Πώς η ανομοιόμορφη κατανομή ροής αναρρόφησης επηρεάζει την απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας

Η πλευρά αναρρόφησης μιας φυγοκεντρικής αντλίας συχνά θεωρείται απλώς η διαδρομή μέσω της οποίας το υγρό εισέρχεται στην αντλία. Στην πραγματικότητα, η υδραυλική κατάσταση στην αναρρόφηση της αντλίας έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση της αντλίας, τους κραδασμούς, την απόδοση της σπηλαίωσης, τα φέροντα φορτία και τη συνολική διάρκεια ζωής.

Μια αντλία μπορεί να έχει επιλεγεί και κατασκευαστεί σωστά, αλλά η κακή σωλήνωση αναρρόφησης μπορεί να δημιουργήσει ασταθές πεδίο ροής εισόδου.

Ένα σημαντικό πρόβλημα είναιανομοιόμορφη κατανομή ροής αναρρόφησης. Όταν η ταχύτητα, η πίεση ή η κατεύθυνση ροής δεν είναι εύλογα ομοιόμορφη στην είσοδο της πτερωτής, η προκύπτουσα υδραυλική ανισορροπία μπορεί να επηρεάσει τόσο την απόδοση της αντλίας όσο και τη μηχανική αξιοπιστία.

Αυτό το θέμα είναι ιδιαίτερα σημαντικό γιαφυγοκεντρικές αντλίες οριζόντιας χωρισμένης θήκης και διπλής αναρρόφησης, όπου η ισορροπημένη κατανομή ροής και στις δύο πλευρές της πτερωτής είναι απαραίτητη για σταθερή λειτουργία.

 

 

1. Τι είναι η άνιση κατανομή ροής αναρρόφησης;

Στην ιδανική περίπτωση, το υγρό θα πρέπει να προσεγγίζει την αναρρόφηση της αντλίας με ένα σχετικά ομοιόμορφο προφίλ ταχύτητας και ελάχιστο στροβιλισμό.

Ωστόσο, τα εξαρτήματα και οι διατάξεις σωληνώσεων ανάντη της αντλίας μπορεί να διαταράξουν τη ροή.

Για παράδειγμα, ένα ρεύμα υγρού που διέρχεται από έναν αγκώνα αναπτύσσει ένα ασύμμετρο προφίλ ταχύτητας και δευτερεύουσα ροή. Εάν ο αγκώνας είναι τοποθετημένος πολύ κοντά στο ακροφύσιο αναρρόφησης της αντλίας, μπορεί να μην υπάρχει αρκετή απόσταση ώστε η ροή να γίνει πιο ομοιόμορφη πριν εισέλθει στην πτερωτή.

Οι συνήθεις πηγές παραμόρφωσης της ροής αναρρόφησης περιλαμβάνουν:

Οι αγκώνες είναι τοποθετημένοι πολύ κοντά στην αντλία

Μπλουζάκια ή κλαδιά κοντά στο ακροφύσιο αναρρόφησης

Ακατάλληλα τοποθετημένοι μειωτήρες

Μερικώς ανοιχτές βαλβίδες

Σύντομες διαδρομές σωλήνα αναρρόφησης

Κακώς σχεδιασμένες δομές εισαγωγής αντλίας

Παραγωγή αέρα ή ατμού

Υπερβολική ταχύτητα αναρρόφησης

Λανθασμένη διάταξη σωληνώσεων

Το αποτέλεσμα είναι μια μη-μη ομοιόμορφη κατανομή ταχύτητας και πίεσης στην είσοδο του στροφείου.

 

2. Γιατί είναι πιο σημαντικό για αντλίες διπλής αναρρόφησης;

Μια αντλία διπλής αναρρόφησης έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε το υγρό να εισέρχεται στην πτερωτή και από τις δύο πλευρές.

Υπό ιδανικές συνθήκες, η ροή κατανέμεται περίπου εξίσου μεταξύ των δύο κρίκων της πτερωτής. Αυτό βοηθά στην εξισορρόπηση των υδραυλικών δυνάμεων και επιτρέπει στην αντλία να λειτουργεί ομαλά.

Εάν η ροή αναρρόφησης γίνει ασύμμετρη, η μία πλευρά της πτερωτής μπορεί να λάβει περισσότερη ροή από την άλλη.

Αυτό μπορεί να προκαλέσει:

Ανώμαλη ροή εισόδου → Υδραυλική ανισορροπία → Πρόσθετες ακτινικές/αξονικές δυνάμεις → φόρτιση κραδασμών και εξαρτημάτων

Για αυτόν τον λόγο, η διάταξη των σωληνώσεων αναρρόφησης είναι ιδιαίτερα σημαντική για αντλίες με μεγάλη-διαιρούμενη θήκη ροής και άλλες φυγοκεντρικές αντλίες διπλής αναρρόφησης.

