Kodėl išcentrinio siurblio našumas gali skirtis nuo projektavimo kreivės realiose srityse

Renkantis išcentrinį siurblį, inžinieriai paprastai pradeda nuo reikiamo srauto greičio, slėgio, efektyvumo, skysčio savybių ir darbo sąlygų. Tada gamintojas pateikia veikimo kreivę arba apskaičiuotą darbo tašką.

Tačiau sumontavę klientai kartais pastebi, kad siurblys neveikia tiksliai tokiu debitu, aukštumu, galia ar efektyvumu.

Tai nebūtinai reiškia, kad siurblys buvo netinkamai suprojektuotas arba pagamintas. Siurblio našumas yra kelių sąveikaujančių veiksnių rezultatas. Galutinė veikimo būklė priklauso ne tik nuo paties siurblio, bet ir nuo hidraulinės sistemos, skysčio, įrengimo, darbo greičio, gamybos leistinų nuokrypių ir matavimo sąlygų.

Suprasti šiuos veiksnius svarbu renkantis, paleidžiant ir šalinant išcentrinius siurblius.

 

 

1. Siurblio veikimo kreivė nėra visa sistema

Išcentrinio siurblio veikimo kreivė apibūdina ryšį tarp srauto, slėgio, efektyvumo, galios ir NPSH tam tikru greičiu ir nustatytomis sąlygomis. Tačiau tikrąjį veikimo tašką lemia siurblio kreivės ir sistemos kreivės sąveika.

Sistemos kreivė parodo bendrą vamzdynų sistemos aukštį, kurio reikia skirtingais srautais, įskaitant statinį aukštį ir trinties nuostolius. Faktinis srautas nustatomas ten, kur siurblio kreivė kerta sistemos kreivę.

Tai reiškia siurblį, skirtą pasiekti100 m³/h 60 m aukštyjeautomatiškai nepateiks tikslaus taško po įdiegimo.

Pavyzdžiui, tikrasis sistemos pasipriešinimas gali būti didesnis dėl:

Ilgesnio ar mažesnio{0}}skersmens vamzdžiai

Papildomos alkūnės, vožtuvai arba koštuvai

Statinio aukščio pokyčiai

Skirtingos vožtuvų padėtys

Netikėti slėgio nuostoliai

Operacinės sistemos pakeitimai

Keičiantis sistemos pasipriešinimui, keičiasi ir siurblio veikimo taškas.

Todėl, lyginant lauko našumą su katalogo darbo tašku, neatsižvelgiant į sistemos kreivę, gali būti nustatyta neteisinga diagnozė.

 

2. Hidraulinis projektavimas yra kartotinis procesas

Pradinis hidraulinis skaičiavimas yra tik siurblio kūrimo pradžia.

Siurblių projektuotojai atsižvelgia į reikiamą srautą ir aukštį, o tada sukuria sparnuotės, spiralės arba difuzoriaus kanalus, tarpus ir kitus hidraulinius komponentus. Tada skaičiavimo skysčių dinamika (CFD) gali būti naudojama srauto pasiskirstymui, slėgio generavimui, efektyvumui, recirkuliacijai, kavitacijos elgsenai ir hidraulinėms jėgoms įvertinti.

Norint pasiekti norimą našumą, dizainą gali prireikti kelių iteracijų. PumpWorks pažymi, kad net santykinai nedideli mentelių geometrijos, srauto kanalų ar vidinių tarpų pakeitimai gali turėti įtakos hidrauliniam veikimui.

Štai kodėl patikimas siurblio kūrimo procesas nepriklauso nuo vieno skaičiavimo ar CFD modeliavimo.

Tipiška inžinerijos seka yra tokia:

Pradinis projektavimas → CFD analizė → Projekto optimizavimas → Mechaninė peržiūra → Prototipas / gamyba → Gamyklinis bandymas → Galutinis patvirtinimas

Tikslas – užtikrinti, kad hidraulinis modelis ilgainiui taptų gaminamu ir išbandomu siurbliu.

 

3. Hidraulinė konstrukcija turi dirbti su mechanine gamyba

Idealus hidraulinis modelis egzistuoja kompiuteryje, tačiau gatavas siurblys turi būti liejamas, apdirbtas, surinktas ir eksploatuojamas realiame pasaulyje.

