Основни ревери

В това първо пост от 2018 г. искам на първо място да ви раздвижа някои от темите, по които ще пиша през годината. Възнамерявам да продължа със същата техническа и практическа линия, която характеризира публикациите, публикувани миналата година, тъй като крайната ми цел е да съобщавам техническите знания възможно най-ефективно. Основният сектор, за който ще прочетете в моя блог, ще бъде напояването на селското стопанство и специално ще посветя добра част от съдържанието на механизмите за контрол на параметрите, които се намесват в провеждането на вода под налягане. Смятам също да пиша за евакуацията на вода в сградите, както и за гражданската канализация, теми, които са много интересни за мен. Във всеки случай ще видите, че ще има записи, които, въпреки че се отнасят до напояването, могат да бъдат разширени и в други области, тъй като в крайна сметка общият фактор е водата. От друга страна, имам проект, за който се надявам да ви информирам скоро по този начин, веднага след като бъде стартиран. Накрая ви каня да участвате във форумите, генерирани с публикуваното съдържание. Вашите коментари винаги ще бъдат добре дошли и ще служат като допълнение към текстовете.

някои

И сега, без повече шум и благодарности за интереса и участието ви, нека видим тази първа вноска.

Пише в един от последните пост че за да прехвърляме вода от една точка в друга, се нуждаем от енергия и че тази енергия може да се подава към течността по два начина: или чрез разлика във височината, или чрез използването на външен механизъм като помпа.

Има много видове помпи, но за да задвижваме вода, тези, които ни интересуват, са центрофуги.

Той обясни в друг запис, че центробежната помпа е хидравлична машина, съставена от работно колело или работно колело който, задвижван отвън с помощта на мотор, предава на водата необходимата енергия за получаване на определено налягане. Тялото на помпата o превъртане получава течността, която идва от шофиране и, поради своята специална конструкция, той преобразува своята кинетична енергия в енергия под налягане. Центробежната помпа се основава на много прост принцип: водата се насочва към центъра на работното колело и с помощта на центробежната сила се изхвърля към периферията на лопатките, насочена към изходния дифузор.

В центробежната помпа се комбинират два вида тръби: смукател за насочване на водата към работното колело и импулс за пренасяне на водата до местоназначението. И двете имат своите особености, както ще видим веднага.

Реклама

Предишното изображение представлява височините, които центробежната помпа трябва да преодолее, за да премести водно тяло от дадена равнина в по-висока равнина, в този случай резервоар, въпреки че може да е ферма, напоителна машина или сервизна мрежа, за да даде някои примери.

Ако нямаше тръба на изхода на помпата, енергията на водата ще се разсейва в атмосферата и целият процес ще завърши там. Въпреки това, тръбата и налягането, което водата оказва върху стените си, принуждават течността да поеме единствения възможен път, което я кара да циркулира през мрежата с дадено налягане и скорост.

Скорост на водата

Освен хидравличните разсъждения, при всички изпомпвания трябва да се определят икономически критерии, за да не се харчи повече от необходимото за енергия.

Размерът на всмукателния отвор и нагнетателния отвор на помпите показва само минимален размер на тръбите. Това е важно.

Оразмеряването трябва да се направи така, че скоростите да са както максимум следното:

Всмукателна тръба: 1,5 m/s

Изпускателна тръба: 2,5 m/s

  • Скорости по-ниски от 0,6 m/s обикновено причиняват утаяване.
  • Скорости по-високи от 3,5 m/s могат да причинят ожулвания, освен високата консумация на енергия в резултат на генерираните загуби на налягане.

Минерални частици като пясък и тиня се движат във водата за напояване, особено когато водата идва от сондажи. Преди да стигнат до филтърната станция, те влизат в контакт с помпените механизми и други елементи на инсталацията. Високите скорости на водата, както и високите работни скорости на работното колело на помпата ускоряват процеса на износване на тези механизми поради триенето на частиците.

