1.Kaj je črpalka?
Odgovor: Na splošno se vsak stroj, ki dviguje tekočine, prenaša tekočine ali povečuje pritisk tekočin, to je, pretvarja mehansko energijo glavnega motorja v energijo tekočine, skupaj imenuje črpalka.
2. Razvrstitev črpalk?
Odgovor: Uporabe črpalk so različne. Glede na načelo delovanja jih lahko razdelimo v tri glavne kategorije:
① Volumenska črpalka ② Lopatna črpalka ③ Druge vrste črpalk
3. Kako deluje volumetrična črpalka? Lahko navedete primer?
Odgovor: Izkoristite občasne spremembe delovne prostornine za prenos tekočine.
Na primer: batne črpalke, batne črpalke, membranske črpalke, zobniške črpalke, batne črpalke, vijačne črpalke itd.
4. Kako deluje lopatna črpalka? Navedite primer?
Odgovor: Uporaba interakcije tekočine znotraj rezil za transport tekočine.
Na primer: centrifugalne črpalke, mešane-črpalke, aksialne-črpalke, vrtinčne črpalke itd.
5. Kako deluje centrifugalna črpalka?
Odgovor: Centrifugalna črpalka prenaša mehansko energijo iz glavnega motorja na tekočino z delovanjem rotirajočega tekača. Med postopkom, ko tekočina teče od vhoda do izstopa rotorja, se povečata njena energija hitrosti in energija tlaka. Tekočina, ki jo izpušča rotor, se pretvori v tlačno energijo v izhodni komori in nato pošlje ven po izpustnem cevovodu. V tem času nastane vakuum ali nizek tlak na strani vhoda rotorja zaradi izpusta tekočine. Tekočina v sesalni komori je pod vplivom površinskega tlaka tekočine (atmosferski tlak) stisnjena v vstopno odprtino rotorja. Tako rotirajoče rotorje nenehno sesa in odvaja tekočino.
6. Kakšne so značilnosti centrifugalnih črpalk?
Odgovor: Njegove značilnosti so: visoka hitrost vrtenja, majhnost, majhna teža, visoka učinkovitost, velik pretok, preprosta struktura, stabilna zmogljivost, enostavno upravljanje in vzdrževanje. Pomanjkljivost je, da je treba pred zagonom črpalko napolniti s tekočino. Visoka viskoznost pomembno vpliva na delovanje črpalke in se lahko uporablja samo za tekočine z viskoznostjo, podobno vodi. Razpon pretoka: 5 - 20,000 kubičnih metrov na uro, obseg višine: 8 - 2,800 metrov.
7. Koliko tipov konstrukcijskih oblik ima centrifugalna črpalka? Kakšne so njihove značilnosti in aplikacije?
Odgovor: Centrifugalne črpalke delimo glede na strukturne oblike na: vertikalne črpalke in horizontalne črpalke. Značilnosti vertikalnih črpalk so: majhna tlorisna površina, nizki stroški gradnje in enostavna montaža. Slabosti so: visoko težišče, ni primeren za delovanje v situacijah brez fiksnih temeljev. Značilnosti horizontalnih črpalk so: široko področje uporabe, nizko težišče in dobra stabilnost. Slabosti so: velika tlorisna površina, visoki stroški gradnje, velika prostornina in velika teža. Na primer: vertikalne črpalke so cevovodne črpalke, več-stopenjske črpalke DL, potopne električne črpalke itd. Horizontalne črpalke vključujejo črpalke IS, več-stopenjske črpalke tipa D-, dvo-sesalne črpalke tipa SH, tip B-, tip BA, tip IH, tip IR. Glede na zahteve glede višine in pretoka ter na podlagi strukture rotorja in števila stopenj so razvrščeni kot:
①, eno{0}}stopenjska eno{1}}sesalna črpalka: Črpalka je sestavljena iz enega rotorja z enim sesalnim priključkom. Splošno območje pretoka je: 5.5 - 2000 kubičnih metrov na uro, območje višine pa je: 8 - 150 metrov. Značilnosti so: majhen pretok in nizek tlačni tlak.
②, eno-stopenjska dvo{1}}sesalna črpalka: Črpalka ima en rotor z dvema vstopnima deloma. Splošno območje pretoka je: 120 - 20,000 kubičnih metrov na uro, območje višine pa je: 10 - 110 metrov. Ima velik pretok in nizko tlačno višino.
② Več-stopenjska črpalka z enim sesanjem: Črpalka je sestavljena iz več tekačev. Prvi tekač ima eno sesalno odprtino, izpustna komora prvega tekača služi kot sesalna odprtina za drugi tekač itd. Splošno območje pretoka je: 5 - 200 kubičnih metrov na uro, višina pa med 20 in 240 metri. Njegove značilnosti so nizek pretok in visoka tlačna višina.
8. Kaj je cevovodna črpalka? Kakšne so njegove strukturne značilnosti?
Odgovor: Cevna črpalka je vrsta eno-sesalne eno{1}}stopenjske centrifugalne črpalke. Ima navpično strukturo. Ker sta njen dovod in izstop na isti ravni liniji in sta premera dovoda in odvoda enaka, je podobna odseku cevi in jo je mogoče namestiti na kateremkoli mestu na cevovodu, zato se imenuje "cevna črpalka".
Strukturne značilnosti: Je eno-sesalna eno{1}}stopenjska centrifugalna črpalka. Vhod in izhod sta enaka in se nahajata na isti ravni črti, pravokotni na središčnico gredi, in je navpična črpalka.
9. Strukturne značilnosti in prednosti eno{1}}stopenjske eno-sesalne navpične centrifugalne črpalke tipa ISG so naslednje:
Prvič, črpalka ima navpično strukturo. Pokrov motorja in pokrov črpalke sta zasnovana kot ena enota. Videz je kompakten in privlačen, z majhno tlorisno površino, nizkimi stroški gradnje in ga je mogoče postaviti na prostem, če je opremljen z zaščitnim pokrovom.
Drugič, vstopni in izstopni premer črpalke sta enaka in se nahajata na isti središčni liniji. Namestite ga lahko neposredno na ploščad kot ventil, postopek namestitve pa je izjemno preprost.
Tretjič, domiselna zasnova osnove olajša stabilno namestitev črpalke.
Četrtič, gred črpalke služi kot podaljšana gred motorja. Rešuje resen problem z vibracijami, ki se pojavi, ko gred običajne centrifugalne črpalke in gred motorja uporabljata sklopko za prenos. Površina gredi črpalke je -kromirana, kar znatno podaljša življenjsko dobo črpalke.
Petič, rotor je neposredno nameščen na podaljšani gredi motorja. Med delovanjem črpalka ne proizvaja hrupa. Ležaji motorja uporabljajo nizko{2}}hrupne ležaje, ki zagotavljajo, da celoten stroj deluje z zelo nizko stopnjo hrupa, kar bistveno izboljša okolje uporabe.
Šestič, tesnilo gredi sprejme mehansko tesnilo, ki rešuje resen problem puščanja, ki ga povzroča tesnilni mehanizem običajne centrifugalne črpalke. Statični obroč in gibljivi obroč tesnila sta izdelana iz silicijevega karbida, kar podaljšuje življenjsko dobo tesnila in zagotavlja suho in urejeno delovno okolje.
Sedmič, na pokrovu črpalke so odprtine za prezračevanje. Na spodnji in obeh straneh telesa črpalke so luknje za izpust vode in luknje za manometer, ki lahko zagotovijo normalno delovanje in vzdrževanje črpalke.
Osmič, edinstvena struktura omogoča vzdrževanje cevovodnega sistema, ne da bi ga bilo treba razstaviti. Vse, kar je potrebno, je odstraniti matico pokrova črpalke, po tem pa je vzdrževanje mogoče izvesti zelo priročno.