Hidraulinius kanalus gali tekti modifikuoti, kad būtų galima:

Liejimo reikalavimai

Sienelės storis

Prieiga prie apdirbimo

Veleno ir guolių išdėstymas

Surinkimo leidimai

Struktūrinis stiprumas

Korozijos pašalpa

Techninės priežiūros reikalavimai

Liejimas ir apdirbimas taip pat nustato matmenų nuokrypius. Pavyzdžiui, liejimo susitraukimas, apdirbimo tolerancijos, paviršiaus apdaila ir surinkimo tarpai gali turėti įtakos galutinei hidraulinių kanalų geometrijai.

Dėl šios priežasties siurblio našumas priklauso ne tik nuo hidraulinio projektavimo programinės įrangos, bet ir nuo gamybos galimybių bei kokybės kontrolės.

 

4. Išbandytas siurblys gali skirtis nuo bendrojo katalogo kreivės

Kitas svarbus dalykas yra skirtumas tarp abendra paskelbta kreivėir asertifikuota veiklos kreivė.

Hidraulinis institutas paaiškina, kad paskelbta siurblio kreivė atspindi numatomas siurblio modelio charakteristikas, o sertifikuota kreivė taikoma konkrečiam įsigytam siurbliui ir sparnuotės apdailai ir gali apimti taikomą priėmimo bandymo standartą ir klasę.

Šis skirtumas tampa ypač svarbus pramoniniams projektams.

Siurblys, pasirinktas iš šeimos kreivės, gali turėti keletą galimų:

Siurblio dydžiai

Darbaračio skersmenys

Greičiai

Konfigūracijos

Hidrauliniai dizainai

Todėl galutinis pagamintas įrenginys turėtų būti įvertintas naudojant atitinkamus siurblio{0}}konkrečius duomenis ir, kai to reikalaujama pagal projekto specifikaciją, atlikus veikimo priėmimo testą.

Gamyklinis bandymas yra paskutinis patvirtinimo etapas, sujungiantis dizaino modelį su gatavu fiziniu siurbliu.

 

5. Pumpuojamas skystis keičia našumą

Daugelis paskelbtų išcentrinių siurblių kreivių yra pagrįstos vandeniu nurodytomis bandymo sąlygomis. Tikrieji proceso skysčiai gali elgtis skirtingai.

Ypač svarbus yra klampumas. Palyginti su švariu vandeniu, klampesnis skystis paprastai padidina hidraulinį pasipriešinimą siurblio viduje, o tai gali sumažinti srautą, aukštį ir efektyvumą, kartu padidindama įvesties galią. Hidraulinis institutas pateikia korekcijos metodus, leidžiančius įvertinti išcentrinio siurblio veikimą klampiais skysčiu.

Kitos savybės taip pat gali turėti įtakos taikymo rezultatams, įskaitant:

Tankis

Klampumas

Temperatūra

Garų slėgis

Kietųjų dalelių arba dujų buvimas

Todėl siurblio kreivė, sukurta naudojant vandenį, neturėtų būti automatiškai traktuojama kaip tiksli kiekvieno proceso skysčio veikimo kreivė. Gamintojo duomenys turėtų būti įvertinti naudojant faktines skysčio sąlygas.

 

6. Svarbus greitis ir sparnuotės skersmuo

Išcentrinio siurblio veikimas labai priklauso nuo sukimosi greičio ir sparnuotės geometrijos.

Pakeitus veikimo greitį, pasikeičia siurblio kreivė. Panašiai apipjaustant sparnuotė keičia turimą galvutę ir susidariusį veikimo tašką. Hidraulinis institutas konkrečiai nurodo siurblio greitį ir sparnuotės reguliavimą kaip veiksnius, galinčius pakeisti siurblio kreivę ir sistemos veikimo būklę.

Tai ypač aktualu siurbliams, varomiems variklių su kintamo{0}}dažnio pavaromis.

Jei tikrasis variklio greitis skiriasi nuo sąlygos, naudotos pradinei kreivei, išmatuoto lauko našumo palyginimas tiesiogiai su ta kreive gali padaryti klaidingas išvadas.

 

7. Diegimas gali pakeisti realų našumą-pasaulyje

Netgi tada, kai pats siurblys atitinka gamyklos bandymo reikalavimus, prastas įrengimas gali turėti įtakos lauko veikimui.

