Καμπύλη αντλίας

Η καμπύλη της καμπύλης της αντλίας είναι καμπύλη και πέφτει από αριστερά προς τα δεξιά στο διάγραμμα καθώς αυξάνεται ο ρυθμός ροής. Η κλίση της χαρακτηριστικής καμπύλης καθορίζεται από τη σχεδίαση της αντλίας και, ειδικότερα, από τη σχεδίαση της πτερωτής. Το χαρακτηριστικό της καμπύλης της αντλίας είναι η αμοιβαία εξάρτηση του ρυθμού ροής και της κεφαλής παροχής. Κάθε αλλαγή στην κεφαλή παροχής οδηγεί πάντα σε αλλαγή στον ρυθμό ροής. Μεγάλος ρυθμός ροής – & gt; χαμηλό κεφάλι Μικρός ρυθμός ροής – & gt; μεγάλο κεφάλι Αν και μόνο το εγκατεστημένο σύστημα σωληνώσεων, λόγω της εγγενούς αντίστασης, υπαγορεύει ποιος ρυθμός ροής μεταφέρεται σε μια δεδομένη έξοδο αντλίας, η εν λόγω αντλία μπορεί να λάβει μόνο ένα σημείο λειτουργίας στη χαρακτηριστική της καμπύλη. Αυτό το σημείο λειτουργίας είναι η τομή της καμπύλης της αντλίας με την αντίστοιχη καμπύλη δικτύου σωληνώσεων. Εκτός από τη χαρακτηριστική καμπύλη Q-H, οι ακόλουθες χαρακτηριστικές καμπύλες μπορούν συχνά να βρεθούν σε φυγοκεντρικές αντλίες:
  • απόδοση
    • Ισχύς άξονα P 2 (Q)
    • Κατανάλωση ενέργειας P 1 (Q) (συχνά με υποβρύχιες αντλίες κινητήρα και αντλίες υγρής λειτουργίας)
  • αποτελεσματικότητα
    • Υδραυλική απόδοση η hydr (Q)
    • Συνολική απόδοση η tot (Q) (συχνά με υποβρύχιες αντλίες κινητήρα και αντλίες υγρού ρότορα)
  • Απαιτείται NPSH NPSH req (Q)
  • Ταχύτητα n (Q)
& nbsp;

Υπολογισμός του χαρακτηριστικού συστήματος

Η απαραίτητη κεφαλή παροχής μιας αντλίας σε μη διακλαδισμένο αγωγό λαμβάνεται από την εξίσωση BERNOULLI για μονοδιάστατες, σταθερές ροές ασυμπίεστων μέσων: p σε , p έξω = πιέσεις κατά την αναρρόφηση ή την εκκένωση των επιπέδων υγρού ρ = πυκνότητα υγρού g = επιτάχυνση βαρύτητας (9,81 m / s²) H geo = στατική διαφορά ύψους μεταξύ της στάθμης υγρού των δοχείων αναρρόφησης και πίεσης H l, tot = συνολική απώλεια τριβής σωλήνα μεταξύ εισόδου και εξόδου v σε , v έξω = μέσες ταχύτητες ροής στα δοχεία αναρρόφησης και πίεσης Σύμφωνα με το νόμο της συνέχειας, οι μέσες ταχύτητες ροής στις δεξαμενές αναρρόφησης και πίεσης είναι ως επί το πλείστον ασήμαντες και μπορούν να παραβλεφθούν εάν οι επιφάνειες της δεξαμενής είναι σχετικά μεγάλες σε σύγκριση με αυτές των αγωγών. Στην περίπτωση αυτή, ο παραπάνω τύπος απλοποιείται ως εξής: Το στατικό τμήμα του χαρακτηριστικού του συστήματος, δηλαδή το τμήμα που δεν εξαρτάται από την ταχύτητα ροής και επομένως από τον ρυθμό ροής, είναι: Για κλειστά συστήματα, αυτή η τιμή είναι μηδέν. Το συνολικό ποσό απώλειας αποτελείται από τις απώλειες όλων των εξαρτημάτων των γραμμών αναρρόφησης και πίεσης. Με αρκετά μεγάλους αριθμούς REYNOLDS είναι ανάλογο με το τετράγωνο της ροής όγκου. g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,81 m / s²) H l, tot = συνολική απώλεια τριβής μεταξύ εισόδου και εξόδου v i = μέσες ταχύτητες ροής μέσω της περιοχής διατομής του σωλήνα i A i = χαρακτηριστική περιοχή διατομής σωλήνα ζ i = συντελεστής απώλειας τριβής για σωλήνες, εξαρτήματα κ.λπ. Q = ρυθμός ροής k = συντελεστής αναλογικότητας Υπό τις συνθήκες που αναφέρθηκαν, η παραβολή του χαρακτηριστικού συστήματος μπορεί τώρα να καθοριστεί: Ο συντελεστής αναλογικότητας k προσδιορίζεται από το επιθυμητό σημείο λειτουργίας. Η τομή του χαρακτηριστικού συστήματος με την ειδική καμπύλη γκαζιού για την αντλία (χαρακτηριστικό αντλίας) αντιπροσωπεύει το πραγματικό σημείο λειτουργίας.

