Зашто се перформансе центрифугалне пумпе могу разликовати од пројектоване криве у стварним применама

Када бирају центрифугалну пумпу, инжењери обично почињу са потребним протоком, напоном, ефикасношћу, својствима течности и условима рада. Произвођач затим даје криву перформанси или израчунату радну тачку.

Међутим, након инсталације, купци понекад открију да пумпа не ради тачно на очекиваном протоку, висини, снази или ефикасности.

Ово не мора да значи да је пумпа погрешно пројектована или произведена. Перформансе пумпе су резултат неколико фактора који међусобно делују. Коначни радни услови не зависе само од саме пумпе, већ и од хидрауличког система, флуида, инсталације, радне брзине, производних толеранција и услова мерења.

Разумевање ових фактора је важно приликом избора, пуштања у рад и решавања проблема центрифугалних пумпи.

 

 

1. Крива перформанси пумпе није цео систем

Крива перформанси центрифугалне пумпе описује однос између протока, висине, ефикасности, снаге и НПСХ при одређеној брзини и под дефинисаним условима. Међутим, стварна радна тачка је одређена интеракцијом између криве пумпе и криве система.

Системска крива представља укупну висину коју захтева систем цевовода при различитим брзинама протока, укључујући статичку висину и губитке од трења. Стварни проток се успоставља тамо где крива пумпе сече системску криву.

То значи пумпа дизајнирана да постигне100 м³/х на 60 м висиненеће аутоматски испоручити ту тачну тачку након инсталације.

На пример, стварни отпор система може бити већи због:

Цеви дужег или мањег{0}}пречника

Додатна колена, вентили или сита

Промене у статичкој надморској висини

Различити положаји вентила

Неочекивани губици притиска

Промене у оперативном систему

Како се отпор система мења, мења се и радна тачка пумпе.

Стога, поређење перформанси на терену са радном тачком каталога без разматрања системске криве може довести до нетачне дијагнозе.

 

2. Хидраулични дизајн је итеративни процес

Почетни хидраулички прорачун је само почетак развоја пумпе.

Дизајнери пумпи узимају у обзир потребан проток и главу, а затим развијају радно коло, спиралне или дифузорске пролазе, зазоре и друге хидрауличне компоненте. Рачунарска динамика флуида (ЦФД) се затим може користити за процену дистрибуције протока, стварања притиска, ефикасности, рециркулације, понашања кавитације и хидрауличних сила.

Дизајн ће можда требати неколико итерација пре него што се постигне жељени учинак. ПумпВоркс напомиње да чак и релативно мале промене геометрије лопатица, пролаза протока или унутрашњег зазора могу утицати на хидрауличне перформансе.

Због тога поуздан процес развоја пумпе не зависи од једног прорачуна или ЦФД симулације.

Типичан инжењерски редослед је:

Почетни дизајн → ЦФД анализа → Оптимизација дизајна → Механички преглед → Прототип/производња → Фабричко тестирање → Коначна валидација

Циљ је да се осигура да хидраулички модел на крају може постати продуктивна и тестирана пумпа.

 

3. Хидраулични дизајн мора да функционише са механичком производњом

Идеалан хидраулички модел постоји у рачунару, али готова пумпа мора бити ливена, обрађена, састављена и коришћена у стварном свету.

Можда ће бити потребно модификовати хидрауличне пролазе да би се прилагодили:

Захтеви за ливење

Дебљина зида

Приступ машинској обради

Распоред вратила и лежаја

Дозволе за монтажу

Снага конструкције

Додатак за корозију

Захтеви за одржавање

Ливење и обрада такође уводе толеранције димензија. На пример, скупљање ливења, толеранције обраде, завршна обрада површине и зазори при монтажи могу утицати на коначну геометрију хидрауличних пролаза.

Из тог разлога, перформансе пумпе не зависе само од софтвера за хидрауличко пројектовање, већ и од производних могућности и контроле квалитета.

 

4. Тестирана пумпа се може разликовати од криве из општег каталога

Друга важна тачка је разлика између аопшта објављена криваи асертификована крива перформанси.

Хидраулични институт објашњава да објављена крива пумпе представља очекиване карактеристике модела пумпе, док се цертифицирана крива односи на одређену купљену опрему пумпе и радног кола и може укључивати примјењиви стандард за испитивање прихватљивости и разред.

Ова разлика постаје посебно важна за индустријске пројекте.

Пумпа изабрана из породичне криве може имати неколико могућих:

Величине пумпи

Пречници радног кола

Брзине

Конфигурације

Хидраулички дизајни

Коначну произведену јединицу стога треба проценити коришћењем одговарајућих{0}}специфичних података за пумпу и, када то захтева спецификација пројекта, тест прихватања перформанси.

Фабричко тестирање је завршна фаза валидације која повезује пројектни модел са завршеном физичком пумпом.