Siurbimo vamzdžiai yra ypač svarbūs. Srauto sutrikimai, kuriuos sukelia netoliese esančios alkūnės, vožtuvai, reduktoriai ar kitos jungiamosios detalės, gali sumažinti siurblio našumą ir padidinti kavitacijos, pulsacijos ir pernelyg didelių hidraulinių jėgų riziką. Hidraulinis institutas rekomenduoja tinkamą siurbimo-vamzdžių išdėstymą ir pakankamą tiesių-vamzdžių ilgį skirtingoms konfigūracijoms.

Kiti diegimo veiksniai yra šie:

Neteisingas siurblio išlygiavimas

Vamzdžio įtempimas

Netinkamos siurbimo sąlygos

Oras patenka į siurbimo liniją

Prastas pagrindas arba glaistymas

Neteisinga vožtuvo padėtis

Netinkama prietaisų vieta

Šios problemos gali atrodyti kaip „siurblio veikimo problemos“, net jei jų tikroji priežastis yra siurbimo sistema.

 

8. Lauko matavimai turi būti interpretuojami teisingai

Veiklos tyrimas turėtų matuoti ne tik „tekėjimą“ ir „slėgį“.

Naudingas lauko įvertinimas gali apimti:

Srauto greitis + siurbimo slėgis + išleidimo slėgis + siurblio greitis + variklio galia + skysčio savybės + vibracija + temperatūra

Bendras siurblio aukštis turi būti apskaičiuojamas pagal atitinkamas įsiurbimo ir išleidimo sąlygas, o ne pasikliaujant vienu manometru. Hidraulikos instituto mokomojoje medžiagoje siurblio bandymai, prietaisai, bendros-galvos apskaičiavimas, efektyvumo skaičiavimas, NPSH ir trikčių šalinimas nurodomi kaip tarpusavyje susijusios siurblio-sistemos vertinimo dalys.

Taip pat svarbu matavimo vieta ir prietaiso tikslumas. Slėgio matuoklis, sumontuotas toli nuo siurblio antgalio, gali turėti papildomų vamzdynų nuostolių, kurie neturėtų būti tiesiogiai priskirti siurbliui.

 

9. Kaip sumažinti skirtumą tarp numatomo ir faktinio našumo

Taikant patikimą inžinerinį metodą reikėtų atsižvelgti į visą siurblio sistemą, o ne tik į siurblį.

Prieš užsakant:

Apibrėžkite tikrąjį srautą, aukštį, skystį, temperatūrą, greitį ir veikimo diapazoną.

Apskaičiuokite sistemos kreivę, o ne pasikliaukite tik vardiniu darbo tašku.

Patikrinkite NPSH sąlygas ir įsiurbimo vamzdžius.

Patvirtinkite pasirinktą sparnuotės skersmenį ir variklio nominalą.

Jei reikia, paprašykite konkrečių siurblio{0}} veikimo duomenų.

Nurodykite svarbiausių programų gamyklos našumo testavimą.

Po įdiegimo:

Patikrinkite išlygiavimą ir vamzdžių montavimą.

Patvirtinkite tikrąjį siurblio greitį.

Patikrinkite įsiurbimo ir išleidimo sąlygas.

Išmatuokite srautą, slėgį, galią ir vibraciją.

Palyginkite apskaičiuotą darbo tašką su siurblio kreive ir sistemos kreive.

Šis metodas padeda atskirti asiurblio konstrukcijos problemaiš asistemos ar diegimo problema.

Tikrasis{0}}siurblio veikimas yra siurblio konstrukcijos, gamybos, skysčio savybių, sistemos hidraulikos, įrengimo, veikimo ir matavimo sąveikos rezultatas.

Veiklos kreivė yra esminė inžinerijos priemonė, tačiau ji niekada neturėtų būti vertinama atskirai.

Kai lauko siurblys nepasiekia numatyto srauto ar slėgio, teisingas būdas yra ištirti visą sistemą{0}}nuo siurblio hidraulinės konstrukcijos ir sparnuotės konfigūracijos iki vamzdynų, veikimo greičio, skysčio savybių ir matavimo metodo.

Tikslų siurblio pasirinkimą, tinkamus bandymus, kontroliuojamą gamybą ir tinkamą sistemos paleidimą derinant galima žymiai sumažinti skirtumą tarp numatomo ir faktinio veikimo.