Hız – Yakınlık Kanunları

Aşağıdakiler geçerlidir: 1. Model kanunu 2. Model yasası 3. Model kanunu Q – akış hızı H – teslimat kafası P – güç tüketimi n – hız Endeksler ilgili hız ile ilgilidir. Afinite yasaları tam olarak sürtünmesiz, sıkıştırılamaz akışlar için geçerlidir. Teknik uygulamalar için, bunlar yaklaşık bir çözüm olarak kabul edilmelidir. Genel olarak, bu yakınlık yasaları, hız değişiminin teknik olarak nasıl uygulandığından bağımsızdır. Geleneksel olarak, küçük ve orta ölçekli pompalar için sargıları değiştirerek adım adım hız değişimi uygulandı. Bu arada, bunların yerini büyük ölçüde frekans dönüştürücüler aldı. Yavaş çalışan elektrikli tahrikler, daha büyük santrifüj pompalar için çok pahalıdır, bu nedenle bu durumlar için redüksiyon dişlileri kullanılır. Yanmalı motorlar da mobil kullanım için kullanılmaktadır. Bunlar ayrıca belirli bir aralıkta hız bakımından değişkendir.

Pompa eğrisi

Pompa eğrisinin eğrisi eğridir ve akış hızı arttıkça diyagramda soldan sağa doğru düşer. Karakteristik eğrinin eğimi, pompanın tasarımı ve özellikle çarkın şekli ile belirlenir. Pompa eğrisinin özelliği, akış hızının ve basma yüksekliğinin karşılıklı bağımlılığıdır. Basma yüksekliğindeki her değişiklik her zaman akış hızında bir değişiklikle sonuçlanır. Büyük akış hızı – & gt; alçak kafa Küçük akış hızı – & gt; büyük kafa Sadece kurulu boru hattı sistemi, içsel direnç nedeniyle, belirli bir pompa çıkışında hangi debinin iletileceğini belirlemesine rağmen, söz konusu pompa, karakteristik eğrisinde yalnızca bir çalışma noktası kabul edebilir. Bu çalışma noktası, ilgili boru ağı eğrisi ile pompa eğrisinin kesişimidir. Q-H karakteristik eğrisine ek olarak, santrifüj pompalarda genellikle aşağıdaki karakteristik eğriler bulunabilir:
  • performans
    • Mil gücü P 2 (Q)
    • Güç tüketimi P 1 (Q) (genellikle dalgıç motorlu pompalarda ve ıslak çalışan pompalarda)
  • verimlilik
    • Hidrolik verimlilik η hidr (Q)
    • Genel verimlilik η tot (Q) (genellikle dalgıç motorlu pompalar ve ıslak rotorlu pompalarla)
  • NPSH gerekli NPSH req (Q)
  • Hız n (Q)
& nbsp;

Farklı ortamlar için karakteristik eğri dönüşümü

Ancak artan viskozite ile REYNOLDS sayısının etkisi artar, dolayısıyla pratikte bu yaklaşımın yaklaşık 20 mm²/s’lik bir kinematik viskoziteden yetersiz olduğu varsayılır. Bunu düzeltmek için, eski versiyonlarda pratik uygulamada diyagramların karmaşık değerlendirmesi anlamına gelen, ancak mevcut versiyonlarda uygun formül setleri kullanılarak hazırlanan, kaydedilen karakteristik eğrilerin orta ve yüksek viskoziteli ortama dönüştürülmesi için deneysel olarak yöntemler geliştirildi. Dünya çapında en yaygın olanı, ANSI / HI 9.6.7 ve ISO / TR 17766 olarak standartlaştırılmış olan Hidrolik Enstitüsünden (ABD) gelen prosedürdür. Uygulamada, dönüştürme günümüzde çoğunlukla Spaix PumpSelector gibi bilgisayar programları kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu işlemin bilgisayarlı uygulaması, karakteristik eğrilerin dönüştürülmesini sağlar, bu sayede kullanıcının yalnızca istenen taşıma verilerini ve taşıma ortamını tanımlaması yeterlidir. Bilinen tüm yöntemlerde, pompanın tasarım noktası, karakteristik eğrilerin dönüştürülmesinde özel bir rol oynar. İşlemin geçerliliği için aşağıdaki koşullar belirtilebilir:
  • Kapalı veya yarı açık çarklı santrifüj pompalar
  • 1 ile 3000 mm²/s aralığında kinematik viskozite
  • En iyi çalışma noktasında 3 ile 410 m³/h arasında akış hızı
  • 6 ile 130 m arasında adım başına yükseklik
  • Normal çalışma koşullarında üretim
  • NEWTON sıvılarının taşınması

