1.Čo je čerpadlo?
Odpoveď: Vo všeobecnosti každý stroj, ktorý zdvíha kvapaliny, prepravuje kvapaliny alebo zvyšuje tlak kvapalín, to znamená, že premieňa mechanickú energiu hnacieho motora na energiu kvapaliny, sa súhrnne nazýva čerpadlo.
2. Klasifikácia čerpadiel?
Odpoveď: Použitie čerpadiel sa líši. Podľa princípu fungovania ich možno rozdeliť do troch hlavných kategórií:
① Objemové čerpadlo ② Lopatkové čerpadlo ③ Iné typy čerpadiel
3. Ako funguje volumetrické čerpadlo? Môžete uviesť príklad?
Odpoveď: Využite periodické zmeny v pracovnom objeme na dopravu kvapaliny.
Napríklad: Piestové čerpadlá, plunžerové čerpadlá, membránové čerpadlá, zubové čerpadlá, plunžerové čerpadlá, skrutkové čerpadlá atď.
4. Ako funguje lamelové čerpadlo? Uveďte príklad?
Odpoveď: Využitie interakcie kvapaliny v lopatkách na prepravu kvapaliny.
Napríklad: odstredivé čerpadlá, čerpadlá so zmiešaným{0}}prietokom, axiálne-čerpadlá s prietokom, vortexové čerpadlá atď.
5. Ako funguje odstredivé čerpadlo?
Odpoveď: Odstredivé čerpadlo prenáša mechanickú energiu z hlavného stroja do kvapaliny pôsobením rotujúceho obežného kolesa. Počas procesu, keď kvapalina prúdi zo vstupu na výstup obežného kolesa, sa zvyšuje jej rýchlostná aj tlaková energia. Kvapalina vypúšťaná obežným kolesom sa premieňa na tlakovú energiu vo výstupnej komore a potom sa posiela von pozdĺž výtlačného potrubia. V tomto čase sa vytvorí vákuum alebo nízky tlak na strane vstupu obežného kolesa v dôsledku vypúšťania kvapaliny. Kvapalina v sacej komore je pôsobením povrchového tlaku kvapaliny (atmosférického tlaku) vtláčaná do vstupu obežného kolesa. Rotujúce obežné koleso teda nepretržite nasáva a vypúšťa kvapalinu.
6. Aké sú vlastnosti odstredivých čerpadiel?
Odpoveď: Jeho vlastnosti sú: vysoká rýchlosť otáčania, malá veľkosť, nízka hmotnosť, vysoká účinnosť, veľký prietok, jednoduchá štruktúra, stabilný výkon, jednoduchá obsluha a údržba. Nevýhodou je, že pred spustením musí byť čerpadlo naplnené kvapalinou. Vysoká viskozita má významný vplyv na výkon čerpadla a možno ju použiť len pre kvapaliny s viskozitou podobnou vode. Rozsah prietoku: 5 - 20 000 metrov kubických za hodinu, rozsah prietoku: 8 - 2 800 metrov.
7. Koľko typov konštrukčných foriem má odstredivé čerpadlo? Aké sú ich vlastnosti a aplikácie?
Odpoveď: Odstredivé čerpadlá sú klasifikované podľa ich konštrukčných foriem na: vertikálne čerpadlá a horizontálne čerpadlá. Charakteristiky vertikálnych čerpadiel sú: malá podlahová plocha, nízke stavebné náklady a jednoduchá inštalácia. Nevýhody sú: vysoké ťažisko, nevhodné na prevádzku v situáciách bez pevných základov. Charakteristiky horizontálnych čerpadiel sú: široký rozsah použitia, nízke ťažisko a dobrá stabilita. Nevýhody sú: veľká podlahová plocha, vysoké stavebné náklady, veľký objem a veľká hmotnosť. Napríklad: vertikálne čerpadlá sú potrubné čerpadlá, DL viacstupňové čerpadlá, ponorné elektrické čerpadlá atď. Horizontálne čerpadlá zahŕňajú čerpadlá IS, viacstupňové čerpadlá D-typu-, dvojité-nasávacie čerpadlá typu SH, typ B{10}}, typ BA, typ IH, typ IR. Podľa požiadaviek na dopravnú výšku a prietok a na základe konštrukcie obežného kolesa a počtu stupňov sú klasifikované ako:
①, Jednostupňové-jednostupňové-sacie čerpadlo: Čerpadlo pozostáva z jedného obežného kolesa s jedným sacím otvorom. Všeobecný rozsah prietoku je: 5.5 - 2000 metrov kubických za hodinu a rozsah dopravnej výšky: 8 - 150 metrov. Charakteristiky sú: malý prietok a nízka dopravná výška.
②, Jednostupňové-dvojstupňové-sacie čerpadlo: Čerpadlo má jedno obežné koleso s dvoma vstupnými časťami. Všeobecný rozsah prietoku je: 120 - 20 000 metrov kubických za hodinu a rozsah dopravnej výšky: 10 - 110 metrov. Má veľký prietok a nízku dopravnú výšku.
② Viacstupňové čerpadlo s jedným saním: Čerpadlo pozostáva z viacerých obežných kolies. Prvé obežné koleso má jeden sací otvor, výtlačná komora prvého obežného kolesa slúži ako sací otvor pre druhé obežné koleso atď. Všeobecný rozsah prietoku je: 5 - 200 kubických metrov za hodinu a dopravná výška je medzi 20 a 240 metrami. Jeho vlastnosti sú nízky prietok a vysoká dopravná výška.
8. Čo je to potrubné čerpadlo? Aké sú jeho štrukturálne vlastnosti?
Odpoveď: Potrubné čerpadlo je typ jednostupňového-nasávacieho-stupňového odstredivého čerpadla. Má vertikálnu štruktúru. Pretože jeho vstup a výstup sú na rovnakej priamke a vstupné a výstupné priemery sú rovnaké, pripomína úsek potrubia a môže byť inštalovaný v akejkoľvek polohe na potrubí, preto sa nazýva „potrubné čerpadlo“.
Konštrukčné vlastnosti: Ide o jedno{0}}jednostupňové sacie-odstredivé čerpadlo. Vstup a výstup sú rovnaké a sú umiestnené na rovnakej priamke, kolmej na stredovú os hriadeľa, a je to vertikálne čerpadlo.
9. Konštrukčné vlastnosti a výhody jednostupňového-jednostupňového-sacieho vertikálneho odstredivého čerpadla typu ISG sú nasledovné:
Po prvé, čerpadlo má vertikálnu konštrukciu. Kryt motora a kryt čerpadla sú navrhnuté ako jeden celok. Vzhľad je kompaktný a atraktívny, s malou podlahovou plochou, nízkymi stavebnými nákladmi a môže byť umiestnený vonku, ak je vybavený ochranným krytom.
Po druhé, vstupný a výstupný priemer čerpadla sú rovnaké a sú umiestnené na rovnakej centrálnej línii. Môže byť inštalovaný priamo na platforme ako ventil a proces inštalácie je mimoriadne jednoduchý.
Po tretie, dômyselná konštrukcia základne uľahčuje stabilnú inštaláciu čerpadla.
Po štvrté, hriadeľ čerpadla slúži ako predĺžený hriadeľ motora. Rieši vážny problém s vibráciami, ku ktorému dochádza, keď bežný hriadeľ odstredivého čerpadla a hriadeľ motora používajú na prenos spojku. Povrch hriadeľa čerpadla je pochrómovaný-, čo výrazne predlžuje životnosť čerpadla.
Po piate, obežné koleso je inštalované priamo na predĺženom hriadeli motora. Počas prevádzky čerpadlo nevydáva žiadny hluk. Ložiská motora používajú nízkohlukové ložiská, ktoré zaisťujú, že celý stroj pracuje s veľmi nízkou hlučnosťou, čím sa výrazne zlepšuje prostredie používania.
Po šieste, tesnenie hriadeľa využíva mechanické tesnenie, ktoré rieši vážny problém s únikom spôsobeným tesniacim mechanizmom konvenčného odstredivého čerpadla. Statický krúžok a pohyblivý krúžok tesnenia sú vyrobené z karbidu kremíka, čo zvyšuje životnosť tesnenia a zabezpečuje suché a upratané pracovné prostredie.
Po siedme, na kryte čerpadla sú vetracie otvory. Na spodnej strane a na oboch stranách telesa čerpadla sú otvory na vypúšťanie vody a otvory na manometer, ktoré môžu zabezpečiť normálnu prevádzku a údržbu čerpadla.