10. Koliko vrst cevovodnih črpalk obstaja in kaj so skupne med njimi? In kakšne so njihove aplikacije?
Odgovor: ①, eno{0}}stopenjska eno{1}}sesalna centrifugalna vodna črpalka tipa ISG za čisto vodo. Uporablja se za oskrbo in odvajanje industrijske in gospodinjske vode, dvig tlaka v visokih -zgradbah, oskrbo z vodo, ogrevanje, hlajenje in kroženje zraka, transport za dvig tlaka v industrijskih cevovodih, čiščenje, opremo za oskrbo z vodo in ujemanje kotlov. Delovna temperatura je manjša ali enaka 80 stopinj.
②, eno{0}}stopenjska eno{1}}sesalna cevovodna črpalka za vročo vodo tipa IRG se uporablja za povečanje tlaka in kroženje tople vode iz kotlov v industrijah, kot so metalurgija, kemijsko inženirstvo, tekstilna industrija, predelava lesa, izdelava papirja, pa tudi v oddelkih, kot so hoteli, kopalnice in penzioni. Najvišja delovna temperatura je manjša ali enaka 120 stopinj.
③ Eno-stopenjska eno{1}}sesalna cevovodna črpalka za kemikalije IHG se uporablja za transport kemično jedkih tekočin v industrijah, kot so tekstilna, naftna, kemijsko inženirstvo, medicina, higiena, hrana in rafiniranje nafte. Delovna temperatura je manjša ali enaka 100 stopinj. Je idealen izdelek za zamenjavo običajnih kemičnih črpalk.
④, eno{0}}stopenjska eno{1}}sesalna oljna črpalka tipa YG. Je idealen izdelek za običajne oljne črpalke. Primeren je za skladišča nafte, rafinerije, kemično industrijo in energetske oddelke podjetij in ustanov za transport nafte in vnetljivih, eksplozivnih tekočin. Delovna temperatura mora biti pod 120 stopinj.
5. GRG, GHG in GYG eno{1}}stopenjske eno{2}}sesalne visoko{3}}temperaturne cevovodne črpalke so zasnovane tako, da se navadnemu tipu doda vodno{4}}hladilna naprava. Delovna temperatura je manjša ali enaka 185 stopinj. Njihov obseg uporabe je podoben običajnemu tipu.
GRG je visoko{0}}temperaturna črpalka za toplo vodo, GHG je visoko{1}}temperaturna kemična cevovodna črpalka in GYG je visoko-temperaturna cevovodna oljna črpalka.
11. Osnovni parametri črpalke?
Odgovor: Hitrost pretoka Q (m³/h), višina H (m), hitrost n (r/min), moč (skupna moč in uporabna moč) Pa (kW), izkoristek h (%), razlika sesalne in tlačne višine r (m), premer vstopne in izstopne odprtine φ (mm), premer rotorja D (mm), teža črpalke W (kg).
12. Kaj je tok? Katera črka se uporablja za predstavitev? Koliko merskih enot obstaja? Kako se pretvori? Kako jo lahko pretvorimo v težo in kakšna je formula?
Odgovor: Količina tekočine, izpuščene na enoto časa, se imenuje pretok. Pretok je označen s črko Q.
Merske enote: kubični metri na uro (m3/h), litri na minuto (L/min), litri na sekundo (L/s)
1 liter na sekundo=3.6 kubičnih metrov na uro=0.06 kubičnih metrov na minuto=60 litrov na minuto
G=Qr G predstavlja težo r predstavlja specifično težo tekočine
Primer: Pretok določene črpalke je 50 m³/h. Kolikšna je teža na uro pri črpanju vode? Specifična teža vode r je 1000 kilogramov/kubični meter (ali 1 g/cm³).
Rešitev: G=Qr=50 × 1000 (m³/h. kg/m³)=50000 kg/h=50 T/h
13. Kaj je glava? Katera črka se uporablja za predstavitev? Kaj je merska enota? Kako je to povezano s pretvorbo tlaka in ustrezno formulo?
Odgovor: Energija, ki jo pridobi enota teže tekočine po prehodu skozi črpalko, se imenuje višina.
Visina črpalke, vključno s sesalno višino, je približno enaka razliki tlaka med izstopom in vstopom črpalke. Napor je označen s "H" in se meri v metrih (m). Tlak črpalke je predstavljen z "P" in se meri v Mpa (megapaskalih), kilogramih (Kg)/cm, H=P/r
Na primer, P=1 kilogram/cmH=P/r=(1 kilogram/cm) / (1000 kilogramov/m)=(10000 kilogramov/m) / (1000 kilogramov/m)=10 MPa=10 kilogramov (Kg) / cm H=(P2 - P1) r (P2 - izhodni tlak)
14. Kakšna je učinkovitost črpalke? Kako se izračuna?
Odgovor: Nanaša se na razmerje med efektivno močjo črpalke in močjo njene gredi.
Efektivna moč se nanaša na višino črpalke × pretok × specifično težo (utežni pretok) Ne=rQH. Enota je kilovat.
1 kilovat=102 kilogramov metrov na sekundo 1 kilovat=75/102 konjskih moči
Moč gredi in moč centrifugalne črpalke se nanašata na moč, ki se prenaša iz glavnega motorja na črpalko, to je vhodno moč. Enota je kilovat.
n=Ne/N=rQH / 102N, kjer je r v tonah na kubični meter, Q je v litrih na sekundo in H je v metrih.
n=Ne/N=rQH / (102 × 3,6N) r je v tonah na kubični meter Q je v kubičnih metrih na uro H je v metrih
15. Kaj mislimo z nazivnim pretokom, nazivno hitrostjo vrtenja in nazivno višino?
Odgovor: Črpalka je zasnovana na podlagi določenih parametrov delovanja za njeno delovanje. Dosežena optimalna zmogljivost je opredeljena kot nazivni parametri zmogljivosti črpalke. To so običajno vrednosti parametrov, določene v vzorcu kataloga izdelkov.
Na primer: pretok 50 - 125, pri čemer je 12,5 m3/h nazivni pretok, višina 20 m je nazivna višina in hitrost vrtenja 2900 vrt/min je nazivna hitrost vrtenja.
16. Kaj je izraz "izguba sesalne višine"? Kaj je izraz "sesalna višina"? Katere so njihove ustrezne enote in ustrezni simboli?
Odgovor: Ko črpalka deluje, zaradi določenega vakuumskega tlaka na vstopu v impeler prihaja do uparjanja tekočine. Uparjeni mehurčki pod udarnim gibanjem tekočih delcev povzročijo luščenje na kovinskih površinah, kot je impeler, in s tem poškodujejo kovino. V tem času se vakuumski tlak imenuje uparjevalni tlak. Kavitacijska meja se nanaša na presežek energije, ki jo ima enota teže tekočine na vstopu v črpalko nad tlakom uparjanja. Enota je meter stolpca tekočine in jo predstavlja (NPSH) r.
Sesalna višina je potrebna kavitacijska meja Δ/h: je stopnja vakuuma, pri kateri lahko črpalka sesa tekočino, in je tudi dovoljena geometrijska višina vgradnje črpalke. Enota je v metrih. Sesalna višina=standardni atmosferski tlak (10,33 metra) - kavitacijska meja - varnostna meja (0,5). Standardni atmosferski tlak lahko na cevovodu ustvari vakuum do višine 10,33 metra.
Na primer: potrebna sesalna višina za določeno črpalko je 4,0 metra. Izračunajte sesalno višino Δh.