Χαρακτηριστικό συστήματος

Το χαρακτηριστικό του συστήματος αποτελείται από ένα στατικό και ένα δυναμικό μέρος. H A = H A, 0 + H v (Q) Χαρακτηρίζεται κυρίως από τη στατική διαφορά ύψους H Geo μεταξύ των επιπέδων υγρού στις δεξαμενές αναρρόφησης και πίεσης καθώς και από τις απώλειες τριβής H v σε ολόκληρο το σύστημα ροής υγρού. Η στατική συνιστώσα H A, 0 είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα ροής (και επομένως από τον ρυθμό ροής). Περιέχει τη γεωδαιτική διαφορά ύψους καθώς και τη διαφορά πίεσης μεταξύ του δοχείου αναρρόφησης και πίεσης ή του σημείου εισόδου και εξόδου του υπό εξέταση συστήματος. Με κλειστά κυκλώματα (π.χ. κυκλοφορία θέρμανσης) το στατικό ύψος είναι πάντα μηδέν. Το δυναμικό μέρος του χαρακτηριστικού περιγράφει τις απώλειες του σωλήνα, οι οποίες εξαρτώνται από τον ρυθμό ροής. Στην περίπτωση τυρβώδους ροής ρευστών NEWTON με σταθερούς συντελεστές απώλειας των στοιχείων του συστήματος, η χαρακτηριστική καμπύλη καταλήγει σε τετραγωνική παραβολή. Εάν το στατικό ύψος και το σημείο λειτουργίας στόχου είναι γνωστά, τα χαρακτηριστικά του συστήματος μπορούν να εμφανιστούν με επαρκή ακρίβεια.

Κριτήρια διαστασιολόγησης

Τα τέσσερα πιο σημαντικά κριτήρια είναι: ΤΙ είδους μέσο; – & gt; Αντλούμενο μέσο ΠΟΣΟ ποσό; – & gt; Ποσοστό παράδοσης ΠΟΥ, πόσο μακριά, πόσο ψηλά; – & gt; Μεταφορική γραμμή Με ΤΙ πρέπει να αντλείται; – & gt; Μεταφορική μονάδα Εάν ο ρυθμός παροχής και η απόσταση παράδοσης είναι γνωστοί, η κεφαλή παροχής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον υπολογισμό της απώλειας πίεσης. Ο ρυθμός παροχής και η κεφαλή παροχής μαζί αποτελούν το στόχο λειτουργίας του σχεδιασμού της αντλίας.

Σημείο λειτουργίας φυγοκεντρικής αντλίας

Υποδεικνύει τις τιμές του ρυθμού ροής και της κεφαλής παροχής που έχουν ρυθμιστεί σε ακίνητη λειτουργία με την ταχύτητα n να ανήκει στο χαρακτηριστικό της κεφαλής παροχής της αντλίας.” Το επιθυμητό σημείο λειτουργίας θα πρέπει να γίνει κατανοητό 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.

Σημείο σχεδιασμού της αντλίας

Καθορίζεται από τον ρυθμό ροής και την κεφαλή παροχής στην αντίστοιχη ταχύτητα λειτουργίας. Κατά την άντληση υψηλού ιξώδους μέσων, τα χαρακτηριστικά της αντλίας και επομένως και το σημείο σχεδιασμού μετατοπίζονται σε σύγκριση με τη χαρακτηριστική καμπύλη που καταγράφεται με το νερό.

Συνολικό κεφάλι

Η κεφαλή παροχής ορίζεται ως η αποτελεσματική μηχανική δύναμη που ασκείται από την αντλία στο αντλούμενο μέσο και εκφράζεται ως μονάδα βάρους με την τοπική σταθερά βαρύτητας. Σε σταθερή ταχύτητα και σταθερή ροή, είναι ανεξάρτητο από την πυκνότητα του ρευστού, αλλά εξαρτάται από το ιξώδες του.

Καθαρό θετικό ύψος αναρρόφησης (NPSHr)

Η ισχυρή εξάρτηση από την ταχύτητα της αντλίας είναι γενικά αναγνωρίσιμη. Εάν το σχέδιο παραμένει αμετάβλητο, αυτό αντιστοιχεί σε: Υψηλή ταχύτητα -> Υψηλή πίεση συγκράτησης Χαμηλή ταχύτητα -> Χαμηλή πίεση συγκράτησης Για να ληφθούν υπόψη τυχόν αβεβαιότητες στο σχεδιασμό του σημείου λειτουργίας, αυτές οι τιμές πρέπει να αυξηθούν κατά 0,5 m περιθώριο ασφαλείας κατά την επιλογή της αντλίας. Για το ύψος πίεσης συγκράτησης HH, προσδιορίζεται εξ ορισμού μετρολογικά ότι επιτρέπεται ελάχιστη σπηλαίωση στο ύψος πίεσης συγκράτησης HH, η οποία:
  • Η κεφαλή παροχής της αντλίας στο ονομαστικό σημείο μειώθηκε κατά 3%
  • Δεν επιτρέπει καμία καταστροφή υλικού που θα μπορούσε να βλάψει τη λειτουργία και τη διάρκεια ζωής.
Λόγω της επιτρεπόμενης σπηλαίωσης, μπορούν ακόμα να προκύψουν θόρυβοι σπηλαίωσης, μερικοί από τους οποίους εκλαμβάνονται ως ενοχλητικοί. Για να εξαλειφθεί η υπολειπόμενη σπηλαίωση, είναι απαραίτητο να προσθέσετε ένα περιθώριο περίπου + 1 έως + 5 m στο υπολογιζόμενο ελάχιστο ύψος εισόδου. Αυτή η προσθήκη εξαρτάται από την ταχύτητα και το σημείο λειτουργίας της αντλίας.

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.