Главная страница Статьи Карта сайта Регистрация
Реклама
Популярные статьи
Календарь
Реклама

Подбор и характеристики насосов. Точка пересечения

Основным инструментом для выбора размера насоса являются характеристики насоса. Это графическое представление взаимосвязи между высотой подъема насоса и эффективностью. Характеристики отдельных насосов публикуются их производителями и размещаются в технических каталогах и программах подбора.

Характеристики вихревого насоса аналогичны. Стоит задуматься над тем, какие явления влияют на такие, а не на другой их ход. Идеально подходит для прямой линии, получаемой из зависимостей:

H = P / (ρ * g * Q)

где;

P - входная мощность

ρ, г - плотность земли и ускорение

Q - эффективность

H - высота подъема.

Фактическая форма характеристики является результатом нескольких явлений, возникающих при прохождении жидкости через насос. Первым является сопротивление потоку, которое увеличивается в квадрате скорости потока жидкости. В результате потеря энергии приводит к снижению идеальной характеристики, которая увеличивается с увеличением эффективности.

Другим важным явлением, возникающим, в свою очередь, с более низкой эффективностью, является рециркуляция жидкости в насосе, возникающая, в частности, из-за изменений в направлении потока. Возникающие локальные турбулентности вызывают очередную потерю энергии и снижение характеристик. Характерно, что в точке работы, для которой был разработан насос, то есть в точке с наивысшей эффективностью - BEP (точка максимальной эффективности), потери, вызванные рециркуляцией, равны нулю. Чем дальше рабочая точка от BEP, тем больше потери. Это стоит помнить, потому что это облегчает понимание принципов выбора насоса. Другие явления перекрываются с окончательной формой характеристик насоса, например, циркуляция жидкости через краевой зазор между ротором и корпусом насоса.

В точку!

Выбор насоса заключается в определении рабочей точки насоса, определяемой как точка пересечения упомянутых характеристик насоса и характеристик установки, в которой работает насос. Общий принцип выбора состоит в том, чтобы выбрать размер насоса таким образом, чтобы рабочая точка находилась на самом высоком КПД насоса, то есть в точке BEP (наилучшая точка эффективности), и обеспечивала требуемые гидравлические параметры установки (рисунок 1).

Практический эффект такого выбора - экономия энергии и, следовательно, низкие затраты на перекачку жидкости. Экономический эффект от выбора насоса с точки зрения его максимальной эффективности - не единственное преимущество, которое мы достигаем в таком случае. Не менее важны технические и эксплуатационные аспекты: длительная и бесперебойная работа, низкий уровень вибрации и защита насоса от кавитации. Значительное снижение КПД при работе насоса «влево» и «вправо» с точки BEP приводит к тому, что значительная часть энергии, подаваемой в насос, теряется на нагрев жидкости или вибрации и сопровождающий шум.

Когда мы смотрим на характеристики насоса (рис. 2), мы замечаем, что в различных точках происходят неблагоприятные явления, влияющие на срок службы и эффективность насоса. Работа на «правой» стороне BEP увеличивает риск кавитации (8) из-за высоких скоростей потока. Требуемый избыток антикавитационного NPSHR значительно увеличивается с увеличением выхода выше точки BEP. Существует опасность перегрузки двигателя. Уровень вибрации также увеличивается, что отрицательно влияет на срок службы подшипников и уплотнений (7).

Уровень вибрации также увеличивается, что отрицательно влияет на срок службы подшипников и уплотнений (7)

Влево посмотри ...

Стоит также взглянуть на явления, возникающие с «левой» стороны характеристики, которые, к сожалению, часто не учитываются при выборе насоса. К ним относятся:

  • Нестабильные характеристики падения (в некоторых типах вихревых насосов) - рис. 3.
  • Рециркуляция на стороне всасывания и нагнетания насоса (5), (6).
  • Увеличение осевых и радиальных сил, действующих на крыльчатку насоса и передаваемых на вал и подшипники (3), (4).
  • Кавитация при низких расходах в результате повышенной рециркуляции.
  • Повышение температуры перекачиваемой жидкости при малых расходах.

Повышение температуры перекачиваемой жидкости при малых расходах

Рециркуляция на стороне всасывания и нагнетания является результатом нестабильного потока при работе с меньшей производительностью, чем в точке BEP. Местные зоны пониженного давления, создаваемые в результате закручивания потока, могут привести к явлению кавитации и повреждению ротора (рис. 4). Увеличение высоты подъема при уменьшении расхода вызывает дополнительные осевые нагрузки на ротор, что приводит к повышенному износу подшипника и вала.

Увеличение высоты подъема при уменьшении расхода вызывает дополнительные осевые нагрузки на ротор, что приводит к повышенному износу подшипника и вала

Работа насоса при низких расходах приводит к неравномерному увеличению давления в корпусе насоса и, как следствие, к радиальным нагрузкам ротора. Эти явления влияют на срок службы таких элементов насоса, как подшипники или вал.

Разумеется, масштаб возникновения этих явлений зависит от типа и, прежде всего, размера насоса. Однако стоит учитывать угрозы, с которыми мы можем столкнуться, выбирая «дальнюю» рабочую точку с точки зрения максимальной эффективности.

Температура и низкая эффективность

Существует также аспект повышения температуры жидкости, когда насос работает с низкой эффективностью (1). В этой ситуации при работе с низким КПД значительная часть энергии, подаваемой на насос, превращается в тепло, нагревающее жидкость.

В крайних случаях, например, при работе с «закрытым клапаном», жидкость может испаряться, давление может увеличиваться и насос может быть поврежден. Поэтому на практике минимальное значение расхода принимается равным 10% от производительности насоса в точке BEP. Зачастую производители, представляя каталожные характеристики насосов, указывают рекомендуемые области работы насоса, указывая минимальные расходы.

В технической литературе, особенно в американской литературе, можно найти стандарты, например, API 610, определяющие принципы выбора насоса, например, с учетом допустимого уровня вибрации. Используя эти рекомендации, можно предположить, что оптимальный выбор насоса колеблется между 80 и 110% потока в точке наибольшей эффективности BEP.

Рышард Гавронек

Все права принадлежат сайту www.teamviewer64.ru