Ρυθμός ροής

Ο στόχος παροχής για το σχεδιασμό μιας αντλίας προσδιορίζεται από την εφαρμογή, π.χ. για συστήματα θέρμανσης από τον υπολογισμό της ζήτησης θερμότητας ή για συστήματα αποχέτευσης από στατιστικές παραμέτρους για τη μέγιστη αναμενόμενη ποσότητα λυμάτων. Υπάρχουν εθνικά και διεθνή πρότυπα για πολλές εφαρμογές. Τα χαρακτηριστικά μιας φυγοκεντρικής αντλίας (π.χ. κεφαλή παροχής, κατανάλωση ισχύος, απόδοση) καθορίζονται ανάλογα με τον ρυθμό ροής.

Κεφαλή παράδοσης

Η ονομαστική κεφαλή παροχής για το σχεδιασμό της αντλίας αποτελείται από:
  • το στατικό ύψος (στατικό = ανεξάρτητο από τον ρυθμό ροής)
    • Διαφορά ύψους μεταξύ της στάθμης υγρού από την πλευρά της αναρρόφησης και την πλευρά της πίεσης (γεωδαιτικό ύψος)
    • Διαφορά πίεσης μεταξύ δοχείων πίεσης και αναρρόφησης (με κλειστά δοχεία)
    • πιθανώς απαιτούμενη πίεση εξόδου
  • το ποσό της απώλειας από τις απώλειες πίεσης στο σύστημα σωληνώσεων ανάλογα με τον ρυθμό ροής
Το χρησιμοποιήσιμο μηχανικό έργο που μεταφέρεται από την αντλία στο προς άντληση υγρό, με βάση τη δύναμη βάρους, ονομάζεται κεφαλή παροχής H της αντλίας. Σε σταθερή ταχύτητα n και σταθερή ταχύτητα ροής Q, είναι ανεξάρτητη από την πυκνότητα του αντλούμενου υγρού, αλλά εξαρτάται από το ιξώδες του. Μπορεί να υπολογιστεί διαιρώντας τη διαφορά πίεσης με την πυκνότητα του αντλούμενου μέσου και την τοπική σταθερά βαρύτητας. Στην περίπτωση των Νευτώνειων υγρών, η κεφαλή παροχής μπορεί να ληφθεί υπόψη για κινηματικά ιξώδη κάτω από 20 mm² / s ανεξάρτητα από το αντλούμενο μέσο. Για το λόγο αυτό, είναι ιδιαίτερα κατάλληλη η εμφάνιση της χαρακτηριστικής καμπύλης των φυγοκεντρικών αντλιών. Κατά την άντληση νερού, η τιμή της κεφαλής παροχής είναι ίση με την πίεση σε μέτρα στήλης νερού.

Πίεση ατμού

Η τάση ατμών του αντλούμενου υγρού επηρεάζει σημαντικά τη συμπεριφορά σπηλαίωσης και συνεπώς την τιμή NPSH του συστήματος. Η τάση ατμών είναι μια από τις σημαντικές ιδιότητες των υγρών για την επιλογή των αντλιών και εξαρτάται από τη θερμοκρασία του υγρού.

θερμοκρασία λειτουργίας

Για το σχεδιασμό της αντλίας, η μέγιστη και η ελάχιστη θερμοκρασία του αντλούμενου μέσου είναι ιδιαίτερα σημαντικές. Λαμβάνονται υπόψη στην επιλογή των υλικών και των σφραγίδων και, εάν είναι απαραίτητο, σε μια δοκιμή αντίστασης μέσου-υλικού. Οι φυσικές ιδιότητες του αντλούμενου μέσου (πυκνότητα, ιξώδες) αλλάζουν με τη θερμοκρασία. Η απαίτηση ισχύος της αντλίας είναι ευθέως ανάλογη με την πυκνότητα. Επομένως, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία από το εύρος λειτουργίας με τη μέγιστη πυκνότητα. Επιπλέον, για ιξώδη μέσα (ν & gt; 10 mm² / s), η πορεία των χαρακτηριστικών της αντλίας πρέπει να μετατραπεί.

