Rad centrifugalne pumpe u cjevovodnoj mreži. Hidrauličke karakteristike crpnih sustava Serijski povezane crpke

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 izvješće, koje je dokument kojim se potvrđuju karakteristike rada navedene u njemu. To uključuje, posebice, radni tlak.

Tlak ili više detalja o usisavanju, hidrauličkim gubicima itd.

Na dijagramu rada centrifugalna pumpa 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).

Statička glava 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.

• gustoća ("težina" tekućine)
• tlak zasićene pare (vrelište)
• temperatura
• viskoznost ("gustina" tekućine)

2. Volumen koji treba isporučiti (brzina protoka) 3. Usisna visina: razlika u razini između crpke i točke u kojoj se tekućina uvlači 4. Visina ispuštanja: razlika u razini između crpke i najviše točke na kojoj tekućina se dovodi 5. Gubitak usisnog tlaka (gubitak trenja) 6. Gubitak tlaka u tlačnom cjevovodu (gubitak trenja) 7. Završni nadpritisak 8. Početni nadtlak Kada su svi ovi podaci poznati, moguće je odrediti način rada crpke i odabrati njen optimalan model.

Karakteristike tekućine

Za odabir optimalne pumpe potrebno je imati potpune informacije o karakteristikama tekućine koju treba isporučiti potrošaču. Naravno, "teža" tekućina će zahtijevati više energije prilikom pumpanja određenog volumena. Da bi se opisalo koliko je jedna tekućina "teža" od druge, koristi se koncept koji se naziva "gustoća" ili "specifična težina"; ovaj parametar je definiran kao masa (težina) jedinice volumena tekućine i obično se označava kao "ρ" (grčko slovo "rho"). Mjeri se u kilogramima po kubnom metru (kg/m3). Svaka tekućina pri određenoj temperaturi i tlaku ima tendenciju isparavanja (temperatura ili vrelište); Povećanje tlaka uzrokuje povećanje temperature i obrnuto. Dakle, pri nižem tlaku (čak i uz vakuum), koji se može pojaviti na usisnoj strani crpke, tekućina će imati više niske temperature ključanje. Ako je blizu ili osobito ispod trenutne temperature tekućine, može se stvoriti para i može doći do kavitacije u crpki, što zauzvrat može imati negativan učinak na performanse crpke i može uzrokovati ozbiljna oštećenja (pogledajte poglavlje o kavitaciji). Viskoznost tekućine uzrokuje gubitke uslijed trenja u cijevima. Brojčana vrijednost tih gubitaka može se dobiti od proizvođača određene crpke. Mora se uzeti u obzir da viskoznost "gustih" tekućina, poput ulja, opada s povećanjem temperature. Protok vode Definira se kao volumen koji mora biti isporučen u određenom vremenu i označen je kao "Q". Korištene mjerne jedinice su obično litre u minuti (l/min) za pumpe malog kapaciteta, kubični metri na sat (m 3 /h) za pumpe srednjeg kapaciteta i, konačno, kubični metri u sekundi (m 3 /s) za pumpe. najjače pumpe. Dimenzije poprečnog presjeka cjevovoda određene su volumenom koji se mora isporučiti potrošaču pri danoj brzini protoka tekućine "v":

Geodetska (statička) usisna visina

Definira se kao razlika u geodetskoj razini između ulaza pumpe i slobodne površine tekućine u najniže smještenom spremniku, mjerena u metrima (m) (Sl. 3, točka 1).

Statička glava isporuke (statična glava)

Definira se kao razlika u geodetskoj razini između izlazne cijevi i najviše točke hidrauličkog sustava u koju se mora dovesti tekućina (slika 3, točka 2).

Gubitak usisnog tlaka

To su gubici trenja između tekućine i stijenki cjevovoda i ovise o viskoznosti tekućine, kvaliteti hrapavosti površine stijenki cjevovoda i protoku tekućine. Kada se protok poveća za 2 puta, gubitak tlaka se povećava do drugog stupnja (slika 4, točka 1). Podaci o gubicima tlaka u cjevovodu, koljenima, spojnicama itd. pri različitim brzinama protoka mogu se dobiti od dobavljača. Gubitak tlaka u tlačnom cjevovodu Vidi gornji opis (sl. 4, poz. 2).