Çarkı döndürürken karakteristik eğri dönüşümü

Aşağıdakiler yaklaşık olarak geçerlidir: Q = akış hızı H = teslimat başlığı D = çark çapı r = azaltılmış çark çapı için indeks t = referans tekerlek çapı için indeks Gaz kelebeği eğrisi H (Q) bu ilişkiden kabaca belirlenebilir. Ancak daha kesin bir hesaplama, her bir karakteristik eğriye bir çark çapının atandığı karakteristik haritaların dikkate alınmasını gerektirir. Karakteristiğin yeni rotası, komşu karakteristiklerden gelen dönüşümün interpolasyonu ile belirlenir. Prosesin verimliliğinden tam olarak yararlanmak için, en az üç karakteristik eğriye sahip bir çark haritasının kaydedilmesi tavsiye edilir. En küçük ve en büyük çark çapı arasında büyük bir kalibrasyon farkı varsa, bazı (2..4) ara karakteristikler gereklidir. Alternatif bir hesaplama yöntemi ISO 9906’da açıklanmıştır. D hücum kenarındaki ortalama çark çapının bilinmesi gerekir 1 . Standarda göre, bu prosedür aşağıdakiler için geçerlidir:
    • Maksimum %5’e varan çap küçültme
    • Tip numarası K ≤ 1.5
    • tornalamadan sonra değişmeyen bıçak geometrisi (çıkış açısı, konik vb.)
D 1 = Çark hücum kenarındaki ortalama çap Tip numarası K ≤ 1.0 olan ve çark çapı maksimum %3 küçültülmüş pompalar için verim sabit olarak kabul edilebilir.

Sistem karakteristiğinin hesaplanması

Dallanmamış bir boru hattındaki bir pompanın gerekli basma yüksekliği, sıkıştırılamaz ortamın tek boyutlu, sabit akışları için BERNOULLI denkleminden elde edilir: p in , p out = sıvı seviyelerini emerken veya boşaltırken basınçlar ρ = sıvı yoğunluğu g = yerçekimi ivmesi (9,81 m / s²) H geo = emme ve basınç tarafındaki kapların sıvı seviyesi arasındaki statik yükseklik farkı H l, tot = giriş ve çıkış arasındaki toplam boru sürtünme kaybı v in , v out = emme ve basınç tarafı kaplarındaki ortalama akış hızları Süreklilik yasasına göre, emme ve basınç tarafı tanklarındaki ortalama akış hızları çoğunlukla önemsiz derecede küçüktür ve tank yüzeyleri boru hatlarına kıyasla nispeten büyükse ihmal edilebilir. Bu durumda, yukarıdaki formül şu şekilde basitleştirilmiştir: Sistem karakteristiğinin statik kısmı, yani akış hızına ve dolayısıyla akış hızına bağlı olmayan kısım: Kapalı sistemler için bu değer sıfırdır. Toplam kayıp miktarı, emme ve basınç hatlarının tüm bileşenlerinden kaynaklanan kayıplardan oluşur. Yeterince büyük REYNOLDS sayılarıyla, hacim akışının karesiyle orantılıdır. g = yerçekimi ivmesi (9,81 m / s²) H l, tot = giriş ve çıkış arasındaki toplam sürtünme kaybı v i = i boru kesit alanı boyunca ortalama akış hızları A i = karakteristik boru kesit alanı ζ i = borular, bağlantı parçaları vb. için sürtünme kaybı katsayısı. Q = akış hızı k = orantılılık faktörü Belirtilen koşullar altında, sistem karakteristiğinin parabolü artık belirtilebilir: Orantılılık faktörü k, istenen çalışma noktasından belirlenir. Sistem karakteristiğinin pompaya özgü gaz kelebeği eğrisi (pompa karakteristiği) ile kesişimi, gerçek çalışma noktasını temsil eder.

Sistem karakteristiği

Sistem karakteristiği, bir statik ve bir dinamik kısımdan oluşur. H A = H A, 0 + H v (Q) Esas olarak, emme ve basınç tanklarındaki sıvı seviyeleri arasındaki statik yükseklik farkı H Geo ve tüm sıvı akış sistemi boyunca sürtünme kayıpları H v ile karakterize edilir. Statik bileşen H A, 0 akış hızından (ve dolayısıyla akış hızından) bağımsızdır. Jeodezik yükseklik farkını ve ayrıca ele alınan sistemin emme ve basınçlı kap veya giriş ve çıkış noktası arasındaki basınç farkını içerir. Kapalı devrelerde (örn. ısıtma sirkülasyonu) statik yükseklik her zaman sıfırdır. Karakteristiğin dinamik kısmı, akış hızına bağlı olan boru kayıplarını tanımlar. Sistem bileşenlerinin sabit kayıp katsayılarına sahip NEWTON akışkanlarının türbülanslı akışı durumunda, karakteristik eğri ikinci dereceden bir parabol ile sonuçlanır. Statik yükseklik ve hedef çalışma noktası biliniyorsa, sistem özellikleri yeterli doğrulukla görüntülenebilir.

