Центробежные спиральные насосы
Гидравлическая эффективность: Форма и расстояние между лопатками рабочего колеса оказывают влияние на общую эффективность насоса. Хотя в идеале рабочее колесо будет иметь бесконечное число лопастей, реальный мир ограничивает нас в 6:55 четкие водяные насосы, и еще меньше для насосов, которые обрабатывают большие твердые частицы.
Кроме того, поток всегда будет точно параллельно поверхности лопасти, но этого не произойдет либо. Как ни странно, если дизайнер следующие несколько хорошо документированных правил, рабочее колесо потери эффективности лопасти остаются относительно плоский (около 2,5 процента) по определенной скоростью (Ns) от 500 до 7000.
Диск трения, который в результате контакта между жидкостью и крыльчатки кожухи и центр поверхности, может снизить эффективность рабочего колеса еще 4 до 15 процентов на определенных скоростях ниже 2000, но снижается до 2 процентов или менее определенной скоростью 3000 и выше. В зависимости от дизайна, рабочее колесо может снизить общую эффективность насоса, всего 4,5 процента, или столько, сколько 17,5 процента.
Спиральным также играет важную роль в эффективности насоса. При определенных скоростях ниже 2000, потерь на трение в диапазоне от 1 до 2,5 процента, но потери могут подойти 10 процентов в определенной скоростью 5000 и выше. Как правило, спиральный дизайн начинается с горла (см. Рисунок 1).
Его площадь поперечного сечения определяют скорость потока из улитке. Поток через горло и другие части корпуса по закону постоянного момента. Таким образом, дизайнер будет пытаться избежать резких изменений в своей почти круговой геометрии, постепенно увеличивая ее объем.
Другая важная область спиральной является зазор между внешней окружности колеса и что из спиральной языка или волнорез. Поскольку это расстояние становится больше, увеличивается объем жидкости избегает вхождения в спираль горло и рециркуляцию обратно в спиральном случае. Наименьшее расстояние, которое не приводит к пульсации давления во время проходящего лопасть будет производить лучшую эффективность. Как правило, от 5 до 10 процентов рабочего колеса радиусом, как правило, безопасные значения. В следующем разделе рассказывается об этом более подробно, сравнивая эффективность, что в результате обрезки рабочего колеса по сравнению с изменением ее скорости вращения.
Объемный КПДНезависимо от того объемный КПД центробежного насоса является функцией спиральным или рабочего колеса является спорным (это, вероятно, и другое), но я включу его влияние здесь. Объемный КПД представляет власть, утраченных в результате утечки течь через ношение кольца, лопасти зазоры перед полуоткрытых колес и балансировка отверстия в задней части кожуха.
Утечки обычно возрастает с уменьшением конкретные скорости, расхода или комбинация этих двух. Например, в определенной частотой 500 и поток 100 литров в минуту, утечки может составлять до 7 процентов от общей потребляемой мощности. В 2000 галлонов в минуту, она снижается примерно на 2 процента. При более высоких скоростях и конкретные потоки, объемные потери могут быть столь же низко как 1 процент.
Механический КПДПоследняя часть головоломки КПД насоса является то, что механические потери, хотя некоторые из этих потерь не всегда включается в опубликованном кривые эффективности. В случае кадр монтажа насоса, эти потери вызваны вал подшипников и механического уплотнения и упаковки. Для моноблочные насосы, подшипники потери фигурировали в КПД двигателя. Опять же правило следует, что объемной эффективности и потерь возрастет поток и / или конкретных снижения скорости.
Если же значения удельной скорости потока и, как и в объемном примере используются, можно ожидать потери 5 процентов и 1 процент за рамки монтажа насоса. При более высоких скоростях и конкретных потоков, механических потерь может упасть ниже 1 процента.
Упрощенная общей эффективности
Комбинированная эффективностьЕсли посмотреть на общую эффективность насоса в эксплуатацию, эффективность водителя должны быть включены, и во многих случаях, что водитель будет электродвигатель. Когда энергетической независимости и безопасности 2007 года вступил в силу в декабре 2010 года, он поднял планку на КПД двигателя. Сегодня все новые двигатели должны соответствовать премии стандарты эффективности. Очевидно, что более высокая эффективность двигателя увеличивается, общая эффективность насосной системы, но на сколько? Как рассчитать эффективность комбинированных насосов и двигателей?
Когда я задаю этот вопрос в моих классах гидравлики, общий смысл ответа в том, что это среднее из двух эффективности. В конце концов, эффективность двух или более насосов, работающих параллельно, равен среднему их индивидуальной эффективности в местах их эксплуатации.
Однако, когда машины работают в ряд, их совокупная эффективность различна. Так же, как общая эффективность центробежного насоса является продуктом нескольких внутренней эффективности, так же как и общий КПД насоса и его водитель.
Общий КПД электродвигателя и центробежного насоса (провода жидкости или провод к эффективности использования водных ресурсов) есть произведение отдельного эффективности. Иногда это трудно представить за счет единиц измерения, используемых для расчета двух эффективности. Рисунок 2 упрощает это с помощью одной единицы измерения, которые могут быть использованы для описания работы любого компьютера. Это устройство представляет собой «мешок» энергии.
В этом примере, двигатель потребляет 10 мешков и производит 9 мешков, поэтому его эффективность составляет 90 процентов. Насос потребляет 9 мешков предоставляемых двигателя и производит 7, так что его эффективность составляет 78 процентов. Таким образом, на каждые 10 мешков энергии, потребляемой двигателем, 7 мешков производится насосом, а общая производительность системы на 70 процентов (7 мешков / 10 мешков).
Это подтверждает, что произведение двух отдельных эффективности является общая эффективность системы (90 процентов х 78 процентов = 70 процентов). Если эта система управляется с помощью VFD с КПД 97 процентов, общая эффективность будет снижена до 68 процентов (на полной скорости, 60 Гц). Это более низкая эффективность является результатом трех отдельных эффективности.
В следующем месяце, в столбце будет охватывать экономии средств, что может быть достигнуто за счет снижения скорости, а не обрезки рабочего колеса.
Насосы и системы , апрель 2012
Об авторе: Джо Эванс отвечает за клиентов и сотрудников образования в PumpTech, Inc, насос и упакованные производителем и дистрибьютором системы с филиалами во всем Тихоокеанском Северо-Западе.