Konačni nadtlak

To je tlak koji mora biti prisutan na mjestu gdje se tekućina mora dovoditi (slika 5, točka 1).

Početni pretlak

To je pritisak na slobodnu površinu tekućine na mjestu unosa vode. Za otvoreni rezervoar ili spremnik, to je jednostavno atmosferski (barometarski) tlak (slika 5, točka 2).

Odnos između visine i pritiska

Kao što se može vidjeti sa Sl. 6, stupac vode visok 10 m vrši isti pritisak kao stupac žive (Hg) visine 0,7335 m. Množenjem visine stupca (tlaka) s gustoćom tekućine i ubrzanjem gravitacije (g), dobivamo dobiti tlak u newtonima pomoću četvorni metar(N/m2) ili u paskalima (Pa). Budući da je to vrlo beznačajna vrijednost, u praksu rada crpki uvedena je mjerna jedinica jednaka 100 000 Pa, nazvana bar. Jednadžba na sl. 6 može se riješiti u metrima visine stupca tekućine: Tako se visina stupca tekućina različite viskoznosti može smanjiti na ekvivalentnu visinu vodenog stupca. Na sl. Tablica 7 daje faktore pretvorbe za mnoge različite jedinice tlaka. Ispod je primjer izračuna ukupnog iznosa hidraulički tlak s dijagramom instalacije pumpe.
Hidraulička snaga (P hyd) pumpe određuje volumen dovedene tekućine pri danom tlaku po dano vrijeme, a može se izračunati pomoću sljedeće formule:

Primjer

Volumen od 35 m 3 vode na sat mora se pumpati iz bunara dubine 4 m u spremnik koji se nalazi na visini od 16 m u odnosu na razinu instalacije crpke; Konačni tlak u spremniku trebao bi biti 2 bara. Gubitak visine trenja u usisnom cjevovodu uzima se na 0,4 m, au tlačnom cjevovodu 1,3 m, uključujući gubitke u koljenima. Pretpostavlja se da je gustoća vode 1000 kg/m 3 , a vrijednost ubrzanja sile teže 9,81 m/s 2 . Rješenje: Ukupna visina (H): Usisna visina - 4,00 m Gubitak usisne visine - 0,40 m Visina ispuštanja - 16,00 m Gubitak tlaka u tlačnom vodu - 1,30 m Konačni tlak: - 2 bar*~20 .40m Minus 1 atm**~ -9,87 m Ukupni pritisak - 32,23 m Hidraulička snaga određena je formulom: * IN u ovom primjeru konačni nadtlak je dan kao apsolutni tlak, tj. kao tlak mjeren u odnosu na apsolutni vakuum. ** Ako je konačni nadtlak naveden kao apsolutni, tada se početni nadtlak mora oduzeti, jer ovaj tlak "pomaže" pumpi da uvuče tekućinu. Voda ulazi u ulaz rotora kroz usisnu cijev pumpe i doživljava pozitivno ubrzanje pod djelovanjem rotirajućih lopatica. U difuzoru se kinetička energija strujanja pretvara u potencijalnu energiju tlaka. U višestupanjskim crpkama, presjek difuzora s ugrađenim fiksnim lopaticama naziva se "vodila lopatica". Iz dijagrama na Sl. 10 pokazuje da se potencijalna energija u obliku tlaka u crpki povećava u smjeru od usisne prema tlačnoj cijevi, jer se hidrodinamički tlak koji stvara impeler (kinetička energija brzine protoka) pretvara u potencijalnu energiju tlaka u difuzor.

Učinak pumpe

Na sl. Slika 11 prikazuje tipičnu radnu karakteristiku "Q/H" centrifugalne pumpe. Pokazuje da se maksimalni ispusni tlak postiže kada je protok pumpe jednak nuli, tj. kada je ispusni otvor pumpe zatvoren. Čim se protok u pumpi poveća (poveća se volumen dizane tekućine), visina ispuštanja opada. Točnu karakteristiku ovisnosti dovoda Q o tlaku H određuje proizvođač eksperimentalno na ispitnom stolu. Na primjer (slika 11), s tlakom H 1, pumpa će opskrbljivati ​​volumen Q 1 i slično s H 2 - Q 2.