Po ôsme, jedinečná štruktúra umožňuje údržbu potrubného systému bez toho, aby sa musel rozoberať. Všetko, čo je potrebné, je odstrániť maticu krytu čerpadla, potom je možné veľmi pohodlne vykonávať údržbu.
10. Koľko typov potrubných čerpadiel existuje a aké sú medzi nimi spoločné znaky? A aké sú ich príslušné aplikácie?
Odpoveď: ①, jednostupňové odstredivé vodné čerpadlo typu ISG-jednostupňové{1}}sacie odstredivé vodné čerpadlo na čistú vodu. Používa sa na priemyselné a domáce zásobovanie vodou a odvodňovanie, zvyšovanie tlaku vo výškových budovách, zásobovanie vodou, cirkuláciu vykurovania, chladenia a klimatizácie, dopravu na zvyšovanie tlaku v priemyselných potrubiach, čistenie, zariadenia na zásobovanie vodou a prispôsobenie kotlov. Prevádzková teplota je menšia alebo rovná 80 stupňom.
②, Jednostupňové čerpadlo na teplú vodu typu IRG-jednostupňové{1}}sa používa na zvýšenie tlaku a cirkuláciu teplej vody z kotlov v priemyselných odvetviach, ako je hutníctvo, chemické inžinierstvo, textil, spracovanie dreva, výroba papiera, ako aj v oddeleniach, ako sú hotely, kúpeľne a penzióny. Maximálna prevádzková teplota je menšia alebo rovná 120 stupňom.
③, Jednostupňové{0}}jednostupňové{1}nasávacie chemické potrubné čerpadlo IHG sa používa na prepravu chemicky korozívnych kvapalín v odvetviach, ako je textilný priemysel, ropa, chemické inžinierstvo, medicína, hygiena, potraviny a rafinácia ropy. Prevádzková teplota je menšia alebo rovná 100 stupňom. Ide o ideálny produkt na nahradenie bežných chemických čerpadiel.
④, jednostupňové olejové čerpadlo typu YG-jednostupňové{1}}sacie potrubie. Je to ideálny produkt pre bežné olejové čerpadlá. Je vhodný pre ropné sklady, rafinérie, chemický priemysel a energetické oddelenia podnikov a inštitúcií na prepravu ropy a horľavých, výbušných kvapalín. Prevádzková teplota by mala byť nižšia ako 120 stupňov.
5. Jednostupňové-jednostupňové-nasávacie-potrubné čerpadlá GRG, GHG a GYG sú navrhnuté pridaním vodného-chladiaceho zariadenia k bežnému typu. Prevádzková teplota je menšia alebo rovná 185 stupňom. Rozsah ich použitia je podobný ako u bežného typu.
GRG je vysokoteplotné{0}}čerpadlo na teplú vodu, GHG je vysokoteplotné-chemické potrubné čerpadlo a GYG je vysokoteplotné -potrubné olejové čerpadlo.
11. Základné parametre čerpadla?
Odpoveď: Prietok Q (m³/h), Dopravná výška H (m), Otáčky n (ot./min), Výkon (celkový výkon a použiteľný výkon) Pa (kW), Účinnosť h (%), Rozdiel sacej a výtlačnej výšky r (m), Vstupné a výstupné priemery φ (mm), Priemer obežného kolesa D (mm), Hmotnosť čerpadla W (kg).
12. Čo je tok? Ktoré písmeno sa používa na jeho znázornenie? Koľko merných jednotiek existuje? Ako sa to konvertuje? Ako sa dá previesť na hmotnosť a aký je vzorec?
Odpoveď: Objem vypustenej kvapaliny za jednotku času sa nazýva prietok. Prietok je označený písmenom Q.
Jednotky merania: kubické metre za hodinu (m3/h), litre za minútu (l/min), litre za sekundu (l/s)
1 liter za sekundu=3.6 metrov kubických za hodinu=0.06 metrov kubických za minútu=60 litrov za minútu
G=Qr G predstavuje hmotnosť r predstavuje špecifickú hmotnosť kvapaliny
Príklad: Prietok určitého čerpadla je 50 m³/h. Aká je hmotnosť za hodinu pri čerpaní vody? Špecifická hmotnosť vody r je 1000 kilogramov/meter kubický (alebo 1 g/cm³).
Riešenie: G=Qr=50 × 1000 (m³/h. kg/m³)=50000 kg/h=50 T/h
13. Čo je to hlava? Ktoré písmeno sa používa na jeho znázornenie? Aká je merná jednotka? Ako to súvisí s prevodom tlaku a zodpovedajúcim vzorcom?
Odpoveď: Energia získaná jednotkovou hmotnosťou kvapaliny po prechode čerpadlom sa nazýva dopravná výška.
Dopravná výška čerpadla vrátane sacej výšky sa približne rovná rozdielu tlakov medzi výstupom čerpadla a vstupom. Hlava je označená "H" a meria sa v metroch (m). Tlak čerpadla je reprezentovaný "P" a meria sa v Mpa (megapascaloch), kilogramoch (kg)/cm, H=P/r
Napríklad P=1 kilogram/cmH=P/r=(1 kilogram/cm) / (1 000 kilogramov/m)=(10 000 kilogramov/m) / (1 000 kilogramov/m)=10 MPa=10 kilogramov (kg) / cm H {{10}=(P2 - výstupný tlak)
14. Aká je účinnosť čerpadla? Ako sa to počíta?
Odpoveď: Vzťahuje sa na pomer efektívneho výkonu čerpadla k výkonu jeho hriadeľa.
Efektívny výkon sa vzťahuje na dopravnú výšku čerpadla × prietok × špecifickú hmotnosť (hmotnostný prietok) Ne=rQH. Jednotkou sú kilowatty.
1 kilowatt=102 kilogramov metrov za sekundu 1 kilowatt=75/102 koní
Výkon hriadeľa a výkon odstredivého čerpadla sa vzťahujú na výkon prenášaný z hlavného pohonu na čerpadlo, teda príkon. Jednotkou sú kilowatty.
n=Ne/N=rQH / 102N kde r je v tonách na meter kubický, Q je v litroch za sekundu a H je v metroch.
n=Ne/N=rQH / (102 × 3,6N) r je v tonách na meter kubický Q je v metroch kubických za hodinu H je v metroch
15. Čo rozumieme pod menovitým prietokom, menovitými otáčkami a menovitou dopravnou výškou?
Odpoveď: Čerpadlo je navrhnuté na základe špecifikovaných výkonových parametrov pre jeho prevádzku. Optimálny dosiahnutý výkon je definovaný ako menovité výkonové parametre čerpadla. Zvyčajne ide o hodnoty parametrov uvedené vo vzorke katalógu produktov.
Napríklad: Prietok 50 - 125, pričom 12,5 m3/h je menovitý prietok, dopravná výška 20 m je menovitá dopravná výška a rýchlosť otáčania 2900 ot./min je menovitá rýchlosť otáčania.
16. Čo je to pojem „strata sacej výšky“? Čo je to pojem "sací zdvih"? Aké sú ich príslušné jednotky a zodpovedajúce symboly?
Odpoveď: Keď je čerpadlo v prevádzke, v dôsledku určitého podtlaku na vstupe obežného kolesa dochádza k odparovaniu kvapaliny. Vyparené bubliny pri nárazovom pohybe kvapalných častíc spôsobujú odlupovanie na kovových povrchoch, ako je obežné koleso, a tým poškodzujú kov. V tomto čase sa tlak vákua nazýva tlak odparovania. Kavitačná rezerva sa vzťahuje na prebytočnú energiu, ktorú má jednotková hmotnosť kvapaliny na sacom vstupe čerpadla nad tlak odparovania. Jednotkou je meter stĺpca kvapaliny a je reprezentovaný (NPSH) r.
Sacia výška je potrebná kavitačná rezerva Δ/h: je to stupeň vákua, pri ktorom môže čerpadlo nasávať kvapalinu, a je to tiež prípustná geometrická výška inštalácie čerpadla. Jednotka je v metroch. Nasávacia výška=štandardný atmosférický tlak (10,33 metra) - rezerva na kavitáciu - bezpečná rezerva (0,5). Štandardný atmosférický tlak môže na potrubí vytvoriť výšku vákua 10,33 metra.
Napríklad: Potrebná sacia výška pre určité čerpadlo je 4,0 metra. Vypočítajte saciu výšku Δh.