Rešitev: Δh=10.33 - 4.0 - 0.5=5.67 metrov
17. Kakšna je karakteristična krivulja črpalke? Katere vidike vključuje? Kakšna je njegova funkcija?
Odgovor: Na splošno se krivulje ali karakteristične krivulje, ki predstavljajo razmerja med glavnimi parametri delovanja, imenujejo krivulje delovanja ali karakteristične krivulje centrifugalne črpalke. Pravzaprav so krivulje delovanja centrifugalne črpalke zunanje manifestacije zakonov gibanja tekočine v črpalki in so pridobljene z dejanskimi meritvami.
Karakteristične krivulje vključujejo: pretok-krivuljo višine (Q-H), pretok-krivuljo moči (Q-N), pretok-krivuljo učinkovitosti (Q-η) in pretok-krivuljo dovoljenega dviga sesalne višine (Q-(NPSH)r).
Funkcija krivulje zmogljivosti je, da je za katero koli točko pretoka črpalke na krivulji mogoče najti niz ustreznih vrednosti višine, moči, učinkovitosti in kavitacijskega roba. Ta niz parametrov se imenuje delovno stanje, kar je skrajšano delovno stanje ali delovna točka. Delovni pogoj z visoko učinkovitostjo se imenuje točka optimalnega delovnega stanja. Točka optimalnih delovnih pogojev je na splošno predvidena točka delovnih pogojev. Na splošno nazivni parametri centrifugalne črpalke, to je točka konstrukcijskega delovnega stanja in točka optimalnega delovnega stanja, sovpadajo ali so zelo blizu. V praksi lahko z delovanjem v območju visoke-učinkovitosti dosežete varčevanje z energijo, hkrati pa zagotovite normalno delovanje črpalke. Zato je razumevanje parametrov delovanja črpalke zelo pomembno.
18. Kaj je preskusna naprava za polno delovanje črpalke?
Odgovor: Oprema, ki lahko natančno preizkusi vse parametre delovanja črpalke z natančnimi instrumenti, je polna-platforma za testiranje delovanja. Nacionalni standard točnosti za to opremo je raven B.
Pretok se meri z natančnim rotametrom.
Glava se meri z natančnim manometrom.
Sesalna višina se meri z natančnim vakuumskim merilnikom.
Moč se meri z natančnim grednim merilnikom moči.
Hitrost vrtenja se meri z merilnikom hitrosti. Učinkovitost se izračuna na podlagi izmerjene vrednosti: η=Rqn / 102N.
Na podlagi izmerjenih vrednosti se na koordinatni sistem izriše krivulja delovanja.
19. Razmerje med močjo gredi črpalke in močjo motorja
Odgovor: Moč gredi črpalke je moč, ki se prenaša od glavnega motorja do črpalke med projektiranjem. Med dejanskim delovanjem se bodo delovni pogoji spremenili. Zato mora obstajati določena rezerva za moč, ki se prenaša od glavnega motorja do črpalke. Poleg tega je izhodna moč motorja odvisna od faktorja moči in gredi, zato je običajna praksa, da se motor opremi z močjo, ki je večja od moči gredi črpalke.
Aksialna moč:
0.1 - 0.55KW 1.3 - 1.5-krat
0.75 - 2.2 KW 1.2 - 1.4-krat
3.0 - 7.5 KW 1.15 - 1.25-krat
11 KW in več 1.1 - 1.15-krat
Prilagojen je glede na specifikacije moči motorjev serije Y v skladu z nacionalnimi standardi.
20. Pomen modela: ISG50-160IA (B)?
Odgovor: ISG50-160 (I)A (B) Kje:
I: eno-enostopenjska eno{1}}sesalna centrifugalna črpalka, ki sprejme mednarodni standard ISO2858 in parametre delovanja eno{3}}eno-sesalne centrifugalne črpalke tipa IS.
S: S Clear Type
G: Vrsta cevovoda
50: Nazivni premer (izvrtina) za uvoz in izvoz (v milimetrih) 50 mm
160: Nazivna velikost rotorja črpalke (nanaša se na premer rotorja, ki je približno 160 mm)
I: I razvršča pretok (brez I pretoka 12,5 m³/h, z I pretokom 25 m³/h)
A (B): Stanje, kjer učinkovitost črpalke ni visoka, medtem ko so pretok, glava in moč gredi zmanjšani.
O: Prvo rezanje rotorja
B: Drugo rezanje rotorja
Kaj je pojav kavitacije:
Odgovor 1. Najnižji tlak v črpalki enote se pojavi v bližini vstopne odprtine rotorja. Ko tlak na tej točki pade na tlak nasičenja, ki ustreza trenutni temperaturi, začne tekočina izhlapevati in iz tekočine uhaja veliko število mehurčkov. Ko ti mehurčki stečejo s tekočino v območje visokega{3}}tlaka črpalke, se pod delovanjem zunanjega tlaka mehurčki nenadoma kondenzirajo v tekočino. V tem času tekočina, ki obdaja mehurčke, to je, hiti proti prostoru, kjer so bili mehurčki prvotno, in ustvari zelo močan hidravlični udar. Zaradi kondenzacije številnih mehurčkov na sekundo se ponavljajo številni veliki udarni pritiski. Pod nenehnim delovanjem te lokalne udarne obremenitve se površine pretočnih komponent v črpalki postopoma obrabijo in pojavijo se številne erodirane lise, ki nato tvorijo satovju-podoben vzorec in sčasoma povzročijo luščenje. Poleg škode, ki jo povzroči udarec, ko tekočina izhlapi, sprosti tudi kisik, raztopljen v njej, zaradi česar komponente toka oksidirajo in korodirajo.
Ta pojav, kjer so komponente toka poškodovane zaradi skupnega učinka mehanske erozije in kemične korozije, je znan kot kavitacija.
Odgovor 2. Ko ima tekočina določeno temperaturo in se tlak pri tej temperaturi zmanjša na tlak uparjanja, se v tekočini oblikujejo mehurčki. Ta pojav nastajanja mehurčkov imenujemo kavitacija.
Odgovor 3. Kavitacija se nanaša na situacijo, v kateri, ko tlak na površini rezervoarja za shranjevanje ostane konstanten, če tlak v središču rotorja pade na enak tlaku nasičene pare trenutne temperature tekočine, ki se prenaša, se bo na vstopu v rotor oblikovalo veliko število mehurčkov. Ti mehurčki skupaj s tekočino vstopijo v-območje visokega tlaka in se hitro zdrobijo ter kondenzirajo, kar povzroči vakuum na območju, kjer se nahajajo mehurčki. Okoliški delci tekočine hitijo proti središču mehurčkov z izjemno visoko hitrostjo in povzročijo trenutni udarni tlak, zaradi česar se rotor hitro poškoduje. Hkrati prihaja do vibracij črpalke, hrupa in občutnega zmanjšanja pretoka, višine in učinkovitosti črpalke. Ta pojav se imenuje kavitacija.
Odgovor 4. Če gre za vodno črpalko, je treba zmanjšati višino med črpalko in vodno površino. Med delovanjem hidravličnega cilindra se med batom in vodilnim tulcem v tekočino vmeša določena količina zraka. Ko tlak postopoma narašča, se bo zrak v tekočini spremenil v mehurčke. Ko tlak doseže določeno mejno vrednost, bodo ti mehurčki počili pod visokim tlakom, s čimer se bo na površino delov hitro razširila visoka-temperatura in visoko{5}}tlačni plin, kar bo povzročilo kavitacijo hidravličnega cilindra in povzročilo korozivne poškodbe delov. Ta pojav se imenuje kavitacija.
Jet črpalka in kavitacija
Jet črpalka doseže namen transporta s pretvarjanjem energije toka tekočine. Lahko se uporablja za transport tekočin ali plinov. V kemični proizvodnji se para pogosto uporablja kot delovna tekočina reaktivne črpalke, ki se uporablja za ustvarjanje vakuuma in ustvarjanje podtlaka v opremi. Zato se običajno imenuje parna črpalka.