Karakteristike rada crpke

Kao što je već gore pokazano, gubitak visine trenja u cjevovodu ovisi o kvaliteti hrapavosti površine stijenki cjevovoda, kvadratu brzine protoka fluida i, naravno, o duljini cjevovoda. Gubitak tlaka trenjem može se prikazati na "H/Q" grafikonu kao karakteristična krivulja hidrauličkog sustava. U slučaju zatvorenih sustava, kao što su sustavi centralnog grijanja, trenutna visina pražnjenja možda se neće uzeti u obzir jer je uravnotežena pozitivnim pritiskom na usisnoj strani.
Gubitak tlaka [Pa/m] pri temperaturi t = 60°C. Preporučeni gubici u cijevima nisu veći od 150 Pa/m.

Radna točka

Radna točka je točka u kojoj se karakteristična krivulja pumpe siječe s karakterističnom krivuljom hidrauličkog sustava. Jasno je da sve promjene u hidrauličkom sustavu, na primjer promjena u području protoka ventila kada se otvori ili stvaranje naslaga u cjevovodu, utječu na karakteristike hidrauličkog sustava, uslijed čega mijenja se položaj radne točke. Isto tako, promjene u crpki, poput istrošenosti impelera ili promjena brzine, uzrokovat će pojavu nove radne točke.

Serijski povezane pumpe

Višestupanjske pumpe mogu se smatrati primjerom jednostupanjskih pumpi spojenih u seriju. Naravno, u ovom slučaju nemoguće je izolirati pojedine stupnjeve, što je ponekad poželjno kod provjere stanja crpke. Budući da crpka koja ne radi stvara značajan otpor, potrebno je osigurati zaobilazni vod i nepovratni ventil (slika 14). Za crpke koje rade u seriji, ukupna visina (Sl. 15) pri bilo kojoj danoj brzini protoka određena je zbrojem vrijednosti visine pražnjenja svake pojedinačne crpke.

Pumpe spojene paralelno.

Ova se instalacija koristi za nadzor stanja crpki ili za osiguravanje sigurnosti rada kada je potrebna pomoćna ili pomoćna oprema (npr. dvostruke crpke u sistem grijanja). U ovom slučaju također je potrebno instalirati povratni ventili za svaku od crpki kako bi se spriječilo stvaranje povratnog toka kroz jednu od crpki u stanju mirovanja. Kod dvostrukih crpki, ove zahtjeve ispunjava preklopni ventil tipa zaklopke. Za crpke s paralelnim radom, ukupni protok (Sl. 17) definiran je kao zbroj vrijednosti protoka pojedinačnih crpki pri konstantnom tlaku.

Učinkovitost pumpe

Učinkovitost pumpe mjeri koliko se mehaničke energije prenesene na pumpu kroz njezino vratilo pretvara u korisnu hidrauličku energiju. Na učinkovitost utječu:

• oblik kućišta pumpe;
• oblik impelera i difuzora;
• kvaliteta hrapavosti površine;
• brtveni razmaci između usisne i tlačne šupljine crpke.

Kako bi potrošač mogao odrediti učinkovitost crpke u određenoj radnoj točki, većina proizvođača crpne opreme dijagramima rada crpke prilaže dijagrame s grafikonima karakteristika učinkovitosti (slika 18).

Tipični uzorci

S obziromUnaprijedititipičanzakobrojevimademonstriratiteoretskiutjecajpromjer ( d ) radnik kotači napritisak, podnošenje ipotrošenovlast. Tlak je proporcionalan promjeru na drugu potenciju: Prema ovom obrascu, udvostručenje promjera će povećati pritisak za 4 puta. Posmak je proporcionalan promjeru na treću potenciju: Prema ovom obrascu, udvostručenje promjera će povećati protok za 8 puta. Potrošnja energije proporcionalna je promjeru na petu potenciju: Prema ovom obrascu, udvostručenje promjera će povećati potrošnju energije za 32 puta.