Диаметърът на тръбопровода (смукателен и изпускателен) се получава като:

д вътрешният диаметър на тръбата в mm

v скоростта на водата в m/s

Въпрос: дебитът в m3/h

Кавитация

Ако помпата работи с прекомерно засмукване, налягането на входа на смукателния отвор на помпата може да намалее, докато достигне парното налягане на водата. След това ще се освободят мехурчета от пара, които, след като налягането в работното колело бъде възстановено, ще предизвикат силни имплозии и ще причинят сериозни повреди на механизмите.

Въпросът за кавитацията, поради неговата важност, разгледах в две предишни публикации, една от които със заглавие: Какво е кавитация? Как да го избегна? " а другият озаглавен: „Какво е и как е NPSHdisp. на центробежна помпа ". Можете ли да го направите щракнете върху заглавията, за да ги консултирате.

Аспирация

Вече коментирахме, че максималната скорост в смукателната тръба трябва да бъде ограничена до 1,5 m/s. В смукателните колектори за две или повече помпи тази скорост обикновено ще бъде ограничена до 1 m/s.

Страничните връзки в смукателните колектори за предпочитане са направени под ъгъл от 30 до 45 градуса спрямо основната линия, както е показано на фигурата.

За да получим подходящия диаметър на колектора, трябва да прибегнем до израза Q = vS и изчистете стойността на колекторната секция, тъй като са известни както потокът, така и скоростта на водата.

Потапяне в смукателния резервоар

Потапянето (С) е височината на течността, необходима над входящия участък на смукателната тръба на помпа или крачен клапан, за да се избегне образуването на вихри (вихри), които могат да повлияят на правилното функциониране на помпата.

Образуването на тези вихри се дължи главно на депресия, причинена от:

  • Всмукване на помпата.
  • Лошото му разположение в смукателната камера.
  • Неравномерно разпределение на потока.

Минималната стойност на потапяне се получава от следната формула:

С е потапянето в метри.

v е скоростта на водата в m/s

ж, ускорението на гравитацията (9,81 m/s2)

В предишното изображение можете да видите концепцията за потапяне. Когато височина С е по-малко от изчисления минимум, липсва потапяне с риск от образуване на вихри и навлизане на въздух с течния поток. Липсата на потапяне не причинява кавитация, но внася количества въздух в проводимостта, които могат да бъдат вредни, както и да причиняват досаден шум и вибрации.

За да се намалят ефектите, когато не може да се постигне минимално потапяне, се препоръчва следното:

  • Увеличете входния участък (поставяне на чадъри, по-голям диаметър на смукателната тръба и др.)
  • Инсталирайте плаващи или потопени дялове, които премахват турбуленцията.
  • Използвайте плаващо дърво около смукателната тръба, както и пластмасови шамандури и всичко, което може да предотврати образуването на вихри или вихри на водната повърхност.

Регулиране на потока на центробежни помпи

Във всяка инсталация, било то напояване, захранване или пренос на вода, изчисленията трябва да се извършват за номиналните потоци, за да се оразмерят правилно всички елементи на тръбопровода. Въпреки това, поради колебания в употребата, понякога е необходимо да се работи дълго време при условия по-ниски от номиналните.

Следователно, поради променливостта на консумацията на вода, понякога ще е необходимо да се модифицира потокът на помпата, за да се адаптира към изискванията на услугата. Тази модификация или регулиране на дебита може да се извърши по различни начини. Ще видим три метода: чрез използване на дроселна клапа, чрез паралелно инсталиране на помпи и накрая чрез задвижване с променлива скорост.

да се) Дроселова клапа

Чрез активиране на регулиращ клапан на изхода на помпата, ние можем да ограничим потока вода и да модифицираме импулсния поток, създавайки допълнителна загуба на налягане. Тази процедура значително намалява производителността, няма икономия на енергия, ефективността на помпата намалява и помпата винаги работи на максималната си скорост, но това е много прост метод и следователно лесен за възприемане. Промяна в потока предполага увеличаване на надморската височина, следователно по-високо от необходимото, както може да се види на следващата графика:

б) Помпи, свързани паралелно

Паралелно свързани помпи често се използват, когато:

  • Необходимият дебит е по-висок от този, който може да достави обикновена помпа.
  • Системата има изисквания за променлив дебит, които се постигат чрез активиране и деактивиране на помпите, свързани паралелно.

