Як нерівномірний розподіл потоку всмоктування впливає на продуктивність відцентрового насоса

Сторона всмоктування відцентрового насоса часто вважається просто шляхом, через який рідина потрапляє в насос. Насправді гідравлічний стан на всмоктуванні насоса має значний вплив на ефективність насоса, вібрацію, продуктивність кавітації, навантаження на підшипник і загальний термін служби.

Насос може бути правильно обраний і виготовлений, але поганий всмоктуючий трубопровід все одно може створити нестабільне поле потоку на вході.

Одна важлива проблеманерівномірний розподіл потоку всмоктування. Якщо швидкість, тиск або напрямок потоку на вході в робоче колесо не є достатньо рівномірними, гідравлічний дисбаланс може вплинути як на продуктивність насоса, так і на механічну надійність.

Це питання особливо актуальне длягоризонтальні роздільні корпуси та відцентрові насоси подвійного всмоктування, де збалансований розподіл потоку на обидві сторони робочого колеса є важливим для стабільної роботи.

 

 

1. Що таке нерівномірний розподіл потоку всмоктування?

В ідеалі рідина повинна підходити до всмоктування насоса з відносно рівномірним профілем швидкості та мінімальним завихренням.

Проте фітинги та трубопроводи перед насосом можуть заважати потоку.

Наприклад, потік рідини, що проходить через коліно, розвиває асиметричний профіль швидкості та вторинний потік. Якщо коліно встановлено надто близько до всмоктувального патрубка насоса, може бути недостатньо відстані для рівномірності потоку перед входом у робоче колесо.

Загальні джерела спотворення потоку всмоктування включають:

Коліна встановлені занадто близько до насоса

Трійники або розгалуження біля всмоктуючого патрубка

Неправильно розташовані редуктори

Частково відкриті клапани

Короткі всмоктувальні труби

Погано спроектовані впускні конструкції насоса

Залучення повітря або пари

Надмірна швидкість всмоктування

Неправильне розташування труб

Результатом є не-рівномірний розподіл швидкості та тиску на вході робочого колеса.

 

2. Чому це важливіше для насосів подвійного всмоктування?

Подвійний всмоктуючий насос сконструйований таким чином, що рідина надходить у робоче колесо з обох сторін.

За ідеальних умов потік розподіляється приблизно порівну між двома вушками робочого колеса. Це допомагає збалансувати гідравлічні сили та дозволяє насосу працювати плавно.

Якщо всмоктувальний потік стає асиметричним, один бік робочого колеса може отримати більший потік, ніж інший.

Це може спричинити:

Нерівномірний вхідний потік → Гідравлічний дисбаланс → Додаткові радіальні/осьові сили → Вібрація та навантаження на компоненти

З цієї причини розташування всмоктувального трубопроводу є особливо важливим для-великопоточних насосів із роздільним корпусом та інших відцентрових насосів подвійного всмоктування.

Інженерні рекомендації для подвійних всмоктуючих насосів спеціально наголошують на уникненні нерівномірного потоку до обох крильчаток.

 

3. Основні причини нерівномірного потоку всмоктування

3.1 Лікті занадто близько до насоса

Лікоть змінює напрямок потоку та створює не-рівномірний профіль швидкості.

Якщо коліно встановлено безпосередньо біля всмоктуючого сопла або дуже близько до нього, спотворений потік може потрапити в робоче колесо, перш ніж воно досягне достатньої відстані для стабілізації.

Залежно від конфігурації насоса та трубопроводу можуть знадобитися довші прямі ділянки або відповідні -системи випрямлення потоку.

3.2 Погано спроектовані редуктори

Часто потрібні редуктори для приєднання всмоктувальної труби більшого розміру до патрубка насоса.

Однак неправильно вибраний або орієнтований редуктор може внести додаткові перешкоди потоку або створити повітряні кишені.

Для горизонтальних всмоктувальних трубопроводів зазвичай використовуються ексцентричні редуктори, де це необхідно, щоб зменшити ризик накопичення пари або повітря. Правильна орієнтація залежить від геометрії трубопроводу та від того, чи знаходиться джерело рідини над або під насосом, тому остаточне розташування має відповідати вимогам виробника насоса та проекту трубопроводу.

3.3 Недостатня довжина прямої труби

Між фітингами,-що заважають потоку, і всмоктувальною частиною насоса часто потрібна певна кількість прямого трубопроводу.

Немає єдиної універсальної довжини, яка б відповідала кожному насосу. Залежно від типу насоса, конфігурації всмоктування та передніх фітингів, технічні характеристики можуть вимагати кілька діаметрів труби з відносно безперешкодним потоком перед всмоктувальним соплом. Деякі типові конструкції використовують приблизно 4D–10D у певних конфігураціях.

Інструкції виробника зі встановлення повинні мати пріоритет над загальним емпіричним правилом.

3.4 Захоплення повітря або пари

Повітря, що потрапляє у відцентровий насос, може значно порушити потік всмоктування.

Можливі джерела:

Недостатнє занурення рідини

Завихрення в баках або відстійниках

Високі точки у всмоктувальному трубопроводі

Погане розташування редуктора

Надмірна швидкість всмоктування

Витік на стороні всмоктування

Повітря або пара можуть знизити продуктивність гідравліки та сприяти нестабільній роботі та симптомам,-схожим на кавітацію. Тому належна конструкція системи всмоктування повинна мінімізувати як турбулентність, так і залучення газу.

 

4. Вплив на продуктивність насоса

Нерівномірний потік всмоктування може впливати на насос як гідравлічним, так і механічним чином.

Знижена гідравлічна ефективність

Не-рівномірний вхідний потік перешкоджає робочому колесу працювати за призначених гідравлічних умов. Це може збільшити гідравлічні втрати та знизити ефективність.

Підвищена вібрація

Нерівномірне навантаження на робоче колесо може спричинити коливання гідравлічних сил, сприяючи підвищенню вібрації.

Ризик кавітації

Погані умови всмоктування можуть збільшити місцеву швидкість і знизити тиск біля вушка робочого колеса. Якщо доступного NPSH недостатньо, може виникнути кавітація.

Підвищені навантаження на підшипник і вал

Гідравлічний дисбаланс може створювати додаткові сили в роторній системі, збільшуючи навантаження на підшипники, вал і компоненти муфти.

Зменшений термін служби компонентів

Постійна вібрація та аномальні гідравлічні сили можуть прискорити знос підшипників, механічних ущільнень, компенсаційних кілець та інших компонентів.

Тому всмоктувальний трубопровід – це не просто з’єднання між джерелом рідини та насосом-це важлива частина гідравлічної системи насоса.

 

5. Як покращити розподіл потоку всмоктування

Зробіть всмоктувальний трубопровід простим

Лінія всмоктування має бути настільки прямою, наскільки це можливо, з мінімізованими непотрібними вигинами та фітингами.

Забезпечте адекватний прямий біг

Підтримуйте достатню відносно непорушену довжину труби між фітингами-, що заважають потоку, і всмоктувальним каналом насоса відповідно до рекомендацій виробника насоса та відповідних стандартів проекту.

Використовуйте відповідні лікті

Там, де не уникнути колін, відповідні конфігурації великого-радіуса можуть допомогти зменшити серйозні порушення потоку.

Правильно розташуйте редуктори

Виберіть і розташуйте редуктори відповідно до фактичної геометрії всмоктувального трубопроводу та умов рідини.

Забезпечте незалежну підтримку труб

Всмоктувальний трубопровід має бути належним чином підтриманий і вирівняний, не створюючи надмірних зовнішніх навантажень на корпус насоса.

Контроль повітряного захоплення

Уникайте високих точок, де може накопичуватися повітря, і забезпечте належне занурення рідини в резервуари, відстійники та забірні конструкції.

Розглянемо повну систему всмоктування

Для великих або критичних насосних установок всмоктувальний трубопровід, вхідний отвір насоса, резервуар або зумпф, робочий рівень, NPSH та умови потоку слід оцінювати разом, а не окремо.

 

6. Практичні перевірки під час введення в експлуатацію

Під час введення в експлуатацію нового відцентрового насоса кілька параметрів можуть допомогти визначити проблеми-з боку всмоктування.

Монітор:

Тиск всмоктування

Тиск нагнітання

Швидкість потоку

Струм двигуна

вібрація

Температура підшипника

Шум насоса

Умови експлуатації, пов’язані з NPSH-

Якщо ненормальна вібрація виникає відразу після встановлення, перевірте всмоктувальний трубопровід, перш ніж вважати, що сам насос несправний.

Особливу увагу слід звернути на коліна, редуктори, клапани, опори труб, повітряні кишені та відстань між останнім фітингом-, що заважає потоку, і всмоктуванням насоса.

 

7. НАСОСИ HNYB: повна інформація про насос і систему

HNYB PUMPS виробляє відцентрові насоси для водопостачання, електростанцій, гірничодобувної промисловості, нафтохімічних процесів, промислової циркуляції та інших вимогливих застосувань.

Асортимент нашої продукції включає:

Відцентрові насоси з горизонтальним роздільним корпусом

Горизонтальні багатоступінчасті відцентрові насоси

Відцентрові насоси кінцевого всмоктування

Само-балансувальні багатоступінчасті насоси

Відцентрові-насоси високого тиску

Хімічні відцентрові насоси

Для-насосів з роздільним корпусом і подвійним всмоктуванням для надійної роботи потрібно більше, ніж вибрати правильний потік і напір.

Слід розглядати всю систему:

Вибір насоса + всмоктувальний трубопровід + умови всмоктування + NPSH + опора труби + умови експлуатації

Правильний розподіл всмоктувального потоку допомагає насосу працювати ближче до запланованих гідравлічних умов і може зменшити ризик вібрації, кавітації та передчасного зносу компонентів.

 

Нерівномірний розподіл потоку всмоктування є фактором, який легко не помічати у застосуваннях відцентрових насосів, але його вплив може поширюватися від гідравлічної продуктивності до механічної надійності.

Коліна та фітинги, встановлені занадто близько до всмоктуючого сопла, невідповідні редуктори, недостатня довжина прямої труби, надмірна швидкість всмоктування та залучення повітря можуть порушити поле потоку на вході.

Для насосів з подвійним всмоктуванням і горизонтальних насосів із роздільним корпусом підтримка збалансованого потоку з обох сторін робочого колеса є особливо важливою.

Основний принцип простий:

Для надійного насоса потрібна надійна система всмоктування.

Поєднавши правильний вибір насоса з добре-спроектованими всмоктуючими трубами, адекватною підтримкою труб, контрольованим залученням повітря та відповідними методами введення в експлуатацію, користувачі можуть покращити стабільність насоса, зменшити вібрацію та подовжити термін служби обладнання.

HNYB PUMPS пропонує рішення для промислових відцентрових насосів на основі фактичних витрат, напору, рідини, температури, тиску та вимог до встановлення. Зверніться до нашої команди інженерів для професійного вибору насоса та підтримки застосування.