Riešenie: Δh=10.33 - 4.0 - 0.5=5.67 metrov
17. Aká je charakteristická krivka čerpadla? Aké aspekty zahŕňa? Akú má funkciu?
Odpoveď: Vo všeobecnosti sa krivky alebo charakteristické krivky, ktoré predstavujú vzťahy medzi hlavnými výkonovými parametrami, označujú ako výkonové krivky alebo charakteristické krivky odstredivého čerpadla. V skutočnosti sú výkonové krivky odstredivého čerpadla vonkajším prejavom zákonov pohybu kvapaliny v čerpadle a získavajú sa skutočným meraním.
Charakteristické krivky zahŕňajú: prietokovú-krivku výšky (Q-H), prietokovú-krivku výkonu (Q-N), prietokovú-krivku účinnosti (Q-η) a prietokovú-krivku prípustného vzostupu sacej výšky (Q-(NPSH)r).
Funkciou krivky výkonu je, že pre ktorýkoľvek bod prietoku čerpadla možno na krivke nájsť súbor zodpovedajúcich hodnôt dopravnej výšky, výkonu, účinnosti a kavitačnej rezervy. Tento súbor parametrov sa nazýva pracovný stav, ktorý sa skrátene označuje ako pracovný stav alebo pracovný bod. Pracovný stav s vysokou účinnosťou sa nazýva bod optimálneho pracovného stavu. Bod optimálneho pracovného stavu je vo všeobecnosti bodom konštrukčného pracovného stavu. Vo všeobecnosti sa menovité parametre odstredivého čerpadla, to znamená bod konštrukčného pracovného stavu a bod optimálneho pracovného stavu, zhodujú alebo sú si veľmi blízke. V praxi môže prevádzka v rozsahu vysokej-účinnosti dosiahnuť úsporu energie a zároveň zabezpečiť normálnu prevádzku čerpadla. Preto je veľmi dôležité pochopiť výkonové parametre čerpadla.
18. Čo je testovacia stolica pre plný výkon čerpadla?
Odpoveď: Zariadenie, ktoré dokáže presne otestovať všetky výkonové parametre pumpy pomocou presných prístrojov, predstavuje plnohodnotnú-platformu na testovanie výkonu. Národná štandardná presnosť pre toto zariadenie je úroveň B.
Prietok sa meria pomocou presného rotametra.
Hlava sa meria pomocou presného tlakomeru.
Nasávacia výška sa meria pomocou presného vákuometra.
Výkon sa meria presným meračom výkonu hriadeľa.
Rýchlosť otáčania sa meria pomocou rýchlomera. Účinnosť sa vypočíta na základe nameranej hodnoty: η=Rqn / 102N.
Výkonnostná krivka je vynesená do súradnicového systému na základe nameraných hodnôt.
19. Vzťah medzi výkonom hriadeľa čerpadla a výkonom motora
Odpoveď: Výkon hriadeľa čerpadla je výkon prenášaný z hlavného pohonu na čerpadlo počas návrhu. Počas skutočnej prevádzky sa pracovné podmienky zmenia. Preto by mala existovať určitá rezerva pre výkon prenášaný z hlavného motora na čerpadlo. Okrem toho výstupný výkon motora závisí od účinníka a hriadeľa, takže bežnou praxou je vybaviť motor výkonom väčším ako je výkon hriadeľa čerpadla.
Axiálny výkon:
0.1 - 0.55KW 1.3 - 1.5-krát
0.75 - 2.2 KW 1.2 - 1.4-krát
3.0 - 7.5 KW 1.15 - 1.25-krát
11 kW a viac 1.1 - 1.15-krát
A je prispôsobený podľa výkonových špecifikácií motorov série Y podľa národných noriem.
20. Význam modelu: ISG50-160IA (B)?
Odpoveď: ISG50-160 (I)A (B) Kde:
I: Jedno{0}}jednostupňové-odstredivé sacie čerpadlo, ktoré spĺňa medzinárodnú normu ISO2858 a výkonnostné parametre jednostupňového-jednostupňového-nasávacieho odstredivého čerpadla typu IS.
S: S Clear Type
G: Typ potrubia
50: Menovitý priemer (otvor) pre dovoz a vývoz (v milimetroch) 50 mm
160: Menovitá veľkosť obežného kolesa čerpadla (vzťahuje sa na priemer obežného kolesa, ktorý je približne 160 mm)
I: I klasifikuje prietok (bez I prietoku 12,5 m³/h, s I prietokom 25 m³/h)
A (B): Stav, keď účinnosť čerpadla nie je vysoká, zatiaľ čo prietok, dopravná výška a výkon hriadeľa sú znížené.
Odpoveď: Prvé rezanie obežného kolesa
B: Druhé rezanie obežného kolesa
Čo je kavitačný jav:
Odpoveď 1. Najnižší tlak v čerpadle jednotky sa vyskytuje v blízkosti vstupu obežného kolesa. Keď tlak v tomto bode klesne na saturačný tlak zodpovedajúci aktuálnej teplote, kvapalina sa začne vyparovať a z kvapaliny unikne veľké množstvo bublín. Keď tieto bubliny tečú s kvapalinou do vysokotlakovej oblasti pumpy, pôsobením vonkajšieho tlaku bubliny náhle kondenzujú na kvapalinu. V tomto čase kvapalina obklopujúca bubliny, to znamená, že sa ponáhľa smerom k priestoru, kde boli bubliny pôvodne, a vytvára veľmi silný hydraulický náraz. V dôsledku kondenzácie mnohých bublín za sekundu sa opakovane vytvára veľa veľkých nárazových tlakov. Pri nepretržitom pôsobení tohto lokálneho nárazového zaťaženia sa povrchy prietokových komponentov v čerpadle postupne opotrebúvajú a objavujú sa mnohé erodované miesta, ktoré potom vytvárajú voštinu-podobnú štruktúru a nakoniec vedú k odlupovaniu. Okrem poškodenia spôsobeného nárazom, keď sa kvapalina vyparuje, uvoľňuje aj kyslík rozpustený v nej, čo spôsobuje oxidáciu a koróziu zložiek prúdenia.
Tento jav, pri ktorom sú komponenty prúdenia poškodené v dôsledku kombinovaného účinku mechanickej erózie a chemickej korózie, je známy ako kavitácia.
Odpoveď 2. Keď má kvapalina určitú teplotu a tlak sa zníži na tlak vyparovania pri tejto teplote, v kvapaline sa tvoria bubliny. Tento jav tvorby bublín sa nazýva kavitácia.
Odpoveď 3. Kavitácia sa vzťahuje na situáciu, keď pri konštantnom tlaku na povrchu zásobníka, ak tlak v strede obežného kolesa klesne na hodnotu rovnú tlaku nasýtených pár pri aktuálnej teplote prepravovanej kvapaliny, na vstupe obežného kolesa sa vytvorí veľké množstvo bublín. Tieto bubliny spolu s kvapalinou vstupujú do vysokotlakovej zóny- a rýchlo sa rozdrvia a kondenzujú, čo vedie k podtlaku v oblasti, kde sa bubliny nachádzajú. Okolité častice kvapaliny sa rútia smerom k stredu bublín extrémne vysokou rýchlosťou, čo spôsobuje okamžitý nárazový tlak, čím spôsobuje rýchle poškodenie obežného kolesa. Súčasne dochádza k vibráciám čerpadla, hluku a výraznému poklesu prietoku, dopravnej výšky a účinnosti čerpadla. Tento jav sa nazýva kavitácia.
Odpoveď 4. Ak ide o vodné čerpadlo, mala by sa zmenšiť výška medzi čerpadlom a vodnou hladinou. Počas činnosti hydraulického valca sa do kvapaliny medzi piestom a vodiacou objímkou primiešava určité množstvo vzduchu. Ako sa tlak postupne zvyšuje, vzduch v kvapaline sa zmení na bubliny. Keď tlak dosiahne určitú hraničnú hodnotu, tieto bubliny pod vysokým tlakom prasknú, čím sa na povrch dielov rýchlo dostane plyn vysokej-teploty a vysokého{5}}tlaku, čo spôsobí, že hydraulický valec bude trpieť kavitáciou a výsledkom bude korozívne poškodenie dielov. Tento jav sa nazýva kavitácia.
Tryskové čerpadlo a kavitácia
Prúdové čerpadlo dosahuje účel prepravy premenou energie prúdenia tekutiny. Môže sa použiť na prepravu kvapalín alebo plynov. V chemickej výrobe sa para často používa ako pracovná tekutina prúdového čerpadla, ktorá sa využíva na vytvorenie vákua a vytvorenie podtlaku v zariadení. Preto sa bežne označuje ako parné prúdové čerpadlo.