Обикновено помпите, свързани паралелно, са от същия размер и тип. За да се избегне байпас на циркулацията от помпите, които не работят, възвратният клапан е свързан последователно с всяка от помпите.

Кривата на производителност за система, състояща се от няколко помпи паралелно, се определя чрез добавяне на дебита, подаван от помпите за конкретна глава.

Фигурата по-долу показва система с две еднакви помпи, свързани паралелно. Кривата на общата производителност на системата се определя чрез добавяне Q1 Y. Q2 за всяка напорна стойност, която е еднаква за двете помпи, Н1 = Н2. Тъй като помпите са идентични, получената крива на помпата има същия максимален напор (Hmax), но максималният поток (Qmax) това е двойникът. За всяка стойност на напора потокът е двойно по-голям от този за една помпа в експлоатация: Q = Q1 + Q2

° С) Вариатор на скоростта

Честотен или скоростен вариатор е електронно устройство, което, като променя честотата на захранването, променя скоростта на въртене на електрическите двигатели. Задвижването с променлива скорост променя характеристичната крива на помпата, като я адаптира към системните изисквания и осигурява икономия на енергия. Това е една от формите на регулиране на помпеното оборудване, най-често възприемани на практика, тъй като производителността почти не се променя при промяна на работната скорост, постигайки значителни икономии на енергия.

Нека да видим следната графика. Да предположим, че търсенето на вода в дадена инсталация варира от потока Q1 при поток Q2 [трябва да се изясни, че потокът Q1 винаги ще бъде изчислителният поток, т.е. максималният изискан, следователно цялото движение в графиката ще бъде наляво -до по-нисък поток-]. На графиката можем да видим, че в ситуация, при която потокът се регулира от клапан, работната точка на помпата, когато е изправена пред новото потребление на потока, ще бъде (2), с последващото увеличение на манометричната глава З..

Ако имаше регулиращо управление чрез задействане на вариатор на скоростта, работната точка на помпата сега щеше да бъде разположена на (2 '), поддържайки постоянната манометрична глава (H = cte) и водеща до намаляване на налягането. консумира се чрез намаляване на скоростта на въртене на захранващия пакет. Това е много ефективна система от енергийна гледна точка, тъй като не се въвеждат допълнителни загуби.

Продължавайки с графиката, обърнете внимание, че като променяме скоростта на помпата от H1 до H2 ', можем да преминем от дебит Q1 за сметка Q2, без увеличаване на товара (H = cte). Напротив, новото натоварване на H2 ’е много по-ниско от това, което би се получило с използването на дроселова клапа (H2).

В случай на регулиране на клапаните, опростената хидравлична мощност ще бъде:

За случая на използване на вариатора опростената хидравлична мощност ще бъде:

P ’= Q2 · H2’ което е много по-малко от P.

Задвижването с променлива скорост е свързано към двигателя на помпата и се управлява от контролния панел на помпеното оборудване.

На следващото изображение виждаме кутията с вариатор на скоростта, монтиран вътре в контролната кутия в помпена къща (каталог POWER ELECTRONICS)

В случай на напоителни системи, във вариатора се задава или дебитът, или помпеното налягане. Обикновено налягането ще бъде настроено и за това в мрежата е инсталиран преобразувател на налягане, който представлява електронно устройство, отговарящо за преобразуването на стойността на налягането в аналогов електрически сигнал, който може да бъде интерпретиран от вариатора. Вариаторът ще поддържа манометричната глава (H) постоянен и ще променя скоростта на въртене на двигателя на помпата, тъй като необходимият поток варира, както е обяснено.