Примеры решения проблем с насосом

Поток и давление вниз по течению важны, но условия на входе насоса также требуют внимания при проектировании.Объемные насосы, в частности, поршневые и перистальтические типа, создают пульсирующий поток, что приводит к разрушительным вибрациям и скачков давления. Это поток импульсов происходит из-за жидкостную камеру насоса или камеры постоянно заполнена жидкостью на входе инсульт и затем выслан в разряд инсульта.

Как правило, расход потока от насоса не является линейным. Поток от поршня или мембранный насос, например, ускоряет в начале насоса инсульта, достигает максимальной скорости в середине и замедляется до нуля поток в конце хода. В то время как поток ускоряется и замедляется, давление жидкости при выписке насоса увеличивается, а уменьшается.

Пик потока от насоса может быть столько, сколько 3,14 раза выше среднего или среднего течения, создавая явление ускорения головы, которые необходимо учитывать при проектировании жидкости насосной системы.

Проектирование и строительство насосной системы жидкость часто сосредоточены на обеспечении требуемого давления и потока достигается на выходе из насоса. Это очень важно, конечно, но ускорение головы еще один важный фактор, чтобы рассмотреть.

Часто условия входе насоса не дают должного учета в системе дизайна. С объемные насосы, особенно поршневые типа, важно включать в себя полный анализ дизайна условиях входе насоса.

Два компонента на входе или всасывания насоса, которые необходимо учитывать для достижения требуемого давления в системе и потока чистый положительный всасывания требуется (NPSHR), а чистая гидравлическим напором доступны (NPSHa). NPSHR является функцией конструкции насоса и определяет количество NPSHa на входе насоса для предотвращения более 3 процентов мощности падение указанного потока жидкости, в том числе вознаграждения за ускорение головы.

NPSHR должны быть поставлены производителями насосов. NPSHa абсолютное давление выше давления паров жидкости доступны на входе насоса. При работе с объемные насосы, NPSHa часто выражается как чистый положительный давление на входе в наличии (NPIPA) и чистое положительное давление на входе требуется (NPIPR). Эти термины отражали использования единиц измерения давления, а не ногами. Как только ноги глава рассчитывается, она легко превращается в бар.

В этой статье рассматривается ускорение головы компонент, который часто забывают или дают слишком мало думал в расчете NPSHa. Итак, что же это часто упускается из виду явление? Помните, что объемные насосы дизайн, особенно поршневого типа, запускать и останавливать поток с каждым ударом. В зависимости от количества поршней или камер, полная остановка может произойти или перекрытие может существовать от камеры к камере. Массы жидкости на всасывающей линии насоса должен быть запущен и остановлен с каждым насосом инсульта. Насос должен расходовать энергию для ускорения жидкости в насос во время хода всасывания и затем остановить входящего потока на разряд инсульта.

Это компонент ускорения глава NPSHa для поршневых насосов и может быть рассчитана по общепринятой формуле показано ниже. Это уравнение не является исчерпывающим достаточно, чтобы объяснить сжимаемости жидкости или эластичность компонентов, но будет служить и в большинстве приложений.
га = LVnC
           Кг
Где:
га = Ускорение головы в ноги
L = Длина всасывающей линии в футах
V = скорость в линии всасывания в футах в секунду (FPS)
п = насоса скорость циклов в минуту (CPM)
* С = постоянная (с помощью насоса типа)
* Постоянное Тип насоса
0,200 дуплекс одностороннего действия (мембранный насос)
0,115 дуплекс двойного действия
0,066 триплекс одного или двойного действия
0,040 quintuplex одного или двойного действия
0,028 septuplex одного или двойного действия
0,022 nonuplex одного или двойного действия
* K = коэффициент, представляющий взаимный доли теоретической главы ускорения, которые должны быть предоставлены, чтобы избежать заметных нарушений в линии всасывания
* К жидких
2,5 Горячее масло
2,0 большинства углеводородов
1,5 амин, гликоль, вода
1,4 Де-газированной воды
1,0 Мочевина и жидкостей с небольшим количеством вовлеченного газа
г = гравитационная постоянная (32,174 ft/sec2)
Компоненты скорости в уравнении можно найти в доступной таблиц или вычисляется по формуле:
V = 0,4085 Q
                  D ²   
Где:
V = скорость в футах / сек
Q = расход в галлонов в минуту
D = внутренний диаметр трубопровода

Ускорение головы, иногда называют инерцией давления на стороне всасывания насоса может быть положительным, отрицательным или оба, но оно должно всегда рассматриваться по-разному.


Устойчивый поток государства
Как отмечалось ранее, объемные насосы имеют максимальный поток в ход более чем в три раза средний поток в связи с характером их накачки действия. Один из крупнейших одной ошибки, допущенные разработчикам, чтобы начать NPSHa расчеты со ссылкой на стандартные таблицы напорных труб потери и используя средние числа потоков определяются требования к системе проектирования. Данные таблицы показывают, потери давления на основе постоянного потока государства. Тем не менее, кратковременный пиковый расход будет выше, на каждый удар, и это более высокий уровень должна быть использована для определения потери трения.