Načelo delovanja: Pod visokim tlakom se delovna para izbrizga iz šobe z zelo visoko hitrostjo, pri čemer v tekočino z visoko-hitrostjo dovaja plin ali paro pod nizkim-tlakom. Vdihani plin se pomeša s paro in vstopi v ekspanzijsko cev. Hitrost se postopoma zmanjšuje, statični tlak pa se ustrezno povečuje. Nazadnje se izprazni skozi izhod.
Pri izvajanju dveh delovnih pogojev spreminjanja pretoka mešane tekočine in spreminjanja dolžine grla in reže šob za jet črpalko. Pri prilagajanju pretoka mešane tekočine se ustrezno spreminja tudi pretok napajalne tekočine in spreminja se tudi hitrost napajalne tekočine, ki prehaja skozi šobo. Posledica tega je oslabitev pojava kavitacije, ko se stopnja pretoka mešane tekočine zmanjša, dokler ni popolnoma odpravljena. Na podlagi izkušenj s tremi različnimi dolžinami grla in reže šob je bilo ugotovljeno, da lahko povečanje reže grla in šobe poveča obročasto pretočno površino med šobo in grlom. Ko enaka količina tekočine preteče skozi večje območje, bo hitrost pretoka nižja in tlak višji, zaradi česar je pojav kavitacije manj verjeten.
Analiza in upravljanje pojava kavitacije črpalke
I. Pojav kavitacije
Ko ima tekočina določeno temperaturo in se tlak zmanjša na tlak uparjanja pri tej temperaturi, se v tekočini oblikujejo mehurčki. Ta pojav nastajanja mehurčkov imenujemo kavitacija. Mehurčki, ki nastanejo med kavitacijo, tečejo v-območje visokega tlaka in njihova prostornina se zmanjša, kar povzroči, da počijo. Pojav, ko mehurčki izginejo v tekočini zaradi povečanja tlaka, se imenuje kavitacijski kolaps.
Če se med delovanjem črpalke iz nekega razloga na določenem lokalnem območju pretočnega kanala (običajno nekje malo za vstopom v lopatico rotorja) zmanjša absolutni tlak tekočine, ki se črpa, na tlak uparjanja tekočine pri tej temperaturi, začne tekočina na tej točki uparjati, pri čemer nastaja velika količina pare in nastajajo mehurčki. Ko gre tekočina, ki vsebuje veliko število mehurčkov, skozi območje visokega-tlaka v propelerju, tekočina pod visokim{2}}tlakom, ki obdaja mehurčke, povzroči, da se mehurčki hitro skrčijo in na koncu počijo. Hkrati tekoči delci napolnijo praznine z zelo veliko hitrostjo, kar v tem trenutku ustvari zelo močan učinek udarca vode. Ta proces nastajanja mehurčkov in njihovega pokanja, ki povzroča poškodbe komponent pretoka, je proces kavitacije v črpalki. Ko črpalka doživi kavitacijo, poleg tega, da povzroči poškodbe komponent pretoka, povzroči tudi hrup in vibracije ter povzroči zmanjšanje učinkovitosti črpalke. V hujših primerih lahko povzroči prekinitev tekočine v črpalki in prepreči njeno normalno delovanje.
II. Osnovna formula razmerja za kavitacijo črpalke
Pogoje za kavitacijo črpalke določata sama črpalka in sesalna naprava. Zato je treba pri preučevanju pogojev za kavitacijo upoštevati tako črpalko kot sesalno napravo. Osnovna enačba razmerja za kavitacijo črpalke je
NPSHc Manjši ali enak NPSHr Manjši ali enak [NPSH] Manjši ali enak NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) -- Označuje začetek kavitacije za črpalko
NPSHa > NPSHa > NPSHr (NPSHc) -- Črpalka nima kavitacije.
V formuli NPSHa - neto pozitivna razpoložljiva sesalna višina, znana tudi kot efektivna sesalna višina, večja kot je vrednost, manjša je nagnjenost k kavitaciji.
NPSHr - Meja sesalne višine črpalke, znana tudi kot potrebna meja sesalne višine ali dinamični padec tlaka na vstopu v črpalko. Manjša kot je, boljša je proti-kavitacijska učinkovitost.
NPSHc - Kritična meja sesalne višine se nanaša na mejo sesalne višine, ki ustreza določeni stopnji zmanjšanja zmogljivosti črpalke;
[NPSH] - Dovoljena sesalna višina, to je meja sesalne višine, ki se uporablja za določanje pogojev delovanja črpalke. Običajno [NPSH]=(1.1 - 1.5) NPSHc.
III. Izračun kavitacijskega roba naprave
NPSHa=Ps/ρg + Vs/2g - Pc/ρg=Pc/ρg ± hg - hc - Ps/ρg
IV. Ukrepi za preprečevanje pojava kavitacije
Za preprečitev kavitacije je treba povečati NPSHa. Ukrepi za preprečevanje kavitacije z zagotavljanjem, da je NPSHa večji od NPSHr, so naslednji:
1. Zmanjšajte geometrijsko višino sesanja hg (ali povečajte geometrijsko višino povratnega toka).
2. Za zmanjšanje sesalne izgube hc lahko poskusite povečati premer cevi, zmanjšati dolžino cevovoda in zmanjšati število zavojev in dodatkov.
3. Preprečite dolgotrajno delovanje v pogojih visokega pretoka;
4. Pri enaki vrtilni hitrosti in pretoku lahko uporaba dvojne -sesalne črpalke zmanjša vstopno hitrost pretoka, zaradi česar je črpalka manj nagnjena k kavitaciji.
5. Ko črpalka doživi kavitacijo, je treba zmanjšati pretok ali zmanjšati hitrost za delovanje.
6. Stanje sesalne posode črpalke pomembno vpliva na kavitacijo črpalke.
7. Pri črpalkah, ki delujejo v težkih pogojih, se lahko za preprečitev poškodb zaradi kavitacije uporabijo materiali, odporni proti kavitaciji.
Vrste in principi črpalk|Fenomen kavitacije|Osnovne relacijske enačbe kavitacije črpalke
Odgovor: 1. Opredelitev vrst in principov črpalk: Na splošno se vsak stroj, ki dviguje tekočine, transportira tekočine ali poveča pritisk tekočin, to je vsak stroj, ki pretvarja mehansko energijo glavnega motorja v energijo tekočine, da doseže namen črpanja tekočin, skupaj imenujemo črpalka.
II. Načelo delovanja črpalke:
1. Volumetrična črpalka - Sesanje tekočine s periodično spremembo volumna delovne komore.
2. Lopatna črpalka - Ta tip črpalke uporablja interakcijo med lopaticami in tekočino za prenos tekočine.
3. Posebne uporabe črpalke: Različne uporabe črpalke, različni tekoči mediji, ki jih prenaša, različni pretoki in razponi višine seveda povzročijo tudi različne strukturne tipe in materiale. Če povzamemo, jih lahko na splošno razdelimo na: mestno oskrbo z vodo, kanalizacijske sisteme, civilne in gradbene sisteme, kmetijske in vodovarstvene sisteme, sisteme elektrarn, kemične sisteme, sisteme naftne industrije, rudarske in metalurške sisteme, sisteme lahke industrije in ladijske sisteme.