Σημείο λειτουργίας φυγοκεντρικής αντλίας

Καθορίζει τις τιμές της ροής παροχής Q και της κεφαλής παροχής H, οι οποίες ρυθμίζονται σε σταθερή λειτουργία με την ταχύτητα n να ανήκει στο χαρακτηριστικό της κεφαλής παροχής της αντλίας. Το επιθυμητό σημείο λειτουργίας πρέπει να νοείται ως το σημείο στη χαρακτηριστική καμπύλη του συστήματος για το οποίο αναζητείται αντλία σύμφωνα με τους υπολογισμούς του αγωγού. Στόχος της επιλογής είναι (επιπλέον άλλων κριτηρίων όπως η μέγιστη απόδοση) να ελαχιστοποιηθεί η απόκλιση μεταξύ του επιθυμητού σημείου λειτουργίας και του (πραγματικού) σημείου λειτουργίας. Το σημείο λειτουργίας του συστήματος βρίσκεται πάντα στο σημείο τομής μεταξύ της αντλίας και του τρέχοντος χαρακτηριστικού συστήματος. Με σταθερή ταχύτητα, μετακινείται στην καμπύλη του γκαζιού με αυξανόμενη αντίσταση σωλήνα σε μικρότερο όγκο ροής. Το σημείο λειτουργίας πρέπει να είναι κοντά στη βέλτιστη απόδοση.

Ελάχιστη πίεση εισόδου

Για απρόσκοπτη λειτουργία, οι αντλίες απαιτούν μια στατική ελάχιστη πίεση στην πλευρά εισόδου, η οποία αναφέρεται γενικά ως η στατική ελάχιστη κεφαλή πίεσης εισόδου. Όταν ρέει μέσα από την αντλία, αυτή η πίεση στην πλευρά αναρρόφησης μειώνεται λόγω της αλλαγής της ταχύτητας του αντλούμενου μέσου στο περίβλημα αναρρόφησης και στην πτερωτή της αντλίας. Το κρίσιμο σημείο είναι η είσοδος της πτερωτής. Εάν η πτώση πίεσης είναι τόσο υψηλή που πέσει κάτω από την τάση ατμών του υγρού, σχηματίζονται φυσαλίδες ατμού. Η περαιτέρω ροή μέσω της πτερωτής οδηγεί σε συσσώρευση υδραυλικής πίεσης στην πτερωτή. Στην περιοχή της υψηλότερης πίεσης, οι φυσαλίδες ατμού καταρρέουν σαν έκρηξη, με συνέπεια την καταστροφή υλικού σε αυτά τα σημεία. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως σπηλαίωση, μπορεί να αναγνωριστεί ακουστικά από τους θορύβους κροτάλισμα, οι οποίοι εντείνονται με την αύξηση της σπηλαίωσης. Ο ρυθμός παροχής είναι επίσης μειωμένος επειδή η αντλία παρέχει τώρα ένα μείγμα νερού-αερίου. Επομένως, πρέπει να διατηρείται μια ελάχιστη στατική πίεση εισόδου στο άνοιγμα αναρρόφησης της αντλίας για να αποφευχθεί η σπηλαίωση. Η ποσότητα αυτής της απαιτούμενης πίεσης εξαρτάται από:
  • η θερμοκρασία του αντλούμενου μέσου
  • Απαιτούμενη στατική ελάχιστη πίεση εισόδου σύμφωνα με το σημείο λειτουργίας της αντλίας.
Η απαιτούμενη καθαρή θετική κεφαλή αναρρόφησης (απαιτείται HH ή NPSH) σχετίζεται ειδικά με την αντλία και συνήθως εμφανίζεται από τους κατασκευαστές της αντλίας ως καμπύλη NPSH στο διάγραμμα απόδοσης της αντλίας. Γενικά υπάρχει ισχυρή συσχέτιση με την ταχύτητα της αντλίας. Τα ακόλουθα ισχύουν για σταθερούς τύπους αντλιών:
  • Υψηλή ταχύτητα – & gt; Υψηλές απαιτήσεις NPSH
  • Χαμηλή ταχύτητα – & gt; Απαιτείται χαμηλό NPSH
Συνιστάται να αυξήσετε αυτές τις τιμές κατά ένα περιθώριο ασφαλείας 0,5 m (1,6 πόδια) προκειμένου να αντισταθμιστούν πιθανές αποκλίσεις στον υπολογισμό του σημείου λειτουργίας κατά την επιλογή της αντλίας. Τα γενικά πρότυπα επιτρέπουν έναν ελάχιστο βαθμό σπηλαίωσης για τη συγκεκριμένη απαίτηση NPSH:
  • μειώνει την κεφαλή παράδοσης στο σημείο λειτουργίας κατά 3% ή λιγότερο
  • δεν οδηγεί σε σημαντική υποβάθμιση, μείωση της απόδοσης ή μείωση της διάρκειας ζωής
Ωστόσο, τέτοιες αποδεκτές τιμές σπηλαίωσης μπορεί να οδηγήσουν σε ανεπίτρεπτο θόρυβο. Προκειμένου να διασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση, είναι κοινή πρακτική να υπολογίζεται ο υπολογισμός του διαθέσιμου NPSH με περιθώριο ασφαλείας περίπου +1 έως +5 m (+3 έως +15 πόδια), ανάλογα με την ταχύτητα και το σημείο λειτουργίας της αντλίας.