Pracovný princíp: Pri vysokom tlaku je pracovná para vypúšťaná z dýzy veľmi vysokou rýchlosťou, čím sa do vysokorýchlostnej tekutiny dostáva -nízkotlakový plyn alebo para. Vdychovaný plyn sa mieša s parou a vstupuje do expanznej trubice. Rýchlosť sa postupne znižuje a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje statický tlak. Nakoniec sa vypustí cez výstup.
Pri vykonávaní dvoch pracovných podmienok zmeny prietoku zmiešanej kvapaliny a zmeny dĺžky hrdla a medzery trysky pre prúdové čerpadlo. Pri nastavovaní prietoku zmiešanej kvapaliny sa zodpovedajúcim spôsobom mení aj prietok hnacej kvapaliny a mení sa aj rýchlosť hnacej kvapaliny prechádzajúcej dýzou. To má za následok zoslabenie javu kavitácie pri klesajúcom prietoku zmiešanej kvapaliny, až kým nie je úplne eliminovaný. Na základe skúseností s tromi rôznymi dĺžkami hrdla a medzery dýzy sa zistilo, že zväčšenie hrdla a medzery dýzy môže zväčšiť prstencovú prietokovú plochu medzi dýzou a hrdlom. Keď rovnaké množstvo tekutiny prechádza väčšou oblasťou, rýchlosť prúdenia bude nižšia a tlak bude vyšší, čím sa zníži pravdepodobnosť výskytu javu kavitácie.
Analýza a manažment fenoménu kavitácie čerpadla
I. Fenomén kavitácie
Keď má kvapalina určitú teplotu a tlak sa zníži na tlak odparovania pri tejto teplote, v kvapaline sa tvoria bubliny. Tento jav tvorby bublín sa nazýva kavitácia. Bubliny vytvorené počas kavitácie prúdia do oblasti vysokého tlaku- a ich objem sa zmenšuje, čo spôsobuje ich prasknutie. Jav, pri ktorom bubliny miznú v kvapaline v dôsledku zvýšenia tlaku, sa nazýva kavitačný kolaps.
Ak sa počas prevádzky čerpadla z nejakého dôvodu v určitej miestnej oblasti prietokového kanála (zvyčajne niekde mierne za vstupom lopatky obežného kolesa) zníži absolútny tlak čerpanej kvapaliny na tlak vyparovania kvapaliny pri tejto teplote, kvapalina sa začne v tomto bode vyparovať, pričom sa vytvorí veľké množstvo pary a tvoria sa bubliny. Keď kvapalina obsahujúca veľké množstvo bublín prechádza cez oblasť vysokého tlaku-v obežnom kolese, vysokotlaková- kvapalina obklopujúca bubliny spôsobí, že sa bubliny rýchlo zmrštia a nakoniec prasknú. Súčasne čiastočky kvapaliny vypĺňajú dutiny veľmi vysokou rýchlosťou, čím v tomto okamihu vytvárajú veľmi silný efekt nárazu vody. Tento proces tvorby bublín a ich praskanie spôsobujúce poškodenie komponentov prietoku je kavitačný proces v čerpadle. Keď čerpadlo zažije kavitáciu, okrem toho, že spôsobí poškodenie komponentov prietoku, spôsobí to aj hluk a vibrácie, čo vedie k zníženiu výkonu čerpadla. V závažných prípadoch môže spôsobiť prerušenie kvapaliny v čerpadle a zabrániť jeho normálnemu fungovaniu.
II. Základný vzťahový vzorec pre kavitáciu čerpadla
Podmienky pre kavitáciu čerpadla určuje samotné čerpadlo aj sacie zariadenie. Preto pri štúdiu podmienok pre kavitáciu je potrebné zvážiť samotné čerpadlo a sacie zariadenie. Základná vzťahová rovnica pre kavitáciu čerpadla je
NPSHc menšie alebo rovné NPSHr menšie alebo rovné [NPSH] menšie alebo rovné NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) -- Označuje začiatok kavitácie pumpy
NPSHa > NPSHa > NPSHr (NPSHc) -- Čerpadlo nemá kavitáciu.
Vo vzorci NPSHa - čistá kladná sacia výška, ktorá je k dispozícii, tiež známa ako efektívna sacia výška, čím je hodnota väčšia, tým je menej náchylná na kavitáciu.
NPSHr - Okraj sacej hlavy čerpadla, známy aj ako potrebný okraj sacej výšky alebo dynamický pokles tlaku na vstupe čerpadla. Čím je menší, tým lepší je výkon proti sacej kavitácii-.
NPSHc - Rozpätie kritickej sacej výšky označuje okraj sacej výšky zodpovedajúcej určitému stupňu poklesu výkonu čerpadla;
[NPSH] - Povolený sací zdvih, toto je hranica sacieho zdvihu používaná na určenie prevádzkových podmienok čerpadla. Zvyčajne [NPSH]=(1.1 - 1.5) NPSHc.
III. Výpočet kavitačnej marže zariadenia
NPSHa=Ps/ρg + Vs/2g - Pc/ρg=Pc/ρg ± hg - hc - Ps/ρg
IV. Opatrenia na zabránenie vzniku kavitácie
Aby sa zabránilo kavitácii, je potrebné zvýšiť NPSHa. Opatrenia na zabránenie kavitácii tým, že sa zabezpečí, aby NPSHa bola väčšia ako NPSHr, sú nasledovné:
1. Znížte geometrickú výšku nasávania hg (alebo zvýšte geometrickú výšku spätného toku).
2. Na zníženie sacej straty hc sa môžete pokúsiť zväčšiť priemer potrubia, minimalizovať dĺžku potrubia a znížiť počet ohybov a príslušenstva.
3. Zabráňte dlhšej prevádzke za podmienok vysokého prietoku;
4. Pri rovnakej rýchlosti otáčania a prietoku môže použitie dvojitého- sacieho čerpadla znížiť rýchlosť vstupného toku, čím sa čerpadlo stane menej náchylným na kavitáciu.
5. Keď čerpadlo zaznamená kavitáciu, je potrebné znížiť prietok alebo znížiť rýchlosť kvôli prevádzke.
6. Stav sacej nádrže čerpadla má významný vplyv na kavitáciu čerpadla.
7. Pre čerpadlá pracujúce v náročných podmienkach je možné použiť materiály odolné voči kavitácii, aby sa zabránilo poškodeniu kavitáciou.
Typy a princípy čerpadiel|Fenomén kavitácie|Základné vzťahové rovnice kavitácie čerpadla
Odpoveď: 1. Definícia typov a princípov čerpadiel: Vo všeobecnosti každý stroj, ktorý zdvíha kvapaliny, prepravuje kvapaliny alebo zvyšuje tlak kvapalín, teda každý stroj, ktorý premieňa mechanickú energiu hlavného pohonu na energiu kvapaliny na dosiahnutie účelu čerpania kvapalín, sa súhrnne nazýva čerpadlo.
II. Princíp činnosti čerpadla:
1. Objemové čerpadlo - Nasávanie kvapaliny cez periodickú zmenu objemu pracovnej komory.
2. Lopatkové čerpadlo - Tento typ čerpadla využíva interakciu medzi lopatkami a kvapalinou na dopravu kvapaliny.
3. Špecifické použitie čerpadla: Rôzne použitie čerpadla, rôzne kvapalné médiá, ktoré prepravuje, rôzne prietoky a rozsahy dopravnej výšky, samozrejme, tiež vedú k rôznym typom konštrukcie a materiálom. V súhrne ich možno všeobecne klasifikovať ako: mestské zásobovanie vodou, kanalizačné systémy, civilné a stavebné systémy, poľnohospodárske systémy a systémy ochrany vody, systémy elektrární, chemické systémy, systémy ropného priemyslu, banské a hutnícke systémy, systémy ľahkého priemyslu a lodné systémy.
4. Fenomén kavitácie
Keď má kvapalina určitú teplotu a tlak sa zníži na tlak odparovania pri tejto teplote, v kvapaline sa tvoria bubliny. Tento jav tvorby bublín sa nazýva kavitácia. Bubliny vytvorené počas kavitácie prúdia do oblasti vysokého tlaku- a ich objem sa zmenšuje, čo spôsobuje ich prasknutie. Jav, pri ktorom bubliny miznú v kvapaline v dôsledku zvýšenia tlaku, sa nazýva kavitačný kolaps.
