bara.

Ploča

Hladno hidrostatsko ispitivanje - 15 minuta uz tlak od 10 bara, gubitak ne veći od 0,1 bar. Vruće ispitivanje - podizanje temperature u krugu na 60 stupnjeva tijekom sedam sati.

Testirajte s vodom, pumpajući 2,5 bara. Dodatno se provjeravaju grijači vode (3-4 bara) i crpne jedinice.

Mreža grijanja

Dopušteni tlak u sustavu grijanja postupno se povećava do razine veće od radnog tlaka za 1,25, ali ne manje od 16 bara.

Na temelju rezultata ispitivanja sastavlja se zapisnik koji je dokument kojim se potvrđuju navodi iz njega. karakteristike izvedbe. To uključuje, posebice, radni tlak.


Ovdje su objašnjeni pojmovi čije značenje nije objašnjeno u priručniku.

Apsolutni tlak
Apsolutni tlak je omjer sile koja djeluje na infinitezimalnu površinu i površine te površine:

Gdje je dF sila koja djeluje na infinitezimalnu površinu, dS je infinitezimalna površina.
U SI sustavu apsolutni tlak izražava se u [N/m2] ili [Pa].

Atmosferski tlak
Atmosferski tlak je apsolutni tlak koji stvara atmosfera. Visina atmosferskog tlaka određuje se pomoću barometara, pa mu je drugi naziv barometarski.

Mjerač pritiska
Vakuummetar je uređaj za mjerenje tlaka ispod atmosferskog. U praksi se najviše koriste mehanički aparati za vakuum s oprugom. Zbog specifičnosti svog uređaja, mehanički vakuum mjerači ne pokazuju apsolutni tlak, već vakuum (vakuum), tj. iznos za koji je apsolutni tlak manji od atmosferskog tlaka.

Usisna visina
Usisna visina je vertikalna udaljenost od razine tekućine u dovodnom spremniku do usisne cijevi crpke.

Geometrijska glava
U užem smislu, geometrijska visina je visina uzdizanja tekućine, tj. vertikalna udaljenost od razine tekućine u dovodnom spremniku do razine u prihvatnom spremniku.
U širem smislu geometrijski pritisak je okomiti položaj određenog presjeka odabranog u fluidu iznad proizvoljno odabrane referentne ravnine.

Dijafragma
Dijafragma - ugrađena u cjevovod tehnički uređaj s prolaznim otvorom za stvaranje i odabir diferencijalnog tlaka medija lokalnim smanjenjem poprečnog presjeka cjevovoda (sužavanje protoka), koristi se zajedno s diferencijalnim manometrom za mjerenje protoka tekućine u cjevovodu.

Diferencijalni manometar (diferencijalni manometar)
Diferencijalni manometar je uređaj za mjerenje razlike (razlike) tlaka u dvije različite točke u prostoru, služi za određivanje protoka tekućine ili plina u cjevovodima, kao i razine tekućine u spremnicima.

Zasunski ventil
Zasun - cjevovodni pribor, čiji se element za zaključavanje pomiče naprijed-natrag okomito na smjer protoka tekućine. Zasuni se koriste za potpuno zatvaranje cjevovoda. Rjeđe se ventili koriste za regulaciju dovoda (protoka) tekućine djelomičnim blokiranjem cjevovoda.

Pretlak
Prekomjerni tlak je razlika između apsolutnog i atmosferskog (barometarskog) tlaka, pod uvjetom da je apsolutni tlak veći od atmosferskog:

,

Gdje je p g višak tlaka; p – apsolutni tlak; p atm – Atmosferski tlak.
Količina prekomjernog tlaka mjeri se pomoću mjerača tlaka.

Kavitacija
Kavitacija je stvaranje i kolaps mjehurića pare u toku tekućine. Kavitacija nastaje kada apsolutni tlak u struji tekućine padne na tlak zasićene pare. Kavitacija je izrazito nepoželjna pojava tijekom rada pumpi, jer je praćena vibracijama elemenata pumpe i cjevovoda, te uništavanjem radnih dijelova pumpe.