Tipičnouzorci

S obziromUnaprijedititipičanzakobrojevimademonstriratiteorijaticutjecajfrekvencije rotirati nia (n) radnik kotači napritisak, podnošenjeIpotrošenovlast. Brzina posmaka proporcionalna je brzini rotacije: Prema ovom obrascu, udvostručenje brzine rotacije će udvostručiti brzinu napredovanja. Tlak je proporcionalan kvadratu brzine vrtnje: Prema ovom obrascu, udvostručenje brzine vrtnje će povećati pritisak 4 puta. Potrošnja energije proporcionalna je brzini vrtnje na treću potenciju: Prema ovom obrascu, udvostručenje brzine vrtnje povećat će potrošnju energije za 8 puta.

Potrošenovlast

P 1 : Snaga koju motor troši iz mreže. Za elektromotore izravno spojene na osovinu crpke, kao što je slučaj kod pogona cirkulacijskih crpki, maksimalna vrijednost potrošnja energije navedena je na natpisnoj pločici. P 1 se također može odrediti sljedećom formulom: (3-fazni motori) (1-fazni motori) gdje je: V = napon (V) I = struja (A) cos ϕ = faktor snage (-) P2: snaga na osovini motora. U slučaju kada su elektromotor i pumpa odvojeni čvorovi(uključujući standardne i potopne motore), natpisna pločica označava najveću snagu osovine motora. P 3: Snaga koju troši crpka Trenutno opterećenje motora može se odrediti iz krivulje snage crpke. U slučaju izravnog spajanja elektromotora na osovinu pumpe: P 3 = P 2. P 4: Snaga pumpe (P hidraulika) Vrijednost snage pumpe određena je formulom:

Prilagodbapumpena varijablemodovioperacija

Gubici tlaka u hidrauličkom sustavu izračunavaju se za određene specifične uvjete rada. U praksi se karakteristike hidrauličkog sustava gotovo nikad ne poklapaju s teorijskim zbog sigurnosnih faktora ugrađenih u hidraulički sustav. Radna točka hidrauličkog sustava s pumpom uvijek je točka presjeka grafa karakteristike pumpe s grafom karakteristike hidrauličkog sustava, stoga je protok obično veći od onog potrebnog za novi hidraulički sustav. Ova razlika može stvoriti probleme u hidrauličkom sustavu. U krugovi grijanja Može doći do buke izazvane protokom, kavitacije u kondenzacijskim sustavima, au nekim će slučajevima neopravdano veliki protok dovesti do gubitaka energije. Kao rezultat toga, postaje potrebno pomaknuti radnu točku (točku sjecišta grafova obje karakteristike) podešavanjem pumpe i podešavanjem hidrauličkog sustava. U praksi se koristi jedna od sljedećih metoda:

1. Promjena karakteristika hidrauličkog sustava zatvaranjem prigušne zaklopke (prigušivanje) (slika 22).
2. Promjena karakteristika crpke smanjenjem vanjskog promjera (strojnom obradom) njezina rotora (slika 23).
3. Promjena karakteristika crpke podešavanjem brzine vrtnje (Sl. 24).

Regulacijahraniti se izuz pomoćprigušnicaventil

Smanjenje područja protoka prigušnog ventila u hidrauličkom sustavu uzrokuje povećanje gubitka tlaka (hidrodinamička visina H dyn), čineći karakterističnu krivulju hidrauličkog sustava strmijom, što rezultira radna točka pomiče u smjeru donjeg posmaka (vidi sl. 25). Rezultat je smanjena potrošnja energije jer centrifugalne crpke imaju karakteristiku snage koja se smanjuje kako se smanjuje protok. Međutim, gubici snage tijekom regulacije prigušnice u hidrauličkom sustavu s velikom potrošnjom energije bit će značajni, pa je u takvim slučajevima potrebno provesti posebne izračune za procjenu isplativosti metode regulacije protoka pomoću prigušnice.