4. Pojav kavitacije
Ko ima tekočina določeno temperaturo in se tlak zmanjša na tlak uparjanja pri tej temperaturi, se v tekočini oblikujejo mehurčki. Ta pojav nastajanja mehurčkov imenujemo kavitacija. Mehurčki, ki nastanejo med kavitacijo, tečejo v-območje visokega tlaka in njihova prostornina se zmanjša, kar povzroči, da počijo. Pojav, ko mehurčki izginejo v tekočini zaradi povečanja tlaka, se imenuje kavitacijski kolaps.
Če med delovanjem črpalke pride do zmanjšanja absolutnega tlaka tekočine, ki se črpa, na določenem lokalnem območju pretočnega prehoda (običajno na določenem mestu nekoliko za vstopom v lopatico rotorja) na tlak uparjanja tekočine pri tej temperaturi, bo tekočina na tej točki začela uparjati, pri čemer bo nastala velika količina pare in nastali mehurčki. Ko gre tekočina, ki vsebuje veliko število mehurčkov, skozi območje visokega-tlaka v propelerju, tekočina pod visokim{2}}tlakom, ki obdaja mehurčke, povzroči, da se mehurčki hitro skrčijo in na koncu počijo. Hkrati tekoči delci napolnijo praznine z zelo veliko hitrostjo, kar v tem trenutku ustvari zelo močan učinek udarca vode. Sila udarca doseže nekaj do nekaj tisoč atmosfer na sekundo, frekvenca udarca pa lahko doseže več desettisočkrat na sekundo. V hudih primerih se lahko predre debelina stene.
Postopek, pri katerem v črpalki nastanejo in počijo mehurčki, kar povzroči poškodbe komponent pretoka, je znan kot proces kavitacije v črpalki. Ko črpalka doživi kavitacijo, poleg tega, da povzroči poškodbe komponent pretoka, povzroči tudi hrup in vibracije, kar vodi do zmanjšanja učinkovitosti črpalke. V hudih primerih lahko povzroči prekinitev tekočine v črpalki in prepreči njeno normalno delovanje.
Kako izbrati črpalko:
Odgovor: Trenutno pri izbiri mikro črpalk, kot so mikro vakuumske črpalke, mikro zračne črpalke, mikro črpalke za vzorčenje plina, mikro črpalke za obtok plina, mikro črpalke za izpušne pline, mikro črpalke za sesanje, črpalke za mikro črpanje, črpalke za polnjenje mikro plina in mikro črpalke za visoko{0}}tlačni plin, te pogosto vključujejo te tri koncepte.
Preprosto povedano, ti trije pojmi ustrezajo razredčenemu, normalnemu in gostemu stanju plina.
Atmosferski tlak: Nanaša se na eno atmosfero tlaka, ki je tlak, ki ga povzročajo plini v atmosferi, v kateri smo navajeni živeti. Standardni atmosferski tlak je 101325 Pa (paskal - običajna enota tlaka). 100,000 Pa=100 KPa, zato je "standardni atmosferski tlak" običajno izražen tudi kot 100 KPa ali 101 KPa. Zaradi razlik v geografski legi, nadmorski višini, temperaturi itd. v vsakem kraju dejanski atmosferski tlak ni enak standardnemu atmosferskemu tlaku. Zaradi poenostavitve pa se včasih lahko približno šteje, da je normalni tlak standardni atmosferski tlak, to je 100 KPa.
Podtlak: To se nanaša na stanje plina z nižjim tlakom od normalnega atmosferskega tlaka, kar je splošno znano kot "vakuum". Na primer, ko pijete pijačo po cevki, je v cevki podtlak; tudi notranji del priseska, ki se uporablja za obešanje stvari, je pod negativnim tlakom.
Pozitiven tlak: To se nanaša na stanje plina z višjim tlakom od normalnega atmosferskega tlaka. Na primer, ko napihujete pnevmatike kolesa ali avtomobila, izstopni del zračne črpalke ali napihovalnika ustvarja pozitiven tlak.
II. Na številnih področjih, kot so raziskave, bioinženiring, avtomatski nadzor, varstvo okolja, čiščenje vode itd., je pogosto potrebno vzorčenje plina, kroženje plina, adsorpcija predmetov itd. V tem primeru je potrebna vakuumska črpalka. Njegovi glavni parametri vključujejo stopnjo vakuuma in pretok itd.
(1) "Stopnja podtlaka" se na splošno nanaša na največji tlak, ki ga črpalka lahko doseže med delovanjem. To pomeni, da je to stopnja redčenja preostalega plina, potem ko je črpalka odstranila ves plin iz zaprte posode.
V industriji ima lahko izraz "mejni tlak" dva pomena. Ena je "absolutni tlak", ki temelji na "absolutnem vakuumu" (teoretični absolutni vakuum, kjer ni snovi) kot ničelni točki. Vse označene vrednosti so pozitivna števila. Manjše kot je število, bližje je absolutnemu vakuumu in višja je stopnja vakuuma. Na primer, imamo "visoko vakuumsko" mikro vakuumsko črpalko VCH1028. Njegov mejni tlak je 10 KPa (0,01 MPa). Med mikro vakuumskimi črpalkami velja, da ima ta zelo visoko stopnjo vakuuma.
Druga vrsta je "relativni tlak", kjer je atmosferski tlak vzet kot ničelna točka. Vse, kar je pod atmosferskim tlakom, je predstavljeno z negativno vrednostjo, zato se imenuje "negativni tlak". Večja kot je absolutna vrednost te negativne vrednosti, višja je stopnja vakuuma. Na primer, imamo "mikro vakuumsko črpalko z visokim negativnim tlakom" PH2506B z negativnim tlakom -75KPa (-0,075MPa), medtem ko je VCH1028 visok (VCH ima -90KPa (-0,09Mpa)). Zato sesalna sila PH2506B ni tako močna kot pri VCH.
Mednarodno sprejet in najbolj znanstveni način za označevanje tlaka v vakuumski industriji je uporaba "absolutnega tlaka"; ker pa je metoda merjenja relativnega tlaka enostavnejša in so merilni instrumenti pogostejši (kot so navadni vakuumski merilniki vsi merilniki relativnega tlaka), je na Kitajskem običajno tlak označevati kot "relativni tlak".
Razmerje med obema: Relativni tlak=Absolutni tlak - Lokalni atmosferski tlak.
Na primer, absolutni tlak VCH1028 je 10 Kpa. Njegov relativni tlak=10 - 100=-90 Kpa (-0,09 MPa).
(2) In fields such as research, laboratories, and medicine, there are often applications of gas pressurization, such as inflating a container that already has a positive pressure, or when the resistance within the system is high and a pump is needed to overcome the resistance to deliver gas. At such times, a pump that can output a positive pressure higher than atmospheric pressure is required. This is usually expressed as "relative pressure". Our high-pressure miniature air pump and miniature vacuum pump can output a maximum positive pressure of >100 Kpa (0,1 MPa). So suhe{3}}vakuumske črpalke in ne potrebujejo olja za vakuumsko črpalko ali mazalnega olja, zato ne onesnažujejo delovnega medija. Delujejo lahko neprekinjeno 24 ur, izpušna odprtina pa se lahko zamaši, zaradi česar so še posebej primerni za te situacije.
Izčrpen primer: (ni posebno strog, samo za ponazoritev razmerja med tremi)
Ob predpostavki, da je tlak plina v zaprti posodi normalen, kar pomeni, da je v njej 100 molekul plina. Z uporabo VCH1028 s podtlakom -90 Kpa jih lahko končno odstrani 90, tako da ostane 10. Na tej točki je podtlak v posodi -90 Kpa. Če ga zamenjamo s PH2506B, jih lahko odstrani le 75, ostane pa 25. Temu primerno je podtlak v posodi -75 Kpa.
Če za napihovanje te posode uporabite PCF5015N, bo na koncu v posodi 200 molekul plina. Predstavljen z absolutnim tlakom, je 200 Kpa; predstavljen z relativnim tlakom (pozitivni tlak), je 100 Kpa.