Koeficijent lokalni otpor x
Lokalni koeficijent otpora služi za određivanje gubitka tlaka na lokalnim hidrauličkim otporima (ventili, koljena, filtri, ventili itd.). Općenito, to ovisi o vrsti otpora, promjeru cjevovoda i režimu protoka. Brojčane vrijednosti koeficijenta lokalnog otpora date su u referentnoj literaturi. [3,4]

Koeficijent trenja l
Koeficijent trenja koristi se za određivanje gubitka tlaka uslijed hidrauličkog trenja. Općenito ovisi o režimu strujanja, hrapavosti cjevovoda i promjeru cjevovoda. Za određivanje koeficijenta trenja možete koristiti sljedeće formule:

Formula Primjenjivost Područje trenja
Laminarno strujanje
Hidraulički
glatke cijevi
Hidraulički
grube cijevi
Samomodeliranje
(kvadratni)
regija

gdje je d – promjer cjevovoda [m]; e – apsolutna hrapavost materijala cijevi [m].

Reynoldsov kriterij Re
Reynoldsov kriterij karakterizira režim strujanja fluida i određuje se formulom:

Gdje je W brzina protoka fluida [m/s]; d – promjer cjevovoda [m]; r - gustoća tekućine [kg/m 3 ]; m - koeficijent dinamičke viskoznosti tekućine [Pa. S].
Brzina tekućine može se odrediti u smislu brzine protoka i površine poprečnog presjeka protoka:

Ako protok teče kroz kružnu cijev promjera d, tada je površina presjeka jednaka:

.

Na temelju numeričke vrijednosti Reynoldsovog kriterija može se prosuditi režim (priroda) strujanja tekućine:

Tekućina teče u laminarnom načinu. Režim laminarnog strujanja karakterizira kretanje čestica tekućine duž putanja paralelnih s općim smjerom strujanja.
Tekućina teče u prijelaznom (slabo razvijenom turbulentnom) režimu. Ovaj režim karakterizira pojava vrtloga. Vrtlog je kretanje skupine čestica duž rotacijske putanje. Zbog vrtloga dolazi do miješanja strujanja fluida u poprečnom smjeru. Što je vrijednost Reynoldsovog kriterija bliža 10 000, to je više vrtloga.
Tekućina teče turbulentno. Turbulentni režim prati i pojava velika količina vrtlozi koji miješaju tekućinu.

Tlakomjer za vakuum
Tlakomjer je uređaj za mjerenje tlaka. Tlakomjer za vakuum ima dvije skale. Jedna skala služi za određivanje nadtlaka, a druga za određivanje vakuuma. Takvi se uređaji koriste kada tlak koji treba odrediti može biti viši ili niži od atmosferskog tlaka.

Manometar
Manometar je uređaj za mjerenje tlaka iznad atmosferskog tlaka. U praksi se najviše koriste mehanički opružni mjerači tlaka. Zbog specifičnosti svog uređaja, mehanički manometar ne pokazuje apsolutni tlak, već višak tlaka, tj. iznos za koji je apsolutni tlak veći od atmosferskog tlaka.

Provjeriti ventil
Nepovratni ventil je element cjevovoda koji omogućuje protok tekućine samo u jednom smjeru.

Vakuum
Vakuum je razlika između atmosferskog (barometarskog) i apsolutnog tlaka, pod uvjetom da je apsolutni tlak manji od atmosferskog:

,

Gdje je pvac – vakuum; p – apsolutni tlak; p atm – atmosferski tlak. Veličina vakuuma mjeri se pomoću mjerača vakuuma.

Statička glava
Revidiranjem mreža cjevovoda statički tlak je energija po 1 N tekućine koja se mora utrošiti da bi se tekućina održala nepomičnom u mreži cjevovoda. Statička visina najjednostavnije mreže cjevovoda određena je formulom:

,

Gdje je H g geometrijska glava; P 2 – tlak u prihvatnom spremniku; P 1 – tlak u dovodnom spremniku.
Nije teško primijetiti da što je veći tlak u prihvatnom spremniku, tj. spremnika u koji se tekućina treba pumpati, veća statička visina mora biti osigurana da se suprotstavi ovom pritisku.

Tlak ili više detalja o usisavanju, hidrauličkim gubicima itd.

U dijagramu rada centrifugalne pumpe, tlak koji proizvodi pumpa izražava se izrazom " pritisak" i odgovara visini vodenog stupca pri gustoći od 1 g/cm3. Visina se najčešće mjeri u metrima (m).