Modifikacija radnikakotači

U slučajevima kada je stalno potrebno smanjenje performansi i tlaka crpke, najoptimalnije rješenje može biti smanjenje vanjskog promjera rotora. U ovom slučaju, cijeli rotor ili samo krajevi lopatica obrađuju se duž vanjskog promjera. Što se više podcjenjuje vanjski promjer, to će biti niža učinkovitost crpke. Smanjenje učinkovitosti obično je značajnije kod onih crpki koje rade pri velikim brzinama. Za crpke niske brzine to nije toliko vidljivo, pogotovo ako je smanjenje vanjskog promjera beznačajno. Kada je smanjenje vanjskog promjera beznačajno, tada se s prilično visokim stupnjem točnosti mogu koristiti sljedeći odnosi: Na sl. Slika 27 prikazuje metodu za određivanje podcijenjenog promjera D x korištenjem "H/Q" karakterističnog dijagrama u linearnim koordinatama. Ishodište (Q = 0, H = 0) povezano je s novom radnom točkom (Q x , H x) ravnom linijom produženom dok se ne siječe s karakteristikom postojeće pumpe (Q, H) u točki "s" . Zatim se novi promjer (D x) izračunava pomoću sljedeće formule: Međutim, ove ovisnosti nisu valjane ako je potrebno značajno smanjenje učinka crpke. U tom slučaju preporuča se spuštanje rotora u nekoliko faza. Prvo, promjer rotora se smanjuje na veličinu malo veću od vrijednosti D x, izračunate kako je gore navedeno. Zatim se pumpa testira, nakon čega se može odrediti konačni promjer. U masovnoj proizvodnji to se može izbjeći. Grafikoni učinka dostupni su za crpke opremljene impelerima s različitim smanjenjem vanjskog promjera (vidi sl. 28), iz kojih se vrijednost D x može izravno izračunati pomoću gornjih formula.

Regulacija frekvencijerotacija

Promjena brzine vrtnje uzrokovat će promjene u radnim karakteristikama centrifugalne pumpe. Upotrijebimo ranije spomenute tipične obrasce:

Kavitacija

Najčešći problemi s kojima se susreću u radu pumpe povezani su s uvjetima usisavanja na ulazu u hidraulički sustav i gotovo su uvijek uzrokovani preniskim hidrostatskim tlakom (protutlakom) na ulazu u pumpu. Razlog tome može biti ukorijenjen ili u izboru crpke s parametrima koji nisu optimalni za dane radne uvjete ili u pogreškama učinjenim prilikom projektiranja hidrauličkog sustava. Rotacija impelera izbacuje tekućinu prema površini kućišta pumpe, što rezultira vakuumom iz usisne šupljine rotora. To uzrokuje uvlačenje tekućine kroz usisni ventil i cjevovod, koja teče do rotora, gdje se ponovno izbacuje na površinu kućišta pumpe. Vakuum na ulazu u pumpu ovisi o razlici između razine ulaznog otvora i površine dizane tekućine, o gubitku tlaka zbog trenja u usisnom ventilu i cjevovodu, kao i o gustoći same tekućine. Taj je vakuum ograničen tlakom zasićene pare tekućine pri određenoj temperaturi, tj. tlak pri kojem će se stvarati mjehurići pare. Svaki pokušaj smanjenja hidrostatskog tlaka na manje od tlaka pare uzrokovat će reakciju tekućine stvaranjem mjehurića pare dok počinje ključati. U pumpi do kavitacije dolazi kada tlak na strani lopatica rotora koja je okrenuta prema usisnoj šupljini (obično u blizini ulaza pumpe) padne ispod tlaka pare tekućine, uzrokujući stvaranje mjehurića plina. Kada se transportiraju u područja visokog tlaka u impeleru, ti se mjehurići kolabiraju (eksplodiraju), a rezultirajući tlačni val može uzrokovati oštećenje crpke (Sl. 31). Ovo oštećenje, koje se može dogoditi u roku od nekoliko minuta ili tijekom nekoliko godina, toliko je ozbiljno da može negativno utjecati ne samo na pumpu, već i na električni motor. Najosjetljiviji dijelovi u ovom slučaju su ležajevi, zavari pa čak i površine impelera. Opseg oštećenja impelera ovisi o karakteristikama materijala od kojeg je izrađen; Na primjer, tablica pokazuje da je, pod istim uvjetima, oštećenje rotora od nehrđajućeg čelika samo 5% oštećenja propelera od lijevanog željeza. GubitakVmasaraznih materijala(za usporedbu, lijevano željezo = 1,0 uzeto je kao osnova): Fenomen kavitacije također je povezan povećana razina buka, pad tlaka i radna nestabilnost. Oštećenje često ostaje neotkriveno sve dok se pumpa i motor ne rastave.