Kakšna so merila za izbiro črpalke?
Odgovor: Za izbiro vrste črpalke je potrebno določiti njen namen in zmogljivost. Ta izbirni postopek se začne z izbiro vrste in oblike črpalke. Potem, po kakšnem principu je treba izbrati črpalko? In na čem temelji ta izbor?
I. Načela izbire
Zagotovite, da izbrani tip črpalke in zmogljivost izpolnjujeta zahteve procesnih parametrov, kot so pretok, višina, tlak, temperatura, kavitacijski pretok in višina sesanja opreme.
2. Treba je izpolnjevati zahteve glede značilnosti medija. Za črpalke, ki prevažajo vnetljive, eksplozivne, strupene ali dragocene medije, so potrebna zanesljiva tesnila gredi ali črpalke brez -puščanja, kot so črpalke z magnetnim pogonom, membranske črpalke in zaščitene črpalke. Pri črpalkah, ki prenašajo jedke medije, morajo biti komponente pretoka izdelane iz materialov,-odpornih na korozijo, kot so črpalke AFB iz nerjavečega jekla,-odporne na korozijo, in črpalke z magnetnim pogonom iz inženirske plastike CQF. Pri črpalkah, ki prenašajo medije, ki vsebujejo trdne delce, morajo biti pretočne komponente izdelane iz-materialov, odpornih na obrabo, v nekaterih primerih pa je treba tesnila gredi sprati s čistimi tekočinami.
3. Visoka mehanska zanesljivost, nizek hrup in majhne vibracije.
4. Ekonomsko je treba celovito upoštevati skupne stroške opreme, obratovanja, vzdrževanja in upravljanja ter zagotoviti, da so najnižji.
5. Centrifugalne črpalke imajo značilnosti visoke vrtilne hitrosti, majhnosti, majhne teže, visoke učinkovitosti, velikega pretoka, preproste strukture, brez pulziranja pri dovajanju tekočine, stabilne zmogljivosti, enostavnega upravljanja in priročnega vzdrževanja. Zato je treba, razen v naslednjih situacijah, čim bolj izbrati centrifugalne črpalke:
Kadar obstajajo zahteve glede meritev, je zahtevana tlačna višina dozirne črpalke zelo visoka, stopnja pretoka je zelo majhna in na voljo ni primerne centrifugalne črpalke z majhnim-pretokom-visokim pritiskom. V takšnih primerih se lahko izbere batna črpalka. Če zahteva po kavitaciji ni visoka, lahko izberete tudi vrtinčno črpalko. Ko je tlačna višina zelo nizka in je pretok zelo visok, lahko izberete črpalko z aksialnim pretokom in črpalko z mešanim pretokom. Kadar je viskoznost medija razmeroma visoka (večja od 650 - 1000 mm2/s), lahko pride v poštev rotorska ali batna črpalka (kot je zobniška ali vijačna črpalka). Ko medij vsebuje 75 % zraka in je pretok majhen z viskoznostjo manjšo od 37,4 mm2/s, lahko izberemo vrtinčno črpalko. V primerih, ko je potreben pogost zagon ali je polnjenje črpalke neprijetno, je treba izbrati črpalke s samo-zmogljivostjo, kot so samo{14}}centrifugalne črpalke, samo-vrtinčne črpalke in pnevmatske (električne) membranske črpalke.
II. Splošni postopek za izbiro črpalke
Na podlagi različnih dejavnikov, kot so postavitev naprave, razmere na terenu, stanje nivoja vode, pogoji delovanja in primerjava ekonomske sheme, je možna izbira vodoravnih, navpičnih in drugih vrst (vrsta cevi, pod pravim-kotom, vrsta s spremenljivim-kotom, vrsta z obračanjem-kota, vzporedna vrsta, navpična vrsta, pokončna vrsta, potopna vrsta, snemljiva vrsta, potopljena vrsta, Upoštevati je treba-vrsto, ki se ne zamaši, samo-vrsto samosesanja, vrsto zobnikov,-napolnjeno z oljem,-napolnjeno s temperaturo vode). Horizontalne črpalke so primerne za demontažo in montažo, enostavne za upravljanje, vendar imajo veliko prostornino in relativno visoko ceno ter zahtevajo veliko površino; vertikalne črpalke so pogosto s tekačem potopljenim v vodo, jih je mogoče zagnati kadarkoli, so primerne za samodejno delovanje ali daljinsko upravljanje, so kompaktne, imajo majhno površino za namestitev in so relativno cenejše.
2. Glede na lastnosti tekočega medija izberite ustrezno črpalko, kot je vodna črpalka, črpalka za vročo vodo, oljna črpalka, kemična črpalka, korozijsko-odporna črpalka ali črpalka za nečistoče, ali pa uporabite črpalko, ki ne-zamaši. Za črpalke, nameščene na območjih eksplozije, je treba uporabiti motor, odporen proti eksploziji, če je raven območja eksplozije znana.
3. Količine vibracij so razvrščene kot: pnevmatske in električne (električni tip je nadalje razdeljen na napetost 220 V in napetost 380 V).
4. Izbira med eno-sesalnimi črpalkami in dvojnimi-sesalnimi črpalkami glede na pretok: Izberite eno-sesalne črpalke ali več-sesalne črpalke glede na višino glave. Za visoko-hitrostne ali nizko-hitrostne črpalke (črpalke klimatskih naprav) imajo več-stopenjske črpalke manjšo učinkovitost kot eno-stopenjske črpalke. Če je mogoče uporabiti eno{11}}stopenjske črpalke in več{12}}črpalke, je priporočljivo izbrati eno{13}}stopenjske črpalke.
5. Ko je določen model črpalke določen in je izbrana črpalka iz določene serije, je mogoče določen model določiti na spektru tipa ali karakteristični krivulji serije na podlagi dveh glavnih parametrov delovanja: največjega pretoka in višine po dodajanju 5% - 10% marže. Z uporabo karakteristične krivulje črpalke poiščite zahtevano vrednost pretoka na vodoravni osi in zahtevano vrednost tlačne višine na navpični osi. Narišite navpične ali vodoravne črte iz teh dveh vrednosti v ustreznih smereh, presečišče obeh črt pa natančno pade na karakteristično krivuljo. Potem je to črpalka tista, ki jo je treba izbrati. Vendar se ta idealna situacija le redko sreča. Običajno se lahko pojavijo naslednje situacije:
A. Prvi primer: presečišče je nad karakteristično krivuljo. To pomeni, da pretok ustreza zahtevam, vendar višina ni zadostna. V tem času, če so razlike v glavi podobne ali znotraj približno 5 %, jih je še vedno mogoče izbrati. Če so razlike v višini velike, potem izberite črpalko z večjo višino. Ali poskusite zmanjšati izgubo upora cevovoda.
B. Drugi tip: Če je presečišče pod karakteristično krivuljo in znotraj pahljačasto-trapeznega območja karakteristične krivulje črpalke, potem je mogoče ta model predhodno določiti. Nato se glede na razliko v višini odločite, ali boste zmanjšali premer rotorja. Če je razlika v glavi zelo majhna, ne režite; če je razlika v višini velika, izračunajte premer rotorja glede na zahtevani Q, H z uporabo njegovega ns in formule za rezanje. Če presečišče ne sodi v pahljačasto-obliko trapeza, izberite črpalko z nižjo višino. Pri izbiri črpalke je včasih treba upoštevati zahteve proizvodnega procesa in izbrati različne oblike karakterističnih krivulj Q-H.