Ak počas prevádzky čerpadla v určitej miestnej oblasti prietokového kanála (zvyčajne určitá poloha mierne za vstupom lopatky obežného kolesa) dôjde k zníženiu absolútneho tlaku čerpanej kvapaliny na tlak vyparovania kvapaliny pri tejto teplote, kvapalina sa začne v tomto bode vyparovať, pričom sa vytvorí veľké množstvo pary a budú sa vytvárať bubliny. Keď kvapalina obsahujúca veľké množstvo bublín prechádza cez oblasť vysokého tlaku-v obežnom kolese, vysokotlaková- kvapalina obklopujúca bubliny spôsobí, že sa bubliny rýchlo zmrštia a nakoniec prasknú. Súčasne čiastočky kvapaliny vypĺňajú dutiny veľmi vysokou rýchlosťou, čím v tomto okamihu vytvárajú veľmi silný efekt nárazu vody. Nárazová sila dosahuje niekoľko až niekoľko tisíc atmosfér za sekundu a frekvencia nárazu môže dosiahnuť desaťtisíckrát za sekundu. V závažných prípadoch môže byť hrúbka steny preniknutá.
Proces, pri ktorom sa v čerpadle vytvárajú a praskajú bubliny, čo spôsobuje poškodenie komponentov prietoku, je známy ako kavitačný proces v čerpadle. Keď čerpadlo zaznamená kavitáciu, okrem toho, že spôsobí poškodenie komponentov prietoku, spôsobí aj hluk a vibrácie, čo vedie k poklesu výkonu čerpadla. V závažných prípadoch môže spôsobiť prerušenie kvapaliny v čerpadle a zabrániť jeho normálnej prevádzke.
Ako si vybrať čerpadlo:
Odpoveď: V súčasnosti pri výbere mikropúmp, ako sú mikrovákuové pumpy, mikrovzduchové pumpy, mikro pumpy na odber vzoriek plynu, mikro pumpy na cirkuláciu plynu, mikrovýfukové pumpy, mikronasávacie pumpy, mikro pumpy, mikro pumpy na plnenie plynu a mikro-plynové pumpy, tieto často zahŕňajú tieto tri koncepty.
Zjednodušene povedané, tieto tri pojmy zodpovedajú zriedenému, normálnemu a hustému stavu plynu.
Atmosférický tlak: Vzťahuje sa na jednu atmosféru tlaku, čo je tlak vyvíjaný plynmi v atmosfére, v ktorej sme zvyknutí žiť. Štandardný atmosférický tlak je 101325 Pa (pascal - bežná jednotka tlaku). 100,000 Pa=100 KPa, takže „štandard“ je bežne vyjadrený aj ako atmosférický tlak 100 KPa V dôsledku rozdielov v geografickej polohe, nadmorskej výške, teplote atď. v každom mieste sa skutočný atmosférický tlak nerovná štandardnému atmosférickému tlaku. Pre jednoduchosť sa však niekedy môže približne uvažovať, že normálny tlak je štandardný atmosférický tlak, to znamená 100 kPa.
Negatívny tlak: Ide o plynný stav s nižším tlakom ako normálny atmosférický tlak, ktorý je bežne známy ako „vákuum“. Napríklad, keď pijete nápoj cez hadičku, hadička obsahuje podtlak; vnútorná časť prísavky, ktorá slúži na zavesenie vecí, je tiež pod podtlakom.
Pozitívny tlak: Vzťahuje sa na stav plynu s vyšším tlakom ako je normálny atmosférický tlak. Napríklad pri hustení pneumatík bicykla alebo auta generuje výstupný koniec vzduchového čerpadla alebo hustilky pretlak.
II. V mnohých oblastiach, ako je výskum, bioinžinierstvo, automatické riadenie, ochrana životného prostredia, úprava vody atď., sa často vyžaduje odber vzoriek plynu, cirkulácia plynu, adsorpcia predmetov atď. V takýchto časoch je potrebná vákuová pumpa. Medzi jeho hlavné parametre patrí stupeň vákua a prietok atď.
(1) „Stupeň vákua“ vo všeobecnosti označuje maximálny tlak, ktorý môže čerpadlo dosiahnuť počas prevádzky. To znamená, že ide o stupeň riedkosti zostávajúceho plynu po tom, čo čerpadlo odstránilo všetok plyn z utesnenej nádoby.
V priemysle môže mať pojem „medzný tlak“ dva významy. Jedným z nich je "absolútny tlak", ktorý je založený na "absolútnom vákuu" (teoretické absolútne vákuum, kde neexistuje žiadna látka) ako nulový bod. Všetky označené hodnoty sú kladné čísla. Čím je číslo menšie, tým je bližšie k absolútnemu vákuu a tým vyšší je stupeň vákua. Máme napríklad „vysokúkuovú“ mikrovákuovú pumpu VCH1028. Jeho medzný tlak je 10 kPa (0,01 MPa). Medzi mikrovývevami sa to považuje za veľmi vysoký stupeň vákua.
Ďalším typom je "relatívny tlak", kde sa za nulový bod berie atmosférický tlak. Čokoľvek pod atmosférickým tlakom je reprezentované zápornou hodnotou, preto sa nazýva „podtlak“. Čím väčšia je absolútna hodnota tejto zápornej hodnoty, tým vyšší je stupeň vákua. Napríklad máme "vysoko podtlakovú mikrovývevu" PH2506B s podtlakom -75KPa (-0,075MPa), zatiaľ čo VCH1028 je vysoký (VCH má -90KPa (-0,09Mpa)). Preto sacia sila PH2506B nie je taká silná ako sila VCH.
Medzinárodne uznávaný a najvedecký spôsob označenia tlaku vo vákuovom priemysle je použitie „absolútneho tlaku“; ale pretože metóda merania relatívneho tlaku je jednoduchšia a meracie prístroje sú bežnejšie (ako bežné vákuomery sú všetky relatívne tlakomery), je v Číne zvykom označovať tlak ako "relatívny tlak".
Vzťah medzi týmito dvoma: relatívny tlak=absolútny tlak - miestny atmosférický tlak.
Napríklad absolútny tlak VCH1028 je 10 kpa. Jeho relatívny tlak=10 - 100=-90 Kpa (-0,09 MPa).
(2) In fields such as research, laboratories, and medicine, there are often applications of gas pressurization, such as inflating a container that already has a positive pressure, or when the resistance within the system is high and a pump is needed to overcome the resistance to deliver gas. At such times, a pump that can output a positive pressure higher than atmospheric pressure is required. This is usually expressed as "relative pressure". Our high-pressure miniature air pump and miniature vacuum pump can output a maximum positive pressure of >100 kpa (0,1 MPa). Sú to vákuové vývevy suchého{3}}typu a nevyžadujú olej z vývevy ani mazací olej, takže neznečisťujú pracovné médium. Môžu pracovať nepretržite 24 hodín a výfukový otvor môže byť upchatý, vďaka čomu sú obzvlášť vhodné pre tieto situácie.
Komplexný príklad: (Nie je zvlášť prísny, len na ilustráciu vzťahu medzi týmito tromi)
Za predpokladu, že tlak plynu v uzavretej nádobe je pri normálnom tlaku, čo znamená, že vo vnútri je 100 molekúl plynu. Pomocou VCH1028 s podtlakom -90 Kpa ich nakoniec dokáže odstrániť 90, pričom zostane 10. V tomto bode je podtlak vo vnútri nádoby -90 Kpa. Ak je nahradený PH2506B, môže ich odstrániť iba 75, pričom zostane 25. Tomu zodpovedá podtlak vo vnútri nádoby -75 kPa.
Ak sa na nafúknutie tohto kontajnera použije PCF5015N, na konci bude vo vnútri kontajnera 200 molekúl plynu. Reprezentovaný absolútnym tlakom je 200 kpa; reprezentovaný relatívnym tlakom (pretlakom), je 100 Kpa.
Aké sú kritériá pre výber čerpadla?
Odpoveď: Pre výber typu čerpadla je potrebné určiť jeho účel a výkon. Tento proces výberu začína výberom typu a tvaru čerpadla. Potom, na akom princípe by sa malo čerpadlo vybrať? A čo je základom tohto výberu?
I. Princípy výberu
Zabezpečte, aby zvolený typ čerpadla a výkon spĺňali požiadavky procesných parametrov, ako je prietok, dopravná výška, tlak, teplota, kavitačný prietok a sacia výška zariadenia.