Οι οδηγίες μηχανικής για αντλίες διπλής αναρρόφησης δίνουν έμφαση στην αποφυγή άνισης ροής στα δύο μάτια της πτερωτής.

 

3. Κύρια αίτια ανομοιόμορφης ροής αναρρόφησης

3.1 Οι αγκώνες είναι πολύ κοντά στην αντλία

Ένας αγκώνας αλλάζει την κατεύθυνση της ροής και παράγει ένα μη-προφίλ μη ομοιόμορφης ταχύτητας.

Εάν ένας αγκώνας έχει εγκατασταθεί απευθείας στο ακροφύσιο αναρρόφησης ή πολύ κοντά στο ακροφύσιο, η παραμορφωμένη ροή μπορεί να εισέλθει στην πτερωτή προτού να έχει επαρκή απόσταση για να σταθεροποιηθεί.

Ενδέχεται να απαιτούνται μεγαλύτερα ευθύγραμμα τμήματα ή κατάλληλες ρυθμίσεις ισιώματος ροής-ανάλογα με τη διαμόρφωση της αντλίας και των σωληνώσεων.

3.2 Κακώς σχεδιασμένοι μειωτήρες

Συχνά απαιτούνται μειωτήρες για τη σύνδεση ενός μεγαλύτερου σωλήνα αναρρόφησης στο ακροφύσιο της αντλίας.

Ωστόσο, ένας εσφαλμένα επιλεγμένος ή προσανατολισμένος μειωτήρας μπορεί να προκαλέσει πρόσθετη διαταραχή της ροής ή να δημιουργήσει θύλακες αέρα.

Για τις οριζόντιες σωληνώσεις αναρρόφησης, χρησιμοποιούνται συνήθως έκκεντροι μειωτήρες όπου χρειάζεται για να μειωθεί ο κίνδυνος συσσώρευσης ατμού ή αέρα. Ο σωστός προσανατολισμός εξαρτάται από τη γεωμετρία των σωληνώσεων και από το εάν η πηγή υγρού βρίσκεται πάνω ή κάτω από την αντλία, επομένως η τελική διάταξη θα πρέπει να ακολουθεί τις απαιτήσεις του κατασκευαστή της αντλίας και των σωληνώσεων του έργου.

3.3 Ανεπαρκές ευθύ μήκος σωλήνα

Απαιτείται συχνά μια συγκεκριμένη ποσότητα ευθύγραμμων σωληνώσεων μεταξύ των εξαρτημάτων που διαταράσσουν τη ροή-και της αναρρόφησης της αντλίας.

Δεν υπάρχει ενιαίο γενικό μήκος που να ισχύει για κάθε αντλία. Ανάλογα με τον τύπο της αντλίας, τη διαμόρφωση αναρρόφησης και τα εξαρτήματα ανάντη, οι τεχνικές προδιαγραφές ενδέχεται να απαιτούν αρκετές διαμέτρους σωλήνων σχετικά αδιατάρακτης ροής πριν από το ακροφύσιο αναρρόφησης. Ορισμένα σχέδια που αναφέρονται συνήθως χρησιμοποιούν περίπου 4D–10D σε συγκεκριμένες διαμορφώσεις.

Οι οδηγίες εγκατάστασης του κατασκευαστή θα πρέπει να έχουν προτεραιότητα έναντι ενός γενικού εμπειρικού κανόνα.

3.4 Παγίδευση αέρα ή ατμού

Ο αέρας που εισέρχεται σε μια φυγοκεντρική αντλία μπορεί να διαταράξει σημαντικά τη ροή αναρρόφησης.

Πιθανές πηγές περιλαμβάνουν:

Ανεπαρκής βύθιση υγρού

Δίνες σε δεξαμενές ή κάρτερ

Υψηλά σημεία στις σωληνώσεις αναρρόφησης

Κακή διάταξη μειωτήρα

Υπερβολική ταχύτητα αναρρόφησης

Διαρροή στην πλευρά αναρρόφησης

Ο αέρας ή ο ατμός μπορεί να μειώσουν την υδραυλική απόδοση και μπορεί να συμβάλουν σε ασταθή λειτουργία και συμπτώματα όπως η σπηλαίωση-. Ο σωστός σχεδιασμός του συστήματος αναρρόφησης θα πρέπει επομένως να ελαχιστοποιεί τόσο τους στροβιλισμούς όσο και την παρασυρόμενη αερίου.