Visina koju stvara pumpa pokazuje koliki "tlak" može postići ta pumpa kada pumpa određenu količinu vode kao rezultat rotacije impelera na određenoj frekvenciji (obično 1500 okretaja u minuti ili više).

Statički pad i gubici trenjem

Kada proizvođač crpke pita kupca "Koji tlak ili visinu trebate?" to znači koliki pritisak pumpa treba stvoriti da bi pumpala određenu količinu vode od početne do krajnje točke i svladala sve hidrauličke otpore cjevovoda. Ako trebate pumpati vodu 100 m prema gore, tada ćete imati statičku visinu od 100 m (vertikalna udaljenost od izvora vode do konačne točke crpljenja).

Pretpostavimo da je duljina vašeg cjevovoda također 100 m. Osim toga, pretpostavimo da su izračunati hidraulički gubici u ovoj cijevi 8%, tj. 8 m. Zatim animirani porno general dinamička glava bit će 108 m. To je vrijednost koju je proizvođač crpke tražio od vas, a ne samo 100 m, kako ste pretpostavili.

Treba zapamtiti

da se vertikalna udaljenost između površine izvora vode i osi impelera usisne pumpe za gole zvijezde naziva visina usisavanja (usisavanje, na engleskom 'suction lift').

Vertikalni razmak između osi rotora pumpe i najviše točke cjevovoda tlačne mobilne porno cijevi naziva se statički tlak(vidi sliku).

Okomita udaljenost između površine izvorne vode i gornje točke tlačnog cjevovoda naziva se opće vijesti o slavnim osobama statični pritisak.

Što je gay pornografija bez sedla NPSH

Uobičajena zabluda među vlasnicima pumpi je da pumpe usisavaju vodu. Pumpe ne usisavaju vodu, već koriste atmosferski tlak koji "gura" vodu usisnim crijevom do pumpe u komoru niski pritisak, koji je nastao kao rezultat rotacije impelera i prijenosa vode iz ove komore u tlačnu komoru celebrity sex tapes tijela pumpe. Jednostavno rečeno, ništa ne radi u vakuumu. Dakle, čim uključimo crpku, impeler izbacuje vodu iz usisne komore pumpe u tlačnu komoru, čime se smanjuje tlak u prvoj. Voda u izvoru, koja je pod atmosferskim tlakom, diže se crijevom u pumpu. I to će uvijek biti slučaj sve dok je atmosferski tlak minus usisna visina i gubici (NPSHa) veći od otpora protočnog dijela pumpe (NPSHr).

To je važno

Nemojte se zavarati kada od prodavača pumpi čujete da njihove pumpe mogu sisati pornografiju slavnih s visine od 9 metara.

Većina samousisnih pumpi će to moći učiniti, ali ideja hentai porno slika je da se ne izgubi maksimalna izvedba u procesu, a to mogu učiniti samo one pumpe koje su dizajnirane i implementirane s malim otporom putanje protoka (NPSHr). ovaj.

Dio 1: Vrsta hidraulični sistem.

Pumpni sustav- prilično uvjetno, generalizirajući koncept usvojen za označavanje skupa sustava i grupa opreme koja se koristi u hidrauličkim sustavima umjetnog tlaka.

Sustav crpljenja uključuje sustav cjevovoda, skup pumpi, sustav upravljanja, otpremne, zaporne i regulacijske cjevovodne armature.

Sukladno tome, kada govorimo o vrstama crpnih sustava, također govorimo razne kombinacije različite vrste podsustava koje obavljaju zadaće crpnog sustava.

Razmotrimo utjecaj pojedinih podsustava i njihovih vrsta na učinkovitost i pouzdanost pumpni sustav općenito…

Prva stvar koju treba uzeti u obzir pri analizi postojećeg crpnog sustava ili projektiranju novog je vrsta hidrauličkog sustava, što je u korelaciji s prirodom zadatka koji se obavlja.

Obično postoje dvije vrste hidrauličkih sustava:

1. Zatvoreno (zatvoreni krug)

2. Otvoren (s otvorenim krugom)

Zatvoreni hidraulički sustav- Ovo je sustav cirkulacije duž kruga zatvorenog za komunikaciju s atmosferom.