2. Je potrebné splniť požiadavky na charakteristiky média. Pre čerpadlá, ktoré prepravujú horľavé, výbušné, toxické alebo hodnotné médiá, sú potrebné spoľahlivé tesnenia hriadeľa alebo netesné-čerpadlá, ako sú čerpadlá s magnetickým pohonom, membránové čerpadlá a tienené čerpadlá. V prípade čerpadiel, ktoré prepravujú korozívne médiá, musia byť komponenty prietoku vyrobené z materiálov odolných voči korózii-, ako sú napríklad čerpadlá z nehrdzavejúcej ocele AFB-odolné voči korózii a čerpadlá s magnetickým pohonom z technického plastu CQF. V prípade čerpadiel, ktoré prepravujú médiá obsahujúce pevné častice, musia byť komponenty prietoku vyrobené z materiálov odolných proti opotrebeniu{7}} a v niektorých prípadoch by sa tesnenia hriadeľa mali prepláchnuť čistou kvapalinou.
3. Vysoká mechanická spoľahlivosť, nízka hlučnosť a malé vibrácie.
4. Ekonomicky je potrebné komplexne zvážiť celkové náklady na vybavenie, prevádzku, údržbu a správu, pričom treba zabezpečiť, aby boli najnižšie.
5. Odstredivé čerpadlá majú charakteristiky vysokej rýchlosti otáčania, malých rozmerov, nízkej hmotnosti, vysokej účinnosti, veľkého prietoku, jednoduchej štruktúry, bez pulzácie pri dodávaní kvapaliny, stabilného výkonu, ľahkej obsluhy a pohodlnej údržby. Preto, s výnimkou nasledujúcich situácií, by sa odstredivé čerpadlá mali vyberať čo najviac:
Ak existujú požiadavky na meranie, požiadavka na dopravnú výšku dávkovacieho čerpadla je veľmi vysoká, prietok je veľmi malý a nie je k dispozícii žiadne vhodné odstredivé čerpadlo s malým -vysokým prietokom-hlavy. V takýchto prípadoch je možné zvoliť piestové čerpadlo. Ak nie je požiadavka na kavitáciu vysoká, je možné zvoliť aj vírivú pumpu. Keď je dopravná výška veľmi nízka a prietok je veľmi vysoký, je možné zvoliť čerpadlo s axiálnym prietokom a čerpadlo so zmiešaným prietokom. Ak je viskozita média relatívne vysoká (väčšia ako 650 - 1000 mm2/s), možno zvážiť použitie rotorového čerpadla alebo piestového čerpadla (ako je zubové čerpadlo alebo skrutkové čerpadlo). Keď médium obsahuje 75 % vzduchu a prietok je malý s viskozitou menšou ako 37,4 mm2/s, je možné zvoliť vírivé čerpadlo. V prípadoch, keď sa vyžaduje časté štartovanie alebo je nepohodlné napĺňať čerpadlo, by sa mali vybrať čerpadlá so samonasávacím výkonom, ako sú samonasávacie odstredivé čerpadlá, samonasávacie vortexové čerpadlá a pneumatické (elektrické) membránové čerpadlá.
II. Všeobecný postup pre výber čerpadla
Na základe rôznych faktorov, ako je rozmiestnenie zariadenia, terénne podmienky, stav vodnej hladiny, prevádzkové podmienky a porovnanie ekonomických schém, výber horizontálnych, vertikálnych a iných typov (typ potrubia, pravý{0}}typ uhla, variabilný{1}}typ uhla, typ otáčania{2}}uhlového typu, paralelný typ, vertikálny typ, vzpriamený typ, ponorný typ, samovoľný typ, ponorený typ{4}, neprivádzajúci{0} typ{4}, neprivádzajúci{1} typ, olej{5}}naplnený typ, typ naplnenia vodou-teplotou). Horizontálne čerpadlá sú vhodné na demontáž a montáž, ľahko sa ovládajú, ale majú veľký objem a relatívne vysokú cenu a vyžadujú veľkú plochu; vertikálne čerpadlá sú často s obežným kolesom ponoreným vo vode, dajú sa spustiť kedykoľvek, sú vhodné pre automatickú prevádzku alebo diaľkové ovládanie a sú kompaktné, majú malú inštalačnú plochu a sú relatívne lacnejšie.
2. Na základe vlastností kvapalného média vyberte vhodné čerpadlo, napríklad vodné čerpadlo, čerpadlo na horúcu vodu, olejové čerpadlo, chemické čerpadlo, čerpadlo odolné voči korózii- alebo čerpadlo na nečistoty, prípadne použite čerpadlo, ktoré sa -nezanáša. V prípade čerpadiel inštalovaných v zónach výbuchu, ak je úroveň zóny výbuchu známa, by sa mal použiť motor odolný proti výbuchu.
3. Veličiny vibrácií sú klasifikované ako: pneumatické a elektrické (elektrický typ sa ďalej delí na napätie 220 V a napätie 380 V).
4. Výber medzi jednoduchými-nasávacími čerpadlami a dvojitými{2}}nasávacími čerpadlami na základe prietoku: Vyberte si jednoduché-nasávacie čerpadlá alebo viacnásobné{4}}nasávacie čerpadlá podľa výšky hlavy. V prípade vysoko-čerpadiel alebo nízkootáčkových čerpadiel (čerpadlá klimatizácie) majú viacstupňové čerpadlá nižšiu účinnosť ako jednostupňové čerpadlá-. Ak je možné použiť jednostupňové{11}}aj viacstupňové čerpadlá{12}}, odporúča sa zvoliť jednostupňové čerpadlá.
5. Po určení konkrétneho modelu čerpadla a výbere čerpadla z určitej série je možné konkrétny model určiť na typovom spektre alebo sériovej charakteristickej krivke na základe dvoch hlavných výkonnostných parametrov: maximálny prietok a dopravná výška po pridaní 5% - 10% rezervy. Pomocou charakteristiky čerpadla nájdite požadovanú hodnotu prietoku na horizontálnej osi a požadovanú hodnotu dopravnej výšky na vertikálnej osi. Nakreslite zvislé alebo vodorovné čiary z týchto dvoch hodnôt v príslušných smeroch a priesečník týchto dvoch čiar presne padne na charakteristickú krivku. Potom je potrebné zvoliť toto čerpadlo. Tento ideálny stav sa však vyskytuje len zriedka. Zvyčajne môžu nastať nasledujúce situácie:
A. Prvý prípad: Priesečník je nad charakteristickou krivkou. To naznačuje, že prietok spĺňa požiadavky, ale výška je nedostatočná. V tomto čase, ak sú rozdiely hláv podobné alebo v rámci približne 5 %, je stále možné ich vybrať. Ak sú rozdiely v hlave výrazné, vyberte čerpadlo s väčšou hlavou. Alebo skúste znížiť stratu odporu potrubia.
B. Druhý typ: Ak je priesečník pod charakteristickou krivkou a v rámci vejárovitého-lichobežníkového rozsahu charakteristickej krivky čerpadla, potom je možné predbežne určiť tento model. Potom sa na základe rozdielu hlavy rozhodnite, či sa má znížiť priemer obežného kolesa. Ak je rozdiel hlavy veľmi malý, nerežte; ak je rozdiel hlavy veľký, vypočítajte priemer obežného kolesa podľa požadovaného Q, H pomocou jeho ns a rezného vzorca. Ak priesečník nespadá do rozsahu vejárovitého{5}}lichobežníka, vyberte čerpadlo s nižšou hlavou. Pri výbere čerpadla je niekedy potrebné zvážiť požiadavky výrobného procesu a zvoliť rôzne tvary charakteristických kriviek Q-H.
Koncept kavitácie v odstredivých čerpadlách
Fenomén kavitácie v odstredivých čerpadlách je v podstate akýmsi fluidným dynamickým kavitačným efektom súvisiacim s vírmi. Vzťahuje sa na situáciu, keď tlak tekutiny počas jej pohybu klesne pod kritický tlak (vo všeobecnosti tlak nasýtených pár), čo spôsobí, že sa miestne oblasti tekutiny vyparia a vytvoria sa malé zhluky bublín. Tieto zhluky bublín do určitej miery rastú a potom sa zrútia a zmiznú pod vplyvom vonkajších faktorov (ako je rozpúšťanie plynov, kondenzácia pary atď.). V miestnej oblasti to spôsobuje vodné rázy, pričom napätie dosahuje niekoľko tisíc atmosfér. Je zrejmé, že tento účinok je deštruktívny. Z makroskopického hľadiska jav kavitácie spôsobuje eróziu a poškodenie povrchu prietokového kanála (nepretržité vysoko-poškodenie nárazom), spúšťa vibrácie a generuje hluk; v závažných prípadoch dochádza k prerušeniu prietoku, čo vedie k zablokovaniu prietokového kanála a spôsobuje pokles výkonu čerpadla.