IzračuniPoeliminirajućiopasnostikavitacija

Usisna visina Hmax crpke potrebna za uklanjanje rizika od kavitacije izračunava se na sljedeći način: Hmax: Pozitivna usisna visina crpke (vidi sl. 33). Ako on pozitivan, crpka može raditi na danoj usisnoj visini. Ako on negativan, da bi crpka radila, potrebno je stvoriti uvjete pod kojima postaje pozitivna. H b: Atmosferski tlak na strani pumpe; ovo je teoretsko maksimalno usisno podizanje. Ova vrijednost H b ovisi o gustoći tekućine i vrijednosti "g" na strani pumpe (Sl. 32). H fs: Gubitak tlaka uslijed trenja u usisnom ventilu i priključenom cjevovodu također ovisi o gustoći tekućine.

NPSH: N et P pozitivan S ukcija H ead

Ovaj parametar odražava minimalni usisni tlak potreban za nesmetan rad. Karakterizira gubitak tlaka uslijed trenja u području od usisnog otvora crpke do točke prvog rotora u kojoj je tlak minimalan i određuje hidrauličke uvjete pod kojima crpka ne može usisati čvrsti stupac vode 10.33 m visine. Dakle, vrijednost NPSH će rasti s povećanjem posmaka, što se može vidjeti iz karakterističnog grafikona na Sl. 35 specifična pumpa. Za cirkulacijske pumpe NPSH raspored se ne koristi; umjesto toga, na Sl. 34 prikazuje tablicu s minimalnim usisnim tlakom potrebnim za različita značenja temperatura radnog fluida. Hv: Ovaj parametar odražava tlak zasićene pare dizane tekućine. Uvršten je u jednadžbu jer na više visoka temperatura tekućina počinje brže isparavati. H v također ovisi o gustoći tekućine: Hs: Ovaj parametar predstavlja faktor sigurnosti koji se mora odrediti u određenim uvjetima ovisno o stupnju pouzdanosti i pouzdanosti korištene metodologije proračuna. U praksi se uzima jednaka 0,5-1 m. U slučaju prisutnosti plina u vodi, ova se vrijednost često bira jednaka 2 m.

KakoIzbjećikavitacija

Ovaj se argument temelji na gornjoj formuli: H max = H b - H fs - NPSH - H v - H s i uzima u obzir utjecaj svakog od članova jednadžbe. Hmax: Crpku uvijek treba postaviti što je moguće niže ili će se razina tekućine na usisnoj strani morati podići. Potonja metoda često je najjeftinije rješenje. Pozitivan usisni tlak koji stvara pumpa (ako postoji) ili ekspanzijska posuda trebaju biti što viši. Hb: Ovaj indikator je konstantan kada se određena tekućina pumpa na određenom mjestu. Hfs: Usisni cjevovod treba biti što je moguće kraći i imati minimalan broj koljena, ventila, ventila i priključaka. NPSH: Treba odabrati crpku s najnižim potrebnim NPSH. Hv: Ovaj se parametar može smanjiti kako temperatura tekućine (temperatura okoline) opada. Hs: Postavite pojedinačno. Najlakši način da se izbjegne kavitacija je smanjiti protok pumpe djelomičnim zatvaranjem ispusnog (ili tlačnog) ventila; kao rezultat toga, potrebna vrijednost NPSH i H fs će se smanjiti, stoga će vrijednost H max porasti.