 

4. Επιδράσεις στην απόδοση της αντλίας

Η ανομοιόμορφη ροή αναρρόφησης μπορεί να επηρεάσει την αντλία τόσο με υδραυλικό όσο και με μηχανικό τρόπο.

Μειωμένη υδραυλική απόδοση

Η μη-μη ομοιόμορφη ροή εισόδου εμποδίζει την πτερωτή να λειτουργεί υπό τις προβλεπόμενες υδραυλικές συνθήκες. Αυτό μπορεί να αυξήσει τις υδραυλικές απώλειες και να μειώσει την απόδοση.

Αυξημένη δόνηση

Η ανομοιόμορφη φόρτιση στην πτερωτή μπορεί να δημιουργήσει κυμαινόμενες υδραυλικές δυνάμεις, συμβάλλοντας σε αυξημένους κραδασμούς.

Κίνδυνος Σπηλαίωσης

Οι κακές συνθήκες αναρρόφησης μπορούν να αυξήσουν την τοπική ταχύτητα και να μειώσουν την πίεση κοντά στο μάτι της πτερωτής. Εάν το διαθέσιμο NPSH είναι ανεπαρκές, μπορεί να προκληθεί σπηλαίωση.

Αυξημένα φορτία ρουλεμάν και άξονα

Η υδραυλική ανισορροπία μπορεί να εισαγάγει πρόσθετες δυνάμεις στο σύστημα του ρότορα, αυξάνοντας το φορτίο στα ρουλεμάν, τον άξονα και τα εξαρτήματα ζεύξης.

Μειωμένη διάρκεια ζωής εξαρτημάτων

Οι συνεχείς κραδασμοί και οι μη φυσιολογικές υδραυλικές δυνάμεις μπορούν να επιταχύνουν τη φθορά των ρουλεμάν, των μηχανικών στεγανοποιήσεων, των δακτυλίων φθοράς και άλλων εξαρτημάτων.

Επομένως, οι σωληνώσεις αναρρόφησης δεν είναι απλώς μια σύνδεση μεταξύ της πηγής υγρού και της αντλίας-είναι σημαντικό μέρος του υδραυλικού συστήματος της αντλίας.

 

5. Πώς να βελτιώσετε την κατανομή της ροής αναρρόφησης

Διατηρήστε τις σωληνώσεις αναρρόφησης απλές

Η γραμμή αναρρόφησης πρέπει να είναι όσο πιο άμεση και πρακτική, με ελαχιστοποιημένες τις περιττές κάμψεις και εξαρτήματα.

Παρέχετε επαρκή ευθεία διαδρομή

Διατηρήστε επαρκές σχετικά μη διαταραγμένο μήκος σωλήνα μεταξύ των εξαρτημάτων που διαταράσσουν τη ροή-και της αναρρόφησης της αντλίας σύμφωνα με τις συστάσεις του κατασκευαστή της αντλίας και τα ισχύοντα πρότυπα έργου.

Χρησιμοποιήστε κατάλληλους αγκώνες

Όπου οι αγκώνες είναι αναπόφευκτες, οι κατάλληλες διαμορφώσεις μεγάλης-ακτίνας μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της σοβαρής διαταραχής της ροής.

Τακτοποιήστε σωστά τους μειωτήρες

Επιλέξτε και προσανατολίστε τους μειωτήρες σύμφωνα με την πραγματική γεωμετρία των σωληνώσεων αναρρόφησης και τις συνθήκες υγρού.

Παρέχετε ανεξάρτητη υποστήριξη σωλήνων

Οι σωληνώσεις αναρρόφησης πρέπει να στηρίζονται και να ευθυγραμμίζονται σωστά χωρίς να επιβάλλονται υπερβολικά εξωτερικά φορτία στο περίβλημα της αντλίας.

Έλεγχος παγίδευσης αέρα

Αποφύγετε τα υψηλά σημεία όπου μπορεί να συσσωρευτεί αέρας και εξασφαλίστε επαρκή βύθιση υγρού σε δεξαμενές, κάρτερ και δομές εισαγωγής.

Εξετάστε το πλήρες σύστημα αναρρόφησης

Για μεγάλες ή κρίσιμες εγκαταστάσεις αντλιών, οι σωληνώσεις αναρρόφησης, η είσοδος της αντλίας, η δεξαμενή ή το κάρτερ, το επίπεδο λειτουργίας, το NPSH και οι συνθήκες ροής θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί και όχι χωριστά.

 

6. Πρακτικοί έλεγχοι κατά τη θέση σε λειτουργία

Κατά τη θέση σε λειτουργία μιας νέας φυγοκεντρικής αντλίας, πολλές παράμετροι μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό-πλευρικών προβλημάτων αναρρόφησης.