 

5. Испумпана течност мења перформансе

Многе објављене криве центрифугалне пумпе су засноване на води под одређеним условима испитивања. Стварне процесне течности могу се понашати другачије.

Вискозност је посебно важна. У поређењу са чистом водом, вискознија течност генерално повећава хидраулички отпор унутар пумпе, што може смањити проток, висину и ефикасност уз повећање улазне снаге. Хидраулични институт пружа методе корекције за процену перформанси центрифугалне пумпе са вискозним течностима.

Остала својства такође могу утицати на резултате апликације, укључујући:

Густина

Вискозност

Температура

Притисак паре

Присуство чврстих материја или гаса

Према томе, крива пумпе генерисана водом не треба аутоматски да се третира као тачна крива перформанси за сваку процесну течност. Податке произвођача треба проценити коришћењем стварних услова течности.

 

6. Битни су брзина и пречник радног кола

Перформансе центрифугалне пумпе у великој мери зависе од брзине ротације и геометрије радног кола.

Промена радне брзине мења криву пумпе. Слично, обрезивање радног кола мења доступну главу и резултујућу радну тачку. Хидраулични институт посебно идентификује брзину пумпе и подрезивање радног кола као факторе који могу да промене криву пумпе и радно стање система.

Ово је посебно релевантно за пумпе које покрећу мотори са -променљивим фреквентним погонима.

Ако се стварна брзина мотора разликује од услова коришћеног за оригиналну криву, поређење измерених перформанси поља директно са том кривом може довести до погрешних закључака.

 

7. Инсталација може да промени стварне{1}}светске перформансе

Чак и када сама пумпа испуњава своје фабричке захтеве испитивања, лоша инсталација може утицати на перформансе на терену.

Усисни цевовод је посебно важан. Поремећаји протока узроковани оближњим кољенима, вентилима, редукторима или другим фитинзима могу смањити перформансе пумпе и повећати ризик од кавитације, пулсирања и прекомерних хидрауличних сила. Хидраулични институт препоручује одговарајуће усисне{2}}распореде цевовода и довољне праве-дужине цеви за различите конфигурације.

Остали фактори инсталације укључују:

Нетачно поравнање пумпе

Напрезање цеви

Неадекватни услови усисавања

Ваздух који улази у усисни вод

Лоша основа или фуговање

Неправилан положај вентила

Неправилна локација инструментације

Ови проблеми могу изгледати као "проблеми са перформансама пумпе" иако је њихово стварно порекло систем за пумпање.

 

8. Мерења на терену морају се правилно тумачити

Испитивање учинка треба да мери више од једноставног „протока“ и „притиска“.

Корисна процена на терену може укључивати:

Брзина протока + усисни притисак + притисак пражњења + брзина пумпе + снага мотора + својства флуида + вибрације + температура

Укупна висина пумпе се мора израчунати на основу релевантних услова усисавања и пражњења, уместо да се ослања на један манометар. Материјали за обуку Хидрауличког института идентификују тестирање пумпи, инструментацију, прорачун укупног-напона, прорачун ефикасности, НПСХ и решавање проблема као међусобно повезане делове процене{2}}система пумпе.

Локација мерења и тачност инструмента такође су важни. Манометар инсталиран далеко од млазнице пумпе може укључити додатне губитке у цевоводу који не би требало да се приписују директно пумпи.

 

9. Како смањити разлику између предвиђеног и стварног учинка

Поуздан инжењерски приступ треба да узме у обзир цео систем пумпе, а не само пумпу.

Пре наручивања:

Дефинишите стварни проток, висину, флуид, температуру, брзину и радни опсег.

Израчунајте системску криву уместо да се ослањате само на номиналну радну тачку.

Проверите услове НПСХ и усисне цеви.

Потврдите изабрани пречник радног кола и снагу мотора.

Затражите податке о{0}}специфичним перформансама пумпе када је то потребно.

Одредите фабричко тестирање перформанси за критичне апликације.

Након инсталације:

Проверите поравнање и постављање цеви.

Потврдите стварну брзину пумпе.

Проверите услове усисавања и пражњења.

Измерите проток, притисак, снагу и вибрације.

Упоредите израчунату радну тачку са кривом пумпе и кривом система.

Овај приступ помаже у разликовању апроблем дизајна пумпеод апроблем са системом или инсталацијом.

Перформансе пумпе у стварном{0}}свету су резултат интеракције између дизајна пумпе, производње, особина течности, хидраулике система, инсталације, рада и мерења.

Крива перформанси је суштински инжењерски алат, али је никада не треба посматрати изоловано.

Када теренска пумпа не постигне очекивани проток или висину, исправан приступ је да се испита цео систем-од хидрауличког дизајна пумпе и конфигурације радног кола до цевовода, радне брзине, особина течности и методе мерења.

Комбиновањем тачног избора пумпе, одговарајућег тестирања, контролисане производње и правилног пуштања система у рад, јаз између предвиђених и стварних перформанси може се значајно смањити.