Разница в потери на выходной стороне насоса обычно можно преодолеть на добавленную энергии накачки, но небольшие различия на входе может иметь решающее значение для ограничения NPSHa. Большие диаметр трубы, повышенный источник питания или короче всасывающего трубопровода может потребоваться. Это простая и распространенная ошибка, которая может иметь серьезные последствия для ожидаемых прогнозов потока.

Кавитация
Потому что жидкость на входе трубопровода была остановлена ​​в связи с исполнением ход насоса, он должен быть ускорен насос на входе инсульта. Чтобы сделать это, особенно в условиях низкой NPSHa, область низкого давления на входе насоса создается. Если ускорение понижает давление, необходимое давление на входе ниже давления паров жидкости, то испарение и последующая кавитация может произойти. NPSHa расчеты должны быть сделаны, в том числе ускорение потери, потому что вход системы имеют положительного давления в стационарных условиях, которые могут пойти отрицательным в начале входной ход насоса.

Высота всасывания
Одним из преимуществ объемных насосов является их способность к самостоятельной премьер условиях всасывания. Пневматические мембранные и перистальтические насосы, например, может сам премьер-до целых 20 футов подъема, в то время как контролируемые дозирующих насосов объем, как правило, ограничивается 3 до 5 метров. Ускорение головы потери в этих условиях должна быть рассчитана тщательно и может быть разница между возможностью самостоятельного премьер вообще и требует какой-то помощи, такие как проверка или ноги клапаны на входе трубопровода. Размер и внутренняя отделка поверхности входной трубопровод может также влиять всасывания.

Несколько Насосы палаты
Насосы с нескольких насосных камер, таких как дуплекс и триплекс насосы, как правило, имеют меньшие потери ускорения головы в первую очередь, потому что, как только жидкость находится в движении, по крайней мере теоретически, небольшое количество непрерывного перекрытия потока существует как впускной клапан одной камеры в закрывается и на следующий палаты впускной клапан открывается. Оборотов насоса и газораспределения закрытие может повлиять на это. Отсутствие полного заполнения камеры насоса может происходить как жидкость сначала ускорили в одной камере, а затем должны быть перенаправлены на следующую камеру. Если достаточно времени не доступна для ударов, чтобы позволить каждой камере, чтобы заполнить полностью, насос повреждение может произойти. Аккумулятор типа входе стабилизатора, как правило, свести к минимуму это условие накопления количества жидкости доступны на входе насоса.

Положительное давление на входе
В то время как ускорение головы на входе или на стороне всасывания, как правило, отрицательные и вычитает из NPSHa, он может быть положительным. На самом деле, это может быть слишком положительным. В зависимости от профиля труб, поставки танков высоте, скорости насоса и последовательность закрытия клапана, слишком много положительного давления может привести.

В большинстве случаев применения, впускной клапан насоса (ы) быстро клапанами закрытия. Когда клапан закрывается быстро от текущей жидкости, быстрое изменение скорости происходит и скачок давления, который часто называют в качестве гидравлического удара может произойти. Величина скачок давления является функцией массы жидкости, скорость потока и скорость изменения скорости. Если гидравлический удар или скачок давления является достаточной величины, это может повредить системе входе компоненты, такие как пластиковые трубы, манометры, уплотнения и другие компоненты.

В дуплексных насосов, особенно пневматический двойной мембранные насосы, этот скачок давления может быть особенно опасно для диафрагм насоса. В жидкости останавливает закрытие одного впускного клапана, впускной клапан противоположной камеры открывается. Скачок давления осуществляется потоком утечки жидкости бросается в камере заполнения и врезается в диафрагме, растяжения и ослабления его до преждевременного выхода из строя происходит. Чтобы минимизировать этот скачок давления, скорости потока жидкости должно быть проведено ниже критической скорости для системы. Чтобы предотвратить скачок давления от происходящих в первую очередь, вход аккумулятора может быть установлен на входе насоса для сбора жидкости во время закрытия клапана.

Свернуть ускорения головы
Другие факторы, находящиеся вне этого обсуждения должны быть учтены при проектировании входной конфигурации любого насоса, но ясно, когда объемные поршневые насосы участвуют, ускорение головы является одним из важнейших факторов, которые необходимо решать. Сведение к минимуму негативные последствия ускорения головы на стороне всасывания насоса может быть достигнуто разными способами. Некоторые из них обсуждаются в этом разделе.