Ελεγκτής εκπομπών:

Πίεση αναρρόφησης

Πίεση εκκένωσης

Ρυθμός ροής

Ρεύμα κινητήρα

Δόνηση

Θερμοκρασία ρουλεμάν

Θόρυβος αντλίας

Συνθήκες λειτουργίας που σχετίζονται με το NPSH-

Εάν εμφανιστούν μη φυσιολογικοί κραδασμοί αμέσως μετά την εγκατάσταση, επιθεωρήστε τις σωληνώσεις αναρρόφησης προτού υποθέσετε ότι η ίδια η αντλία είναι ελαττωματική.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται στους αγκώνες, τους μειωτήρες, τις βαλβίδες, τα στηρίγματα σωλήνων, τους θύλακες αέρα και την απόσταση μεταξύ του εξαρτήματος που ενοχλεί την τελευταία ροή-και της αναρρόφησης της αντλίας.

 

7. ΑΝΤΛΙΕΣ HNYB: Πλήρη ζητήματα αντλίας και συστήματος

Η HNYB PUMPS κατασκευάζει λύσεις φυγόκεντρων αντλιών για παροχή νερού, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, εξόρυξη, πετροχημικές διεργασίες, βιομηχανική κυκλοφορία και άλλες απαιτητικές εφαρμογές.

Η γκάμα των προϊόντων μας περιλαμβάνει:

Φυγοκεντρικές αντλίες οριζόντιας σπαστής θήκης

Οριζόντιες Πολυβάθμιες Φυγοκεντρικές Αντλίες

Φυγοκεντρικές αντλίες τελικής αναρρόφησης

Αυτό--Αντλίες πολλαπλών σταδίων εξισορρόπησης

Φυγόκεντρες αντλίες υψηλής-Πίεσης

Χημικές Φυγοκεντρικές Αντλίες

Για αντλίες διπλής αναρρόφησης και διπλής αναρρόφησης υψηλής-ροής, η αξιόπιστη λειτουργία απαιτεί περισσότερα από την επιλογή της σωστής ροής και κεφαλής.

Το πλήρες σύστημα θα πρέπει να ληφθεί υπόψη:

Επιλογή αντλίας + Σωληνώσεις αναρρόφησης + Συνθήκες εισαγωγής + NPSH + Υποστήριξη σωλήνων + Συνθήκες λειτουργίας

Η σωστή κατανομή της ροής αναρρόφησης βοηθά την αντλία να λειτουργεί πιο κοντά στις προβλεπόμενες υδραυλικές συνθήκες και μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο κραδασμών, σπηλαίωσης και πρόωρης φθοράς των εξαρτημάτων.

 

Η ανομοιόμορφη κατανομή της ροής αναρρόφησης είναι ένας παράγοντας που εύκολα παραβλέπεται στις εφαρμογές φυγοκεντρικών αντλιών, αλλά τα αποτελέσματά του μπορούν να εκτείνονται από την υδραυλική απόδοση έως τη μηχανική αξιοπιστία.

Οι γωνίες και τα εξαρτήματα που είναι εγκατεστημένα πολύ κοντά στο ακροφύσιο αναρρόφησης, οι ακατάλληλοι μειωτήρες, το ανεπαρκές μήκος ευθύγραμμου σωλήνα, η υπερβολική ταχύτητα αναρρόφησης και η μεταφορά αέρα μπορούν όλα να διαταράξουν το πεδίο ροής εισόδου.

Για τις αντλίες διπλής αναρρόφησης και οριζόντιας σπαστής θήκης, η διατήρηση ισορροπημένης ροής και στις δύο πλευρές της πτερωτής είναι ιδιαίτερα σημαντική.

Η βασική αρχή είναι απλή:

Μια αξιόπιστη αντλία χρειάζεται ένα αξιόπιστο σύστημα αναρρόφησης.

Συνδυάζοντας τη σωστή επιλογή αντλίας με-καλά σχεδιασμένες σωληνώσεις αναρρόφησης, επαρκή υποστήριξη σωλήνων, ελεγχόμενη μεταφορά αέρα και κατάλληλες πρακτικές θέσης σε λειτουργία, οι χρήστες μπορούν να βελτιώσουν τη σταθερότητα της αντλίας, να μειώσουν τους κραδασμούς και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Η HNYB PUMPS παρέχει λύσεις βιομηχανικών φυγοκεντρικών αντλιών με βάση τις απαιτήσεις πραγματικής ροής, κεφαλής, υγρού, θερμοκρασίας, πίεσης και εγκατάστασης. Επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας για επαγγελματική επιλογή αντλίας και υποστήριξη εφαρμογών.