Koncept kavitacije v centrifugalnih črpalkah
V bistvu je pojav kavitacije v centrifugalnih črpalkah nekakšen kavitacijski učinek dinamike tekočine, povezan z vrtinci. Nanaša se na situacijo, ko tlak tekočine pade pod svoj kritični tlak (običajno nasičenega parnega tlaka) med njenim gibanjem, kar povzroči, da lokalna področja tekočine izhlapijo in ustvarijo drobne grozde mehurčkov. Ti mehurčki se do določene mere povečajo, nato pa pod vplivom zunanjih dejavnikov (kot je raztapljanje plinov, kondenzacija pare itd.) propadejo in izginejo. V lokalnem okolju to povzroči delovanje vodnega udara, pri čemer napetost doseže več tisoč atmosfer. Jasno je, da je ta učinek uničujoč. Z makroskopskega vidika pojav kavitacije povzroči erozijo in poškodbo površine pretočnega kanala (stalna visoko{6}}frekvenčna poškodba zaradi udarca), ki sproži vibracije in ustvarja hrup; v hudih primerih pride do prekinitve pretoka, kar povzroči blokado pretočnega kanala in povzroči upad delovanja črpalke.
Iz zgornjega opisa je razvidno, da do kavitacije pride zaradi minimalnega absolutnega tlaka v polju toka. Kjer je absolutni tlak nizek, obstaja večja verjetnost za pojav kavitacije. Zato lahko z nadzorom najmanjšega absolutnega tlaka nadzorujete učinek kavitacije in učinkovito zmanjšate pojav pojava kavitacije.
Črpalka je stroj, ki dodaja energijo tekočini. Tekočina teče ven skozi rotor, njen tlak pa se običajno poveča. Zato je mesto, kjer ima tekočina najnižji tlak v črpalki, običajno blizu vstopa v lopatice propelerja. Tako zagotovitev, da ima tekočina zadosten absolutni tlak na vstopu v lopatice propelerja, postane ključ do preprečevanja kavitacije v črpalki.
Zahtevana sesalna višina (NPSH) za črpalko
Zaradi zapletenosti gibanja tekočin v turbostrojih je izjemno težko teoretično izračunati, kje bi lahko prišlo do kavitacije v polju toka. Poleg tega pojav kavitacije ni odvisen le od značilnosti toka tekočine, temveč tudi od termodinamičnih lastnosti tekočine same. Zato je še težje teoretično postaviti kriterij za pojav kavitacije. Tako se v praksi za predlaganje merila za kavitacijo pogosto uporablja metoda združevanja izkušenj z eksperimenti. Koncept kavitacijskega roba črpalk je eno od pomembnih meril med njimi. Nima le določenega teoretičnega pomena, ampak je tudi eden od standardov za sprejemanje izdelka.
Kavitacijski rob črpalke ima dva pojma: prvi je povezan z načinom namestitve in se imenuje efektivni kavitacijski rob NPSHA. Nanaša se na del energije, ki ostane nad kritično tlačno višino, potem ko voda teče skozi sesalni cevovod in doseže sesalni vstop črpalke. To je razpoložljiva kavitacijska meja in spada med "uporabniške parametre". Drugi je povezan s samo črpalko in se imenuje potrebna kavitacijska rezerva NPSHR. To je vrednost padca tlaka od sesalne odprtine črpalke do točke minimalnega tlaka. To je kritična kavitacijska meja in spada med "tovarniške parametre". Za zagotovitev, da črpalka med delovanjem ne kavitira, je treba zagotoviti, da je NPSHA večji ali enak K × NPSHR v instalaciji (K je varnostna rezerva), slednjo pa jamči proizvajalec. S tega vidika zmanjšanje kavitacijskega roba črpalke pomeni zagotavljanje absolutne višine dviga črpalke in izpolnjevanje zahtev glede uporabe.
Analiza 2NPSHR
Očitno je velikost NPSHR odvisna od izgube energije pretoka tekočine na vstopu v črpalko. Zaradi kratkega procesa se ta izguba kaže predvsem kot lokalne izgube pretoka. Obstaja več dejavnikov, in sicer:
(1) Sesalni dovod črpalke konvergira k vstopnemu pretočnemu kanalu rotorja, kar povzroči povečanje hitrosti pretoka in izgubo tlaka. Gibanje tekočine se na prelomni točki spremeni iz aksialnega v radialno, neenakomerno polje toka na prelomni točki pa povzroči izgubo tlaka.
(2) Izguba pretoka zaradi sprememb v hitrosti pretoka se kaže kot zmanjšanje tlaka;
(3) Izguba energije, ki jo povzroči tekočina, ki teče okoli vstopnega roba lopatice;
(4) Učinek stiskanja zaradi debeline rezila povzroči povečanje vstopne hitrosti, kar povzroči izgubo tlaka.
(5) Izguba zaradi udarca tekoče tekočine na vodilnem robu rezila v pogojih delovanja, ki niso projektirani;
(6) Slaba kakovost ulivanja rotorja in neravna površina pretočnega kanala povzročata izgube viskoznosti med pretokom.
Med zgornjimi dejavniki se je prvima dvema težko povsem izogniti; medtem ko je slednje mogoče zmanjšati z izboljšanjem dizajna in kakovosti izdelave. To od načrtovalcev zahteva, da si prizadevajo narediti prehod toka od vstopa črpalke do vstopa rotorja čim bližje liniji pretoka gibanja tekočine, da bi zmanjšali izgubo tlaka v tem delu toka; za obstoječo črpalko izdelka se mora analiza njene kavitacijske zmogljivosti začeti z analizo izgube pretoka njenega prehoda dovodnega toka.
3 Analiza kavitacije v centrifugalni črpalki
Zdaj pa izvedimo kvalitativno analizo problema kavitacije centrifugalne črpalke, omenjene prej. Kavitacijska meja te črpalke je razmeroma velika, vzrok pa je lahko prevelika izguba tlaka na sesalnem vstopu črpalke. Vendar se velika kavitacijska meja te črpalke pri nizkih pretokih razlikuje od običajnih rezultatov zaznavanja, kar je lahko povezano z zasnovo in proizvodnjo. Povečanje kavitacijskega roba pri nizkih stopnjah pretoka je mogoče pripisati povečanju vstopnega kota pretoka tekočine, kar ima za posledico prevelik pozitiven udarni kot na vstopu v rezilo in čezmerno puščanje, kar povzroči veliko izgubo tlaka; medtem ko je pri visokih stopnjah pretoka povečanje kavitacijskega roba predvsem posledica povečanja hitrosti pretoka, kar povzroči povečanje izgub.
Tako z vidika zasnove kot izdelave so poleg vzroka za kavitacijo v reži lahko glavni razlogi za veliko kavitacijsko mejo te vrste črpalke majhen kot namestitve vstopne odprtine lopatice (bodisi zaradi nepravilne zasnove ali med ulivanjem), velika debelina vstopne odprtine lopatice in slaba kakovost ulivanja površine lopatice.
4. Ukrepi za izboljšanje
Za to črpalko je mogoče sprejeti naslednje ustrezne ukrepe za zmanjšanje možnosti pojava kavitacije:
Če je mogoče, se lahko vstopni rob lopatice premakne naprej, to pomeni, da se lahko na vstopni rob pritrdi kos, tako da lahko tekočina prej pride v stik z lopatico, da pridobi energijo, in se izognemo pojavu situacij pod kritičnim tlakom.
(2) Očistite dovodni kanal rotorja, tako da bo čim bolj gladek in raven, da izboljšate površinsko obdelavo dovoda in zmanjšate pretočni upor in izgubo tlaka.
(3) Glavo rezila obrusite, naostrite, da zmanjšate izgubo udarca na vstopu in zmanjšate občutljivost vstopnega kota.
