Vandens siurblio įleidimo ir išleidimo angos skersmenį mažinančio įrenginio paskirtis ir funkcija

Vandens siurblio įleidimo ir išleidimo angos skersmens keitimas yra svarbus techninis vandens siurblio sistemos projektavimo aspektas. Jo tikslas – užtikrinti sklandų vandens tekėjimą, garantuoti kavitacijos ribą, išvengti kavitacijos, pagerinti tiekimo efektyvumą ir užtikrinti, kad vandens siurblys veiktų geros ir stabilios būklės.

1. Srauto greičio ir greičio pritaikomumas

Vandens siurblio srautas (Q) yra tiesiogiai susijęs su jo greičiu (v): Q=A × v (kur A yra vamzdžio skerspjūvio plotas). Kai siurblio išėjimo srautas yra fiksuotas, greitis išliks pastovus, jei įleidimo ir išleidimo vamzdžių skersmenys nesikeičia. Tačiau praktikoje siurblio išleidimo angą dažnai reikia prijungti prie tolimo-tiekimo vamzdyno, o įleidimo angą galima prijungti prie vandens kaupimo įrenginio arba prieš srovę esančios įrangos. Sumažinus skersmenį, vamzdžio skersmuo gali būti sumažintas išleidimo angoje, kad padidėtų greitis (padidėtų tiekimo pajėgumas), o vamzdžio skersmuo gali būti padidintas įėjimo angoje, kad būtų sumažintas greitis (sumažinti pasipriešinimą siurbimui). Pavyzdžiui, pramoninėje cirkuliacinėje vandens sistemoje sumažinus siurblio išleidimo vamzdžio skersmenį nuo DN200 iki DN150, greitis padidėjo nuo 1,5 m/s iki 2,7 m/s, todėl tiekimo efektyvumas pagerėjo 30%, išvengiant nuosėdų susidarymo dėl nepakankamo greičio.

2. Slėgio nuostolių kompensavimo mechanizmas

Kai skystis transportuojamas vamzdynu, dėl trinties ir vietinio pasipriešinimo (pvz., alkūnių ir vožtuvų) atsiranda slėgio nuostolių (ΔP). Pagal Darcy formulę ΔP yra proporcingas srauto greičio kvadratui. Jei siurblio įleidimo ir išleidimo vamzdžių skersmenys yra vienodi, gnybtų slėgis gali būti nepakankamas, kai sistemai reikia gabenti ilgą-atstumą arba ji praeina per kelis pasipriešinimo elementus. Sumažinus išleidimo angos skersmenį, srauto greitis gali būti padidintas išlaikant tą patį srautą, o slėgio nuostoliai gali būti automatiškai kompensuojami pagal siurblio slėgio charakteristikų kreivę. Kaip pavyzdį paimant žemės ūkio drėkinimo projektą, pradiniame projekte buvo naudojamas DN100 vamzdis, skirtas 50 m³/h srautui transportuoti į 300 metrų atstumą, o terminalo slėgis buvo tik 0,2 MPa; pakeitus į DN80 išleidimo angos skersmens reduktorių, gnybtų slėgis padidėjo iki 0,35 MPa, atitinkantis laistymo purkštuvu reikalavimus.

3. Kavitacijos prevencija

Kai veikia vandens siurblys, vandens slėgis siurbimo vamzdyje sumažėja ir gali išsiskirti vandenyje ištirpusios dujos. Jei siurbimo vamzdyje yra atgalinis nuolydis arba vietinis pakilimas, gali susidaryti oro kišenės. Susikaupusios oro kišenės gali patekti į siurblio korpusą didesnių oro burbuliukų pavidalu, paveikti siurblio srautą ir galvutės veikimą bei sukelti vibraciją ir sparnuotės pažeidimus, panašius į kavitacijos pažeidimus. Todėl būtina prevencija. Vengiant vietinio vamzdžio pakilimo ir pasirinkus pagrįstą vamzdžio išdėstymą bei nuolydį, galima veiksmingai užkirsti kelią oro kišenių susidarymui siurblio siurbimo vamzdyje.

4. Sistemos suderinimo lankstumas

Vandens siurblio įleidimo ir išleidimo vamzdžių skersmenys turi atitikti prieš srovę ir pasroviui esančios įrangos (tokių kaip akumuliacinės talpos, vožtuvai ir prietaisai) sąsajos matmenis. Kintamo skersmens konstrukcija gali išspręsti nenuoseklių sąsajos matmenų tarp skirtingos įrangos problemą, išvengiant nuotėkio ar montavimo sunkumų, atsirandančių dėl priverstinių jungčių. Pavyzdžiui, nuotekų valymo įrenginių slėginio siurblio įvadą reikia prijungti prie DN300 bar ekrano, o išleidimo angą – prie DN250 aeracijos bako. Pagal užsakymą pagaminta redukcinė jungtis (DN300 × DN250) užtikrina vientisą sujungimą, sutrumpinant statybos laikotarpį 40%.

5. Sąnaudų ir energijos vartojimo efektyvumo balansas

Ekonominiu požiūriu didelio{0}}skersmens vamzdžiai yra brangesni, bet turi mažesnį atsparumą, o mažo-skersmens vamzdžiai yra pigesni, bet turi didesnį atsparumą. Kintamo skersmens konstrukcija leidžia naudoti atitinkamo skersmens vamzdžius kritinėse atkarpose (pvz., siurblio įleidimo ir išleidimo angos), subalansuojant pradines investicijas ir eksploatacinės energijos sąnaudas. Kaip pavyzdį imant komercinio komplekso oro kondicionavimo vandens sistemą, originaliame projekte buvo naudojami DN250 vamzdžiai, kurių metinės energijos sąnaudos buvo 120 000 juanių; pakeitus kintamo skersmens schemą, kai DN300 vamzdžiai buvo importuojami ir DN250 vamzdžiai eksportuojami, metinės energijos sąnaudos sumažėjo iki 90 000 juanių, o vamzdžių modifikavimo išlaidas buvo galima susigrąžinti per 3 metus.

Apibendrinant galima teigti, kad kintamo skersmens instaliacija vandens siurblio įleidimo ir išleidimo angoje ne tik pagerina vandens siurblio veikimo efektyvumą, bet ir efektyviai sumažina vandens srauto pulsavimą bei triukšmą, suteikdama papildomą vandens siurblio ir vamzdyno apsaugą.