AlternativametodologijaizračunZaeliminacijaopasnostikavitacija

Mnogi ljudi odluče pretvoriti formulu u NPSH funkcije poput ove: To daje dostupnu vrijednost NPSH za određeni hidraulički sustav, koja se zatim može usporediti s potrebnom vrijednošću NPSH prikazanom na krivuljama performansi odgovarajuće pumpe. Dakle, ako je dostupan NPSH ≥Potreban NPSH, kavitacija se može izbjeći. Međutim, ako je dostupan NPSH ≤ potreban NPSH, rizik od kavitacije ostaje.

Vezaelektrični motor "GRUNDFOS» Vu skladu s oznakom na svojoj natpisnoj pločici

Dekodiranjenotacija: “ - “ znači “od - do”; “ / “ znači da se elektromotor može spojiti na dva različite opcije; “ D“ oznaka spoja namota elektromotora prema uzorku „trokuta”; “ Y“ oznaka spoja namota elektromotora prema krugu "zvijezda". 1 x220-230 / 240 V

1. Motor se može spojiti na jednofazna mreža naizmjenična struja napon U = 1 x 220-230V.
2. Motor se može priključiti na jednofaznu izmjeničnu mrežu napona U = 1 x 240V.

3 x220 – 240D/380– 415Y V

1. Motor se može priključiti na trofaznu izmjeničnu mrežu napona U = 3 x 380-415V u zvjezdastom krugu.
2. Motor se može priključiti na trofaznu izmjeničnu strujnu mrežu napona U = 3 x 220-240V po shemi “trokut” (npr. u Belgiji, Norveškoj, Italiji, Francuskoj).
3. Motor se može priključiti na trofaznu izmjeničnu mrežu napona U = 3 x 220-240V po shemi zvijezda-trokut.

3 x380 – 415D V

1. Motor se može priključiti na trofaznu izmjeničnu mrežu napona U = 3 x 380-415V u trokutnom krugu.
2. Motor se može priključiti na trofaznu izmjeničnu mrežu napona U = 3 x 380-415V po shemi zvijezda-trokut.

Dio 1: Vrsta hidrauličkog sustava.

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.

Prema tome, govoreći o vrstama crpni sustavi, kažemo i razne kombinacije razne vrste podsustava koje obavljaju zadaće crpnog sustava.

Razmotrimo utjecaj pojedinih podsustava i njihovih vrsta na učinkovitost i pouzdanost crpnog sustava u cjelini...

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 u ovom primjeru ima sljedeće parametre: protok: 322 m 2 / h, tlak - 46,45 m, učinkovitost pumpe - 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 značajno se razlikuje (protok: 372 m 2 /h, visina - 41,2 m. Učinkovitost je već pala za 2%) i opasno je blizu ruba radne karakteristike crpke.

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.

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. Regulacija opskrbe crpne jedinice.

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 - ukupne visine protoka u početnim 1 i zadnjim 2 dionicama 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, u opskrbnom spremniku postoji vakuum, au tlačnom spremniku postoji nadtlak 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. Prilikom rada crpke na cjevovodu opremljenom konvergirajućom 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 uvjetima rada instalacije, kada se brzina protoka u cjevovodnom sustavu ne mijenja tijekom vremena, tlak koji razvija pumpa jednak je potrebnom tlaku instalacije:

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 karakteristika crpke prikazan je 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. Određivanje radne točke.

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 crpke 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. Rad paralelnih i serijskih pumpi

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 snabdijevanje pumpama s pozitivnim pomakom različite vrste izražen 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 je karakteristika izvedbe. Nakon što su karakteristike crpke i karakteristike obilazne cijevi nacrtane na općem grafikonu u koordinatama Q -H, treba oduzeti drugu u smislu troškova od prve; da biste to učinili, pri različitim vrijednostima tlaka pumpe, oduzmite protoke u obilaznoj cijevi od njegove opskrbe (budući da je raspoloživi tlak u premosnoj cijevi jednak tlaku crpke).

Rezultirajuća AB krivulja predstavlja karakteristiku crpke zajedno s preljevnom cijevi. Sjecište ove krivulje s karakteristikom 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