Z vyššie uvedeného opisu je možné vidieť, že kavitácia vzniká v dôsledku minimálneho absolútneho tlaku prítomného v prietokovom poli. Tam, kde je absolútny tlak nízky, je pravdepodobnejší výskyt kavitácie. Preto regulácia minimálneho absolútneho tlaku môže kontrolovať kavitačný efekt a účinne znižovať výskyt kavitačných javov.
Čerpadlo je stroj, ktorý dodáva tekutine energiu. Kvapalina vyteká cez obežné koleso a jej tlak sa všeobecne zvyšuje. Preto miesto, kde má kvapalina najnižší tlak v čerpadle, je zvyčajne blízko vstupu lopatiek obežného kolesa. Zabezpečenie dostatočného absolútneho tlaku kvapaliny na vstupe lopatiek obežného kolesa sa teda stáva kľúčom k zamedzeniu kavitácie v čerpadle.
Požadovaná sacia výška (NPSH) pre čerpadlo
Vzhľadom na zložitosť pohybu tekutín v turbostrojoch je extrémne ťažké teoreticky vypočítať, kde by sa kavitácia mohla vyskytnúť v prietokovom poli. Navyše, výskyt kavitácie nezávisí len od prietokových charakteristík tekutiny, ale aj od termodynamických vlastností samotnej tekutiny. Preto je ešte náročnejšie teoreticky stanoviť kritérium pre výskyt kavitácie. V praxi sa teda na navrhnutie kritéria pre kavitáciu často používa metóda kombinovania skúseností s experimentmi. Koncept kavitačnej rezervy čerpadiel je jedným z dôležitých kritérií medzi nimi. Má nielen určitý teoretický význam, ale je aj jedným zo štandardov pre akceptovanie produktov.
Kavitačná rezerva čerpadla má dva koncepty: Prvý sa týka spôsobu inštalácie a nazýva sa efektívna kavitačná rezerva NPSHA. Vzťahuje sa na časť energie, ktorá zostane nad kritickou tlakovou výškou potom, čo voda pretečie sacím potrubím a dosiahne sací vstup čerpadla. Toto je dostupná kavitačná rezerva a patrí medzi „užívateľské parametre“. Druhý súvisí so samotným čerpadlom a nazýva sa potrebná kavitačná rezerva NPSHR. Je to hodnota poklesu tlaku zo sacieho vstupu čerpadla do bodu minimálneho tlaku. Toto je kritické rozpätie kavitácie a patrí k "výrobným parametrom". Aby sa zabezpečilo, že čerpadlo nebude počas prevádzky kavitovať, je potrebné zabezpečiť, aby NPSHA v inštalácii bola väčšia alebo rovná K × NPSHR (K je bezpečnostná rezerva) a túto hodnotu garantuje výrobca. Z tohto pohľadu zníženie kavitačnej rezervy čerpadla znamená zabezpečenie absolútnej výšky zdvihu čerpadla a splnenie požiadaviek na používanie.
Analýza 2NPSHR
Je zrejmé, že veľkosť NPSHR závisí od energetickej straty prietoku tekutiny na sacom vstupe čerpadla. V dôsledku krátkeho procesu sa táto strata prejavuje najmä ako lokálne straty prietoku. Existuje niekoľko nasledujúcich faktorov:
(1) Nasávací vstup čerpadla sa zbieha do vstupného prietokového kanála obežného kolesa, čo vedie k zvýšeniu rýchlosti prúdenia a strate tlaku. Pohyb tekutiny sa v bode obratu mení z axiálneho na radiálny a nerovnomerné prúdové pole v bode obratu spôsobuje stratu tlaku.
(2) Strata prúdenia spôsobená zmenami rýchlosti prúdenia sa prejavuje ako pokles tlaku;
(3) Strata energie generovaná tekutinou prúdiacou okolo vstupnej hrany lopatky;
(4) Stláčací účinok hrúbky čepele spôsobuje zvýšenie vstupnej rýchlosti, čo má za následok stratu tlaku.
(5) rázová strata prúdiacej tekutiny na prednej hrane lopatky za -projektovaných prevádzkových podmienok;
(6) Nízka kvalita odlievania obežného kolesa a nerovný povrch prietokového kanála majú za následok straty viskóznym prúdom počas prietoku.
Spomedzi vyššie uvedených faktorov je ťažké úplne sa vyhnúť prvým dvom; pričom tie posledné možno znížiť zlepšením dizajnu a kvality výroby. To si vyžaduje od konštruktérov, aby sa snažili vytvoriť prietokový kanál zo vstupu čerpadla do vstupu obežného kolesa čo najbližšie k prúdnici pohybu tekutiny, aby sa znížila tlaková strata tejto časti prietoku; v prípade existujúceho produktového čerpadla by analýza jeho kavitačného výkonu mala začať analýzou straty prietoku jeho vstupného prietokového kanála.
3 Analýza kavitácie v odstredivom čerpadle
Teraz urobme kvalitatívnu analýzu problému kavitácie odstredivého čerpadla uvedeného vyššie. Kavitačná rezerva tohto čerpadla je pomerne veľká a za príčinu možno považovať nadmernú tlakovú stratu na sacom vstupe čerpadla. Avšak veľká kavitačná rezerva tohto čerpadla pri nízkych prietokoch sa líši od obvyklých výsledkov detekcie, čo môže súvisieť s dizajnom a výrobou. Zvýšenie kavitačnej rezervy pri nízkych prietokových rýchlostiach možno pripísať zväčšeniu vstupného uhla prietoku kvapaliny, čo má za následok nadmerný pozitívny uhol dopadu na vstupe lopatky a nadmerné presakovanie, čo spôsobuje veľkú stratu tlaku; zatiaľ čo pri vysokých prietokoch je nárast kavitačnej rezervy spôsobený najmä zvýšením rýchlosti prúdenia, čo vedie k zvýšeniu strát.
Z konštrukčného aj výrobného hľadiska, okrem príčiny kavitácie medzery, môžu byť hlavnými dôvodmi veľkej kavitačnej rezervy tohto typu čerpadla malý uhol uloženia vtoku lopatky (či už z dôvodu nevhodnej konštrukcie alebo pri odlievaní), veľká hrúbka vtoku lopatky a zlá kvalita odliatku povrchu lopatky.
4. Opatrenia na zlepšenie
Pre toto čerpadlo je možné prijať nasledujúce vhodné opatrenia na zníženie možnosti výskytu kavitácie:
Ak je to možné, vstupnú hranu lopatky je možné posunúť dopredu, to znamená, že na vstupnú hranu možno pripevniť kus, aby sa tekutina mohla dostať do kontaktu s lopatkou skôr, aby získala energiu a zabránilo sa situáciám pod kritickým tlakom.
(2) Vyčistite prívodný kanál obežného kolesa tak, aby bol čo najhladší a najrovnejší, aby sa zlepšila povrchová úprava prívodu a znížil sa odpor prúdenia a tlakové straty.
(3) Brúste hlavu čepele, naostrite ju, aby ste znížili stratu nárazu na vstupe a znížili citlivosť uhla vstupu.
(4) Ak je kavitácia medzery závažná, riešením môže byť vyvŕtanie vyrovnávacích otvorov na obežnom kolese, aby sa znížil prietok pri úniku, čím sa zmierni stupeň kavitácie.
Otázky týkajúce sa čerpadiel
Otázka 1: Aké sú klasifikácie čerpadiel?
Odpoveď: Na základe rôznych pracovných princípov ich možno rozdeliť do nasledujúcich typov:
(1) Lopatkové čerpadlá sa spoliehajú na vysokorýchlostné rotujúce lopatky v čerpadle na dopravu kvapalín, ako sú odstredivé čerpadlá a čerpadlá s axiálnym prietokom atď.
1. (2) Objemové čerpadlá: Tieto čerpadlá sa spoliehajú na zmeny pracovného objemu v čerpadle, aby nasávali alebo vypúšťali kvapaliny a zvýšili tlakovú energiu kvapalín. Príklady zahŕňajú piestové čerpadlá a rotačné zubové čerpadlá.
(3) Tryskové čerpadlo: Tento typ čerpadla využíva energiu pracovnej tekutiny (kvapaliny alebo plynu) na dopravu kvapalín, ako sú vodné tryskové čerpadlá a parné tryskové čerpadlá atď.