(4) Če je kavitacija v vrzeli huda, je rešitev lahko izvrtanje izravnalnih lukenj na rotorju, da se zmanjša stopnja pretoka puščanja, s čimer se zmanjša stopnja kavitacije.
Vprašanja v zvezi s črpalkami
Vprašanje 1: Kakšne so klasifikacije črpalk?
Odgovor: Na podlagi različnih principov delovanja jih lahko razvrstimo v naslednje vrste:
(1) Krilatne črpalke se za prenos tekočin zanašajo na-vrteče se lopatice z visoko hitrostjo, kot so centrifugalne črpalke in črpalke z aksialnim pretokom itd.
1. (2) Volumenske črpalke: Te črpalke se zanašajo na spremembe delovne prostornine znotraj črpalke za črpanje ali izpust tekočin in povečanje tlačne energije tekočin. Primeri vključujejo batne črpalke in črpalke z rotacijskimi zobniki.
(3) Reaktivna črpalka: Ta vrsta črpalke uporablja energijo delovne tekočine (tekočine ali plina) za transport tekočin, kot so vodne in parne črpalke itd.
2. Kateri so sestavni deli centrifugalne črpalke?
Odgovor: Enota centrifugalne črpalke je sestavljena iz centrifugalne črpalke, električnega motorja, dovodne cevi, odvodne cevi in ventilov itd. Naše podjetje sprejme kombinirano zasnovo strojev in črpalke, ki zmanjša površino za 30%.
3. Kakšen je princip delovanja centrifugalne črpalke?
Odgovor: Pred zagonom črpalke je treba sesalno cev in samo črpalko napolniti s tekočino. Po zagonu črpalke se rotor vrti z veliko hitrostjo. Tekočina v rotorju se vrti skupaj z lopaticami. Pod delovanjem centrifugalne sile se tekočina izvrže stran od rotorja in izstreli. Izmetna tekočina se postopoma upočasnjuje v difuzijski komori ohišja črpalke in postopoma povečuje tlak. Nato izteče iz izhoda črpalke in izpustne cevi. V tem času se v središču lopatic zaradi tekočine, ki se izliva v okolico, oblikuje vakuumsko območje nizkega{6}}tlaka brez zraka ali tekočine. Tekočina v bazenu s tekočino se vsesa v črpalko skozi sesalno cev pod vplivom atmosferskega tlaka površine bazena. Tekočina se nenehno sesa iz bazena tekočine in nenehno odteka skozi izpustno cev.
4. Kaj je "promet"? Kakšna je njegova enota?
Odgovor: Hitrost pretoka q se nanaša na prostornino tekočine, ki se izpusti iz črpalke in vstopi v cevovod v enoti časa. Enota za pretok je m/h, m/s ali L/s.
5. Kaj je glava? Kakšna je njegova enota?
Odgovor: Energija, ki jo na enoto mase tekočine doda črpalka, kar je skupni tlačni tlak, ki ga ustvari črpalka, se imenuje tlačni tlak. Enota za glavo je meter.
6. Kaj je kavitacija?
Odgovor: Kavitacija je pojav, pri katerem tekočina izhlapi, kar povzroči poškodbe pretočnih komponent črpalke (sestavnih delov, s katerimi tekočina pride v stik, ko gre skozi črpalko).
7. Kaj je kavitacija?
Odgovor: Najnižji tlak v črpalki je blizu vstopa v rotor. Ko tlak na tej točki pade na tlak nasičenja, ki ustreza trenutni temperaturi, začne tekočina izhlapevati in iz tekočine uhaja veliko število mehurčkov. Ko ti mehurčki tečejo s tekočino v-območje visokega tlaka črpalke, se pod delovanjem zunanjega tlaka mehurčki nenadoma kondenzirajo v tekočino. V tem času tekočina, ki obdaja mehurčke, hiti proti prostoru, kjer so bili mehurčki prvotno, in povzroči zelo močan hidravlični udar. Zaradi kondenzacije številnih mehurčkov na sekundo se ponavljajo številni močni udarni pritiski. Pod stalnim delovanjem te lokalne udarne obremenitve se površine pretočnih komponent v črpalki postopoma obrabijo in tvorijo številna erodirana mesta. Nato se povežejo v zaplate v vzorec-podoben satovju in sčasoma pride do pojava luščenja. Poleg škode, ki jo povzroči udarec, ko tekočina izhlapi, sprosti tudi kisik, raztopljen v njej, zaradi česar komponente toka oksidirajo in korodirajo. Ta pojav, pri katerem se komponente toka poškodujejo zaradi kombiniranega delovanja mehanske erozije in kemične korozije, se imenuje kavitacija.
8. Kakšne so klasifikacije centrifugalnih črpalk?
Odgovor: (i) Glede na uporabo centrifugalnih črpalk jih lahko razvrstimo kot: ⑴ Črpalka za čisto vodo; ⑵ črpalka nečistoč; ⑶ Črpalka-odporna na kislino.
(II) Glede na strukturo rotorja jih lahko razvrstimo kot: ⑴ centrifugalne črpalke z zaprtim rotorjem; ⑵ Centrifugalne črpalke z odprtim rotorjem; ⑶ Pol{0}}odprte centrifugalne črpalke.
(3) Glede na število rotorjev jo lahko razvrstimo kot: ⑴ eno-stopenjsko centrifugalno črpalko; ⑵ Več-stopenjska centrifugalna črpalka.
(4) Glede na način, kako črpalka sesa tekočino, jo lahko razvrstimo kot: ⑴ centrifugalna črpalka z enim sesanjem; ⑵ Centrifugalna črpalka z dvojnim sesanjem.
(5) Glede na način praznjenja črpalke so razvrščene kot: ⑴蜗壳式 centrifugalna črpalka; ⑵ vodnik-centrifugalna črpalka pretoka
㈥ Razvrščeno po višini: ⑴ nizkotlačna-črpalka; ⑵ Srednje{1}}tlačna črpalka; ⑶ Visokotlačna-črpalka.
㈦ Glede na položaj gredi črpalke so razvrščene kot: ⑴ Vertikalne črpalke; ⑵ Horizontalne črpalke.
9. Kakšne so metode za uravnoteženje aksialne sile centrifugalne črpalke?
Odgovor: ⑴ Ravnovesje aksialne sile za eno-stopenjske črpalke je v glavnem doseženo s tremi metodami: odpiranjem izravnalnih lukenj, nameščanjem uravnoteženih cevi in uporabo dvojnih-sesalnih rotorjev.
(2) Ravnovesje aksialne sile za več-stopenjske črpalke se v glavnem doseže s simetrično razporeditvijo rotorjev in z uporabo metod, kot so izravnalni diski in izravnalni bobni.
Ključ do prenove sistema za rekuperacijo kondenzne vode je v tem, kako odpraviti pojav kavitacije in hkrati zagotoviti normalno proizvodnjo. Kavitacija se nanaša na pojav, pri katerem vroča nasičena voda sprošča paro pod znižanim tlakom, ustvarjena para pa se nenadoma utekočini in kondenzira v vodo, ko vstopi v območje visokega{1}}tlaka, kar povzroči, da mehurčki počijo. Če se ta postopek ponovi, bo povzročil poškodbe površine delov na tem območju, skupaj z različnimi povezanimi korozijskimi učinki, kar bo na koncu povzročilo gobasto-podobno ali satju-podobno kavitacijsko poškodbo. Posledica kavitacije je motnja kontinuitete procesa prenosa pare, povečanje upora, blokiranje pretočne poti in resen vpliv na učinkovitost in normalno proizvodnjo črpalke. V preteklosti so proizvajalci pogosto zmanjšali pritisk za zbiranje kondenzirane vode, da bi sprostili veliko količino bliskovite pare, da bi zmanjšali vir kