Конструкція та оптимізація насосної системи: вичерпний посібник від схеми всмоктування трубопроводів до випуску

Конструкція системи трубопроводів істотно впливає на ефективність роботи і термін служби відцентрових насосів. Тому, прокладаючи трубопроводи насоса, необхідно всебічно враховувати конструкцію як всмоктувальної, так і нагнітальної труб, включаючи вимоги до простоти експлуатації, ремонтопридатності та гнучкості.

 

 

• Конструкція всмоктуючої труби насоса

 

Вимоги до розміру трубопроводу:У інженерній практиці зазвичай рекомендується, щоб діаметр всмоктувальної труби насоса був принаймні на один розмір більшим за розмір всмоктувального фланця насоса або з’єднувальної труби. Ця конструктивна відмінність зазвичай досягається за допомогою ексцентричного редуктора, верхня конструкція якого зазвичай горизонтальна, але конкретний кут може змінюватися залежно від конкретної ситуації. Секція всмоктування насоса має вирішальне значення, оскільки вона визначає, чи може струмінь плавно досягати вхідного отвору насоса, уникаючи масштабної-турбулентності, яка може бути спричинена вигинами вище за течією. Ця вимога тісно пов'язана з геометрією труби; тому при розташуванні всмоктувальної труби слід віддавати перевагу використанню більш довгих прямих ділянок труби. Більші діаметри труб допомагають зменшити падіння тиску через тертя та забезпечують більший тиск на вході насоса (тобто у всмоктувальному отворі робочого колеса), забезпечуючи достатню кількість енергії для насоса.

 

• Конструкція регулюючого та зворотного клапанів

 

Вибір діаметра регулюючого клапана:Це пояснюється головним чином тим, що клапани меншого розміру є відносно дешевшими, і порівняно з клапанами в трубопроводах такого ж діаметру вони пропонують кращий і точніший контроль. Однак варто зазначити, що вибір меншого клапана призведе до збільшення падіння тиску.

 

Необхідність установки зворотного клапана:Так, зазвичай рекомендується встановлювати зворотний клапан на виході насоса, щоб забезпечити стабільну роботу системи. Основна функція зворотного клапана полягає в підтримці достатньої кількості середовища в системі, тим самим запобігаючи переповненню рідини або затримкам-запуску, коли насос зупиняється. Крім того, він ефективно запобігає зворотному потоку середовища, коли насос зупинено, що може спричинити зворотне обертання насоса, таким чином захищаючи безпечну роботу насоса.

 

• Вимоги до тиску на вході насоса

 

Чи потрібен надлишковий тиск на вході всмоктування?

Насправді не завжди. Деякі насоси призначені для забору рідини з-під центральної лінії насоса. Ця конструкція зустрічається в багатьох типах насосів, від маленьких побутових насосів до великих промислових насосів.

 

• Рекомендації по розташуванню трубопроводу

 

Схема з’єднання випускного отвору та резервуара:В ідеалі трубопровід має бути безперервним нахилом вгору від вихідного отвору насоса до дна резервуара (резервуар для води), щоб гарантувати плавне виведення будь-якого повітря, що надходить у насос, із системи. Однак у практичних застосуваннях труби часто не мають постійного нахилу вгору, а простягаються горизонтально на деяку відстань. Довші горизонтальні ділянки трубопроводу прийнятні, якщо уникати повітряних кишень або нерівних поверхонь (обидва з яких можуть затримувати повітря).

 

Кінцеві--контрольні та вентиляційні клапани лінії:Крім того, кінці труб зазвичай не з’єднані безпосередньо з дном резервуара для зберігання (резервуар для води). У цьому випадку труба простягається з більш високого положення, створюючи високу точку, яка може затримувати повітря. Це може бути або не бути критичним для процесу/потоку, вимагаючи оцінки досвідчених операторів та інженерів. Якщо висока точка критична для процесу/потоку, необхідно встановити/використовувати вентиляційний клапан.

 

• Методи вимірювання продуктивності

 

Порівняння з теоретичними характеристиками:Для оцінки продуктивності насоса ефективним методом є порівняння фактичної продуктивності з теоретичною характеристичною кривою. Для цього потрібно встановити манометр як на вхідному, так і на вихідному фланцях насоса, переконавшись, що манометри розташовані поблизу точки вимірювання. Необхідно також враховувати різницю висоти між манометром і центральною лінією насоса. Щоб зменшити вплив потенційних коливань тиску поблизу насоса, на манометрі можна встановити клапан або використати масло{3}}ударо-стійкий манометр.

 

Вимірювання швидкості потоку та ефективності:Крім того, вимірювання швидкості потоку є важливим. В ідеалі ці дані повинні бути отримані за допомогою пристрою вимірювання потоку в трубопроводі. Якщо неможливо встановити пристрій для вимірювання витрати, можна розглянути інші методи, наприклад періодичне додавання рідини для перекачування в резервуар для зберігання (бак для води) відомого об’єму. Показники тиску надають інформацію про загальний напір насоса. У поєднанні з даними про витрату ви можете порівняти фактичні результати з теоретичною характеристичною кривою.

 

• Вплив в'язкості на продуктивність насоса

 

Вплив високої в'язкості: за стандартних умов продуктивність насоса або характеристичні криві зазвичай визначаються на основі води. Однак коли в’язкість рідини вища, ніж в’язкість води, продуктивність насоса значно погіршується. Зокрема, це негативно впливає на загальний напір, швидкість потоку та потужність. Зокрема, коли в’язкість досягає або перевищує 400 сСт, ефективність насоса може впасти нижче 50%, у цьому випадку використання об’ємного насоса може бути прийнятним рішенням.

 

Розуміння важливості конфігурації впускного та вихідного трубопроводів у проектуванні насосної системи має вирішальне значення для забезпечення безпечної та стабільної роботи насоса. Добре-спроектована та налаштована система може ефективно покращити ефективність насоса та подовжити термін його служби.