Primjer zatvorenog hidrauličkog sustava je cirkulacija u stražnjem dijelu sustava grijanja/klimatizacije (slika 1):

Glavna značajka zatvorenog hidrauličkog sustava je nepostojanje statičke komponente tlaka.

Otvoreni hidraulički sustav je sustav povezan s atmosferom koji obavlja zadatak pumpanja tekućine između dvije točke koje imaju geodetsku razliku

Glavna značajka otvorenog hidrauličkog sustava je postojanje geodetske visinske razlike između izvorne i ciljane crpne točke, odnosno prisutnost statičke komponente ukupnog tlaka.

Primjer otvorenog hidrauličkog sustava su sustavi vodoopskrbe, tlačne kanalizacije i odvodnje.

Kako tip hidrauličkog sustava utječe na učinkovitost i pouzdanost crpnog sustava u cjelini?

Da bismo to razumjeli, potrebno je zapamtiti takav koncept kao učinkovitost pumpe.

Na sl. 2. Prikazane su radne karakteristike crpke, s naznačenom nominalnom radnom točkom.

Nazivna radna točka karakterizira rad crpke u točki maksimalne učinkovitosti crpke (grafički - projekcija iz točaka maksimalne učinkovitosti na krivulju rada crpke).

Maksimalna učinkovitost crpke postiže se kada radi točno u točki maksimalne učinkovitosti (koja bi općenito trebala biti očigledna)

To se mora zapamtiti pri analizi učinkovitosti sustava i pri odabiru crpna oprema za novo dizajnirani sustav.

(Na prikazanom dijagramu vidimo nominalnu točku: protok: 323 m 2 / h, tlak - 46,35 m, učinkovitost pumpe - 82,6%)

Prilikom projektiranja novi sustav odlučan projektirana radna točka. Ne leži uvijek izravno na karakterističnoj krivulji crpke, ali se mora osigurati tijekom rada crpke (ispod karakteristične krivulje).

Stvarno isti radna točka, bit će na sjecištu krivulje karakteristike pumpe i krivulje hidrauličkog otpora sustava koja prolazi kroz projektiranu radnu točku. Ali vrsta karakteristične krivulje sustava ovisi upravo o vrsti korištenog hidrauličkog sustava (zatvoreni ili otvoreni).

Hidrauličke karakteristike sustava- ovo je krivulja hidrauličkog otpora cjevovoda (dinamička komponenta pritiska), prilagođen uzimajući u obzir tlak potreban za svladavanje geodetske visinske razlike u sustavu ( komponenta statičkog tlaka).

Hidraulički otpor raste s povećanjem potrošnje prema kvadratnoj ovisnosti.

Koje su razlike između zatvorenih i otvorenih hidrauličkih sustava?

Kao što smo već rekli, glavna razlika između zatvorenog i otvoreni sustav leži u statičkoj komponenti tlaka. Ne postoji u zatvorenom sustavu... tj. visina između razne točke cjevovod u zatvorenom sustavu nije bitan.

Ilustrirajmo na konkretnom primjeru:

Pretpostavimo da je projektirana radna točka crpke protok: 280 m 2 / h, tlak - 35 m.

Evo kako bi krivulja odziva pumpe, krivulja odziva sustava i rezultirajuća stvarna radna točka izgledali u zatvorenom sustavu (Slika 3):

Na sl. 3., vidimo:

Naše točka dizajna(brzina protoka: 280 m 2 / h, tlak - 35 m).

-karakteristike pumpe(plava linija)

-karakteristike sustava(Crvena linija) je krivulja hidrauličkog otpora cjevovoda

-krivulja učinkovitosti pumpe(crna linija)

Kao što se sjećamo, maksimalna učinkovitost crpke postiže se na nominalnoj radnoj točki koja odgovara točki maksimalne učinkovitosti (naš primjer: protok: 323 m 2 / h, visina - 46,35 m, učinkovitost crpke - 82,6%)

Stvarna točka u zatvorenom hidrauličkom sustavu je u ovom primjeru ima sljedeće parametre: protok: 322 m 2 / h, tlak - 46,45 m, učinkovitost crpke - 82,6%.

Oni. zapravo smo dosegli točku maksimalne učinkovitosti (protok i tlak malo se razlikuju od nominalnih, učinkovitost je potpuno dosljedna). Sa stajališta pouzdanosti pumpe, to je dovoljno dobar izbor. Ova pumpa u ovom konkretnom sustavu radit će dugo i bez kvarova.