Насосы и трубопроводы
Следующие изменения и дополнения в насосы и трубопроводы могут повлиять на ускорение головы:

Увеличение диаметра трубы снизить потери на трение и скорости жидкости.
Убедитесь, что имеется прямая труба, по крайней мере от 10 до 15 диаметров трубы на входе насоса для минимизации турбулентности.
Поместите насос как можно ближе к источнику питания, чтобы уменьшить массу, которая должна быть reaccelerated на каждый удар и снизить потери на трение.
Ликвидация столько поворотов и локти во всасывающей линии насколько это возможно. Используйте широкие локти, а не на 90 градусов локти.
Использование большого насоса, чтобы обеспечить медленный ход скорости. (Это может быть дорогостоящим решением.)
Используйте всасывающий трубопровод от 1,5 до 2 раз размер входного отверстия насоса, чтобы уменьшить потери на трение и обеспечить достаточное количество жидкости в камере насоса (ов). Внимание: Большие всасывающего трубопровода может неблагоприятно сказаться всасывания.
Использование насосов с несколькими камерами, чтобы уменьшить потери ускорение головы. Это дорогое исправить, и несколько насосов камера может вызвать кавитацию проблем.

Опускной
Опускной могут быть использованы для контроля ускорения головы, обеспечивая области накопления и выпуска перекачиваемой жидкости, как впускной клапан насоса попеременно открываются и закрываются. Стояка должен быть по крайней мере в 1,5 раза больше диаметра трубы она установлена ​​на и, как правило, высокий, как расходный бак с насосом. Он должен быть установлен в пределах 25 диаметров трубы от входа насоса (желательно в течение 10 диаметров трубы).

Он также должен будет ограничен и обычно выбрасывается в расходный бак. Опускной никогда не могут быть использованы в приложении всасывания, потому что воздух может быть втянутыми в поставку труб.

Другой недостаток стояки, что они могут стать заболоченными и неэффективными, когда пузырьки воздуха в верхней части становится увлекаются в жидкости накапливается в стояк.

Вход стабилизаторы
По сути гаситель пульсаций, стабилизатор входе имеет гибкую внутреннюю диафрагму или мочевой пузырь для предотвращения смешивания жидкой системы с газовым зарядом стабилизатора. Правильно размера и установлены в течение 10 ти труб диаметром входе насоса, он, как правило, уменьшить потери давления ускорение до менее чем 3 или 4 бар. Это происходит за счет накопления жидкости во время разряда ход насоса и выпуская жидкость обратно в линию всасывания при входе ход насоса.

В результате, стабилизатор входного использует запасенную энергию сжатого газа reaccelerate жидкость обратно в линию всасывания. Она будет работать только на жидком между ним и входом насоса так нужное место является критическим.


Входе стабилизатора позволяет снизить потери давления ускорение .

Входе стабилизатора по существу работает бесплатно, потому что энергия, затрачиваемая насосом, чтобы остановить поток, закрывая впускной клапан на нагнетательной ход возвращается, когда в том же энергии, накопленной в сжатых газов стабилизатора выталкивает накопленной жидкости обратно в линию всасывания, как впускной клапан накачки открывает. Это, конечно, свести к минимуму работу насоса в reaccelerating жидкости на всасывающей линии. Пульсации и колебания давления сводятся к минимуму, и почти постоянный поток жидкости можно получить на входе насоса.

Традиционно, как и стояки входе стабилизатора требовалось положительное давление доступны для насоса, но и не особенно эффективны в приложениях всасывания. Тем не менее, вход стабилизатора модели теперь доступны, которые могут быть использованы как в положительном давлении и приложений всасывания. Эти модели имеют устройство Вентури управления, который может либо прямое давление на входе стабилизатора положительного давлении или создать частичный вакуум, чтобы помочь в приложениях всасывания.

В приложениях всасывания, жидкость может отойти от входе насоса, как впускной клапан закрывается. Вакуума на газ стороны стабилизатора будет тянуть продукта в единицу и на мгновение удерживать его до впускной клапан открывается всасывающий ход насоса.

Опять же, идея накопления жидкости вблизи входе насоса так, чтобы весь столб жидкости не должно быть ускорено. Этот тип стабилизатора входе не будет оказывать помощь в начальный грунтовки насос, но приведет к снижению энергии накачки раз насоса загрунтовать.

Как правило, гаситель пульсаций в насосе разряда должна быть не менее 15 раз объем жидкости камеры насоса, в зависимости от количества насосных камер. Входе стабилизатора должна быть по крайней мере, такого же размера и, желательно, в 1,5 раза размер гаситель пульсаций. На входе, или сопла, на стабилизаторе должно быть по крайней мере, такого же размера, как труба, на которой он установлен. Расхода газа на входе стабилизатора будет зависеть от конкретного применения в соответствии с указаниями производителя.

Заключение
Эта статья предназначается, чтобы быть общий принцип, чтобы читатель знать факторы, которые необходимо учитывать при проектировании входных трубопроводов для объемных насосов систем, в частности, приложений с использованием поршневых и перистальтических насосов. Ускорение головы, часто упускается из виду и не понял, было подчеркнуто.

В то время не была сделана попытка дать конкретные рекомендации для проектирования инженерных систем входе, цель заключается в предоставлении полезной информации о дизайн критерии эффективной и действенной системы обработки жидкости.