2. Aké sú súčasti odstredivého čerpadla?
Odpoveď: Jednotka odstredivého čerpadla sa skladá z odstredivého čerpadla, elektromotora, prívodného potrubia, výstupného potrubia a ventilov atď. Naša spoločnosť používa kombinovanú konštrukciu stroja a čerpadla, ktorá znižuje plochu o 30%.
3. Aký je princíp činnosti odstredivého čerpadla?
Odpoveď: Pred spustením čerpadla sa musí sacie potrubie a samotné čerpadlo naplniť kvapalinou. Po spustení čerpadla sa obežné koleso otáča vysokou rýchlosťou. Kvapalina vo vnútri obežného kolesa sa otáča spolu s lopatkami. Pôsobením odstredivej sily sa kvapalina vypudí z obežného kolesa a vystrelí. Vystrekovaná kvapalina sa v difúznej komore telesa čerpadla postupne spomaľuje a postupne zvyšuje tlak. Potom vyteká z výstupu čerpadla a výtlačného potrubia. V tomto čase sa v strede lopatiek v dôsledku vyvrhovania kvapaliny do okolitých oblastí vytvorí oblasť vákua s nízkym-tlakom bez vzduchu alebo kvapaliny. Kvapalina v kvapalinovom bazéne je nasávaná do čerpadla cez sacie potrubie pôsobením atmosférického tlaku hladiny bazéna. Kvapalina je nepretržite nasávaná z bazéna kvapaliny a nepretržite vyteká cez výtlačné potrubie.
4. Čo je to „premávka“? Aká je jeho jednotka?
Odpoveď: Prietok q sa vzťahuje na objem kvapaliny, ktorá je vypustená z výstupu čerpadla a vstupuje do potrubia za jednotku času. Jednotkou prietoku je m/h, m/s alebo L/s.
5. Čo je to hlava? Aká je jeho jednotka?
Odpoveď: Energia pridaná na jednotku hmotnosti kvapaliny čerpadlom, čo je celková dopravná výška generovaná čerpadlom, sa nazýva dopravná výška. Jednotkou hlavy sú metre.
6. Čo je kavitácia?
Odpoveď: Kavitácia je jav, pri ktorom sa kvapalina vyparuje, čo spôsobuje poškodenie prietokových komponentov čerpadla (komponenty, s ktorými prichádza kvapalina do kontaktu pri prechode čerpadlom).
7. Čo je kavitácia?
Odpoveď: Najnižší tlak v čerpadle je blízko vstupu obežného kolesa. Keď tlak v tomto bode klesne na saturačný tlak zodpovedajúci aktuálnej teplote, kvapalina sa začne vyparovať a z kvapaliny unikne veľké množstvo bublín. Keď tieto bubliny prúdia s kvapalinou do oblasti vysokého tlaku- čerpadla, pôsobením vonkajšieho tlaku bubliny náhle kondenzujú na kvapalinu. V tomto čase sa kvapalina obklopujúca bubliny rúti smerom k priestoru, kde boli bubliny pôvodne, čím vytvára veľmi silný hydraulický náraz. V dôsledku kondenzácie mnohých bublín za sekundu dochádza opakovane k mnohým silným nárazovým tlakom. Pri nepretržitom pôsobení tohto lokálneho nárazového zaťaženia sa povrchy prietokových komponentov v čerpadle postupne opotrebúvajú a vytvárajú mnohé erodované miesta. Následne sa spoja do plôskov vo-podobnom vzore a nakoniec dôjde k javu odlupovania. Okrem poškodenia spôsobeného nárazom, keď sa kvapalina vyparuje, uvoľňuje aj kyslík rozpustený v nej, čo spôsobuje oxidáciu a koróziu zložiek prúdenia. Tento jav, pri ktorom sú komponenty prúdenia poškodené kombinovaným pôsobením mechanickej erózie a chemickej korózie, sa nazýva kavitácia.
8. Aké sú klasifikácie odstredivých čerpadiel?
Odpoveď: (i) Podľa použitia odstredivých čerpadiel ich možno klasifikovať ako: ⑴ Čerpadlo čistej vody; ⑵ Čerpadlo na nečistoty; ⑶ Pumpa-odolná voči kyselinám.
(II) Podľa konštrukcie obežného kolesa ich možno klasifikovať ako: ⑴ odstredivé čerpadlá s uzavretým obežným kolesom; ⑵ Odstredivé čerpadlá s otvoreným obežným kolesom; ⑶ Polo{0}}otvorené odstredivé čerpadlá.
(3) Podľa počtu obežných kolies ho možno klasifikovať ako: ⑴ Jednostupňové-odstredivé čerpadlo; ⑵ Viac-stupňové odstredivé čerpadlo.
(4) Podľa spôsobu, akým čerpadlo nasáva kvapalinu, môže byť klasifikované ako: ⑴ Jednoduché sacie odstredivé čerpadlo; ⑵ Odstredivé čerpadlo s dvojitým nasávaním.
(5) Podľa spôsobu vypúšťania čerpadla sú klasifikované ako: ⑴蜗壳式 odstredivé čerpadlo; ⑵ sprievodca-odstredivé čerpadlo typu prietoku
㈥ Klasifikácia podľa výšky: ⑴ Nízko{0}}tlakové čerpadlo; ⑵ Stredné-tlakové čerpadlo; ⑶ Vysokotlakové-čerpadlo.
㈦ Podľa polohy hriadeľa čerpadla sú klasifikované ako: ⑴ Vertikálne čerpadlá; ⑵ Horizontálne čerpadlá.
9. Aké sú metódy na vyrovnávanie axiálnej sily odstredivého čerpadla?
Odpoveď: ⑴ Vyváženie axiálnej sily pri jednostupňových-čerpadlách sa dosahuje najmä tromi spôsobmi: otvorením vyvažovacích otvorov, inštaláciou vyvažovacích potrubí a použitím obežných kolies s dvojitým{1}}nasávaním.
(2) Rovnováha axiálnej sily pre viacstupňové čerpadlá sa dosahuje najmä symetrickým usporiadaním obežných kolies a použitím metód, ako sú vyrovnávacie kotúče a vyvažovacie bubny.
Kľúč k obnove systému spätného získavania kondenzovanej vody spočíva v tom, ako eliminovať jav kavitácie pri zabezpečení normálnej produkcie. Kavitácia označuje jav, pri ktorom horúca nasýtená voda pri znížení tlaku uvoľní paru a vytvorená para sa pri vstupe do oblasti vysokého-tlaku náhle skvapalní a skondenzuje na vodu, čo spôsobí prasknutie bublín. Ak sa tento proces zopakuje, spôsobí to poškodenie povrchu dielov v tejto oblasti spolu s rôznymi súvisiacimi koróznymi účinkami, čo v konečnom dôsledku vedie k kavitačnému poškodeniu podobnému špongii alebo plástu-. Dôsledkom kavitácie je narušenie kontinuity procesu prenosu pary, zvýšenie odporu, zablokovanie dráhy toku a vážne ovplyvnenie účinnosti a normálnej výroby čerpadla. V minulosti výrobcovia často znižovali tlak na regeneráciu kondenzovanej vody, aby uvoľnili veľké množstvo bleskovej pary, aby sa znížil zdroj kavitácie. Tento prístup však nepochybne vedie k plytvaniu energiou. Preto je najlepším spôsobom, ako vyriešiť problém kavitácie čerpadla, dosiahnuť, aby tlak vstupujúci do čerpadla prevýšil kavitačný tlak, čím sa zásadne zabráni vzniku kavitácie. Hlavným pracovným princípom uzavretej technológie spätného získavania kondenzovanej vody je využiť princíp tlakovania prúdového čerpadla, vytvoriť teóriu prevencie kavitácie vhodnú na prepravu horúcej nasýtenej vody a nakoniec navrhnúť prúdové čerpadlo primerane na vyriešenie problému kavitácie čerpadla.
Okrem toho je výber odvádzača kondenzátu v tomto systéme založený na najnepriaznivejších prevádzkových podmienkach, čím sa predchádza plytvaniu energiou spôsobenému rozporom medzi výberom odvádzača kondenzátu a jeho skutočnou prevádzkou v pôvodnom systéme. Zberná nádrž na vodu určená pre regeneračné čerpadlo uzavretého -typu je uzavretá, čo nielen zaisťuje, že teplota regenerácie kondenzovanej vody je 120 stupňov , ale tiež plne využíva prúd pary.
Ako už bolo spomenuté vyššie, použitie technológie na regeneráciu kondenzátu v uzavretom okruhu{0} na zvýšenie účinnosti využitia pary je veľmi efektívne a uskutočniteľné.