Međutim, postići maksimalnu učinkovitost, pri odabiru morate težiti da stvarna radna točka bude što bliža izračunatoj

Takav odabir crpke, kao u našem primjeru, opravdan je samo ako je karakteristična krivulja najbliže manje veličine crpke ispod projektirane točke. Za potrebe ovog članka pretpostavljamo da je to upravo tako.

U otvorenom sustavu slika će se razlikovati onoliko koliko i veličina statička komponenta tlaka.

Komponenta statičkog tlaka je tlak potreban za prevladavanje geodetske razlike u sustavu. Ta razlika, za razliku od hidrauličkog otpora sustava, postoji bez obzira na protok u sustavu i tu razliku uvijek treba prevladati.

Statička komponenta ne ovisi o brzini protoka, kao dinamička.

U skladu s tim, da bismo pronašli stvarnu radnu točku crpke, moramo prilagoditi krivulju karakteristike sustava kako bismo uzeli u obzir statičku komponentu.

U ovom slučaju, karakteristična krivulja sustava više se ne konstruira iz nula koordinata, već iz točke na osi tlaka koja odgovara njegovoj (tlaku) statičkoj komponenti.

Na sl. 4. prikazuje karakterističnu krivulju otvorenog sustava sa statičkim padom od 5 m (geodetska visinska razlika) s istom proračunskom radnom točkom (protok: 280 m 2 /h, pad - 35 m).

U istoj projektiranoj točki, stvarna radna točka se već pomiče... protok: 327 m 2 / h, tlak - 45,98 m. Učinkovitost već pada za 0,1% (82,5%)...

Ako je geodetska razlika značajna, parametri stvarne radne točke mogu se kritično promijeniti!

Sljedeći dijagram (slika 5) prikazuje sustav s istom proračunskom točkom od 280 m 2 /h, 35 m, ali sa komponentom statičkog tlaka od 27 m.

Kao što vidite, stvarna točka se značajno razlikuje (protok: 372 m2/h, tlak - 41,2 m. Učinkovitost je već pala za 2%) i opasno je blizu ruba karakteristike izvedbe pumpa

Ako uzmemo statičku komponentu od 29 m, onda zapravo ova pumpa više neće raditi u takvom sustavu...

Kao što se može vidjeti sa Sl. 6, selekcijski program više ne gradi karakteristike sustava.... Jednostavno ne postoji stvarna radna točka na krivulji karakteristike pumpe...

Neispravnost crpke u sustavu, iako najozbiljnija, samo je jedna od opasnosti nepažnje na vrstu hidrauličkog sustava i ignoriranja statičke komponente tlaka.

U ovom primjeru pumpa jednostavno neće raditi, a očit će biti pogrešan odabir... Ima li koga za pitati...

Ima i drugih slučajeva koji nisu toliko očiti, ali nemaju ništa manje ozbiljne posljedice... A njihova neočiglednost samo otežava rješavanje problema koji ponekad traju godinama...

Još dvije točke koje treba razmotriti:

1. Ako je stvarna radna točka crpke daleko od nominalne, a time i od točke maksimalne učinkovitosti crpke, tada je očito smanjenje učinkovitosti crpnog sustava. U našem primjeru smanjenje učinkovitosti nije veliko, međutim nemaju svi elektromotori tako ravnu krivulju učinkovitosti, a odstupanja od točke maksimalne učinkovitosti crpke mogu dovesti do značajnog smanjenja učinkovitosti crpke (za 10 ili čak 20% ).

2. Odstupanje od nominalne radne točke također smanjuje pouzdanost crpke. Ako radna točka prelazi radni raspon crpke, to naglo smanjuje pouzdanost njezina rada. Više o tome pročitajte u članku “Učinkovitost pumpe i njezina pouzdanost”.

Pravilan odabir pumpi i analiza sustava zahtijevaju kvalificiranost i vrijeme, ali potrebno je obratiti pozornost na ovo pitanje, jer svaka od opisanih situacija u konačnici dovodi do gubitka novca, resursa, a često i ugleda.

Stoga je za rješavanje takvih specifičnih problema uvijek bolje potražiti pomoć stručnjaka.



Učitavam...Učitavam...