Normal beslemeli santrifüj pompalarla emme işlemi

Bu, yerel hava basıncının p b tutma basıncı yüksekliği HH ile buhar basıncının çarpımından daha yüksek olduğu ve bu sıcaklıklarda bir giriş basıncını gereksiz kıldığı anlamına gelir. Bu bağlantının nedeni, su soğukken buhar basıncının keskin bir şekilde düşmesinden kaynaklanmaktadır. Pratikte bu şu anlama gelir: Negatif minimum giriş yüksekliği H erf olan pompalar emiş modunda çalışabilir (kendinden emişli değil). Pompalama hızının boyutu, kabaca negatif minimum giriş yüksekliği eksi 1 m güvenlik alanı değerine karşılık gelir. Genellikle bina teknolojisinde kullanılan pompalar normalde kendilerini beslemediği için, emiş çalışmasını sağlamak için aşağıdaki koşulların karşılanması gerekir:
  • Devreye almadan önce pompa dahil emiş tarafı boru hattının doldurulması ve havasının alınması.
  • Pompa çalışması sırasında havanın emilmesinin önlenmesi (hava tıkanıklıkları durumunda emme işlevi çöker).
  • Ayak valfi kullanarak pompa durduğunda emiş hattının boş çalışmasının önlenmesi (kirli ise sızıntı riski).
Pompa durduğunda salmastra (mekanik salmastra veya salmastra kutusu) yoluyla hava emilebileceğinden, basınç hattındaki çek valfler yeterli değildir. Genel olarak, normal emişli pompaların emiş kapasitesi, tasarımları nedeniyle maksimum 2 ila 4 m aralığı ile sınırlıdır. Maksimum 8 ila 9 m’lik daha yüksek emme yükseklikleri ve kendinden emiş için özel pompalar kullanılacaktır.

Pompa seçimi

Bir ısıtma sisteminin belirtilen çalışma noktası iki pompa karakteristiği arasında yer alıyorsa, daha küçük olanı seçmeniz önerilir. Akış hızındaki ilgili azalmanın, ısıtma sistemindeki etkin ısıtma çıkışı üzerinde önemli bir etkisi yoktur. Öte yandan, azaltılmış gürültü davranışı, daha düşük satın alma maliyetleri ve iyileştirilmiş ekonomi gibi avantajlar da vardır. Isıtma teknolojisinde, hesaplanan hacimsel akışın yaklaşık %10’a kadar düşük boyutlandırılması yaygındır. Kavitasyonu (pompa içinde buhar oluşumunu) önlemek için, pompa emiş ağzında taşıma ortamının buhar basıncına kıyasla her zaman yeterli aşırı basınç (giriş yüksekliği) olmalıdır. Islak çalışan pompalar için minimum emme yüksekliği, gerekli aşırı basıncın bir ölçüsü olarak belirtilir. NPSH bilgileri genellikle kuru çalışan motorlar için kullanılır.

NPSH – kurulumun değeri

NPSH mevcut = sistemin NPSH değeri p e = sistemin giriş kesitindeki basınç p b = hava basıncı p D = pompanın giriş kesitinin önündeki pompalanan ortamın buhar basıncı ρ = pompanın giriş kesitinin önündeki pompalanan ortamın yoğunluğu g = yerçekimi nedeniyle yerel ivme z e = sistemin giriş kesiti ile referans seviyesi arasındaki jeodezik yükseklik farkı; negatif işaret, referans seviyesi sıvı seviyesinin üzerindeyse geçerlidir H v = emme tarafındaki sistemdeki basınç kaybından kaynaklanan kayıp miktarı NPSH değeri için referans noktası, çarkın merkezidir, yani pompa mili ekseninin, kanat ön kenarının dış noktalarından kendisine dik olan düzlemle kesişme noktasıdır. Bir santrifüj pompanın çalışma noktası, yalnızca bu nokta için aşağıdakiler geçerliyse sürekli bir çalışma noktası olabilir: NPSH tesisi & gt; NPSH pompası + güvenlik ek ücreti