Tag: Prevenzione della cavitazione

Funzionamento in aspirazione con pompe centrifughe ad adescamento normale

Posted on da Jens-Uwe Vogel
Ciò significa che la pressione dell’aria locale p b è maggiore del prodotto dell’altezza della pressione di mantenimento HH e della pressione del vapore e rende superflua una pressione di ingresso a queste temperature. La causa di questo collegamento è dovuta alla drastica diminuzione della pressione del vapore quando l’acqua è fredda. In pratica questo significa:Le pompe con altezza minima di aspirazione negativa H erf sono in grado di lavorare in modalità aspirante (non autoadescante).La dimensione della velocità di pompaggio corrisponde approssimativamente al valore dell’altezza minima di ingresso negativa meno 1 m di area di sicurezza.Poiché le pompe normalmente utilizzate nella tecnologia edilizia normalmente non si adescano da sole, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni per garantire il funzionamento in aspirazione:
  • Riempimento e sfiato della tubazione lato aspirazione inclusa la pompa prima della messa in servizio.
  • Prevenzione dell’aspirazione dell’aria durante il funzionamento della pompa (in caso di inclusioni d’aria, la funzione di aspirazione si interrompe).
  • Impedire che la linea di aspirazione funzioni a vuoto quando la pompa è ferma utilizzando una valvola di fondo (rischio di perdite se sporca).
Le valvole di non ritorno nella linea di mandata non sono sufficienti, poiché l’aria può essere aspirata attraverso la tenuta meccanica (tenuta meccanica o premistoppa) quando la pompa è ferma.In generale, la capacità di aspirazione delle pompe con aspirazione normale è limitata a un intervallo massimo da 2 a 4 m a causa del design. Per altezze di aspirazione superiori da 8 a 9 m max e per autoadescanti devono essere utilizzate pompe speciali.

NPSH – valore dell’impianto

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NPSH disponibile = valore NPSH del sistema p e = pressione nella sezione di ingresso dell’impianto p b = pressione dell’aria p D = tensione di vapore del mezzo pompato davanti alla sezione di ingresso della pompa ρ = densità del mezzo pompato davanti alla sezione di ingresso della pompa g = accelerazione locale di gravità z e = dislivello geodetico tra la sezione di ingresso dell’impianto e il livello di riferimento; il segno negativo si applica se il livello di riferimento è al di sopra del livello del liquido H v = importo della perdita, risultante dalla perdita di pressione nel sistema lato aspirazioneIl punto di riferimento per il valore NPSH è il centro della girante, cioè il punto di intersezione dell’asse dell’albero della pompa con il piano ad esso perpendicolare attraverso i punti esterni del bordo anteriore della pala.Il punto di lavoro di una pompa centrifuga può essere un punto di lavoro continuo solo se a questo punto si applica quanto segue:NPSH impianto & gt; NPSH pompa + supplemento di sicurezza

Altezza di aspirazione per pompe centrifughe non autoadescanti

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Ciò significa che la pressione dell’aria locale p b è maggiore della somma dell’altezza di aspirazione netta positiva HH e della pressione del vapore p v ; la pressione in ingresso non è quindi più necessaria. Questa correlazione si basa sulla drastica riduzione della tensione di vapore dell’acqua fredda. In pratica questo significa:Le pompe che lavorano con una pressione di aspirazione minima negativa H erf sono in grado di generare una corsa di aspirazione (non autoadescante).La potenza di aspirazione è approssimativamente uguale al livello della pressione minima di ingresso negativa meno un fattore di sicurezza di 1 m.Poiché le pompe, normalmente utilizzate in connessione con i servizi dell’edificio, non hanno proprietà autoadescanti, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni affinché la corsa di aspirazione funzioni:
  • Ventilazione della tubazione lato aspirazione inclusa la pompa prima della messa in servizio.
  • Prevenzione di inclusioni d’aria durante il funzionamento della pompa (la ventilazione porta al fallimento della capacità di aspirazione).
  • Evitare il drenaggio dei tubi lato aspirazione al supporto della pompa fornendo e installando una valvola di fondo. (Rischio di perdite da particelle di sporco)
La dipendenza dalle valvole di ritegno nella linea di pressione non è sufficiente, poiché l’aria può essere trasportata tramite la tenuta meccanica (tenuta meccanica o tenuta a baderna) sul supporto della pompa.Per le loro caratteristiche costruttive, la capacità di aspirazione delle pompe non autoadescanti è generalmente limitata ad un range massimo di 2-4 m.Altezze di aspirazione maggiori (max. 8-9 m) e funzionamento autoadescante richiedono l’uso di pompe speciali.

Pompe centrifughe autoadescanti

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La linea di aspirazione della pompa viene sfiatata senza ulteriori dispositivi di aspirazione esterni.Le pompe centrifughe senza dispositivo di aspirazione esterno o interno possono essere autoadescanti se la pompa viene riempita d’acqua prima del processo di pompaggio vero e proprio. Con questi tipi di pompe, la valvola di non ritorno significa che il liquido rimane nell’alloggiamento dopo che la pompa è stata spenta.La costruzione necessaria per l’autoadescamento influisce sull’efficienza della pompa.

Cavitazione

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Questi si verificano quando la pressione statica nel liquido scende al di sotto della pressione di vapore associata alla rispettiva temperatura. Se poi la pressione statica sale nuovamente al di sopra della tensione di vapore, vista nella direzione del flusso, le bolle di vapore si condensano improvvisamente.La cavitazione può portare all’usura prematura del materiale e alle emissioni di rumore. Pertanto la cavitazione dovrebbe essere evitata il più possibile.

Testa d’aspirazione positiva netta (NPSHr)

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La forte dipendenza dalla velocità della pompa è generalmente riconoscibile. Se il design rimane invariato, ciò corrisponde a:Alta velocità -> Alta pressione di tenuta Bassa velocità -> Bassa pressione di tenutaPer tenere conto di eventuali incertezze nella progettazione del punto di lavoro, questi valori devono essere aumentati di un margine di sicurezza di 0,5 m quando si seleziona la pompa.Per l’altezza della pressione di mantenimento HH si determina mediante misurazione che è consentita una cavitazione minima all’altezza della pressione di mantenimento HH, che:
  • La prevalenza della pompa al punto nominale ridotta del 3%
  • Non consente alcuna distruzione materiale che ne pregiudichi la funzione e la durata.
A causa della cavitazione consentita, possono comunque verificarsi rumori di cavitazione, alcuni dei quali vengono percepiti come fastidiosi.Per eliminare la cavitazione residua è necessario aggiungere all’altezza minima di ingresso calcolata una tolleranza da + 1 a + 5 m circa. Questa aggiunta dipende dalla velocità e dal punto di lavoro della pompa.

Pressione del vapore

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La tensione di vapore del liquido pompato ha un’influenza significativa sul comportamento alla cavitazione e quindi sul valore NPSH del sistema.La tensione di vapore è una delle proprietà più importanti dei liquidi per la scelta delle pompe e dipende dalla temperatura del fluido.

Pressione minima di ingresso

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Per un funzionamento senza problemi, le pompe richiedono una pressione minima statica sul lato di aspirazione, che è anche generalmente indicata come prevalenza della pressione minima statica di aspirazione.Quando scorre attraverso la pompa, questa pressione sul lato di aspirazione si riduce a causa della variazione della velocità del fluido pompato nel corpo di aspirazione e nella girante della pompa. Il punto critico è l’ingresso della girante. Se la caduta di pressione è così elevata da non raggiungere la tensione di vapore del liquido, si formano bolle di vapore.L’ulteriore flusso attraverso la girante porta ad un accumulo di pressione idraulica nella girante. Nella zona di maggiore pressione, le bolle di vapore collassano come un’implosione, con la conseguenza della distruzione del materiale in questi punti. Questo processo, noto come cavitazione, può essere riconosciuto acusticamente da rumori crepitii, che si intensificano con l’aumentare della cavitazione.Anche la portata è ridotta perché la pompa ora eroga una miscela di acqua e gas. Pertanto, è necessario mantenere una pressione statica minima in ingresso all’apertura di aspirazione della pompa per evitare la cavitazione.La quantità di questa pressione richiesta dipende da:
  • la temperatura del mezzo pompato
  • Pressione statica minima di aspirazione richiesta in base al punto di funzionamento della pompa.
La prevalenza netta positiva richiesta (richiesto HH o NPSH) si riferisce specificamente alla pompa ed è solitamente indicata dai produttori di pompe come curva NPSH nel diagramma delle prestazioni della pompa.In generale esiste una forte correlazione con la velocità della pompa. Quanto segue si applica ai tipi di pompa costante:
  • Alta velocità – & gt; Requisiti NPSH elevati
  • Bassa velocità – & gt; NPSH basso richiesto
Si consiglia di aumentare questi valori di un margine di sicurezza di 0,5 m (1,6 piedi) per compensare eventuali deviazioni nel calcolo del punto di lavoro durante la selezione della pompa. Gli standard generali consentono un grado minimo di cavitazione per il requisito NPSH specifico:
  • riduce la prevalenza al punto di lavoro del 3% o meno
  • non comporta un significativo deterioramento, riduzione delle prestazioni o accorciamento della durata utile
Tuttavia, tali valori di cavitazione accettabili possono portare a un rumore inammissibile.Per garantire prestazioni ottimali, è pratica comune calcolare il calcolo NPSH disponibile con un margine di sicurezza di circa +1 a +5 m (+3 a +15 ft), a seconda della velocità e del punto di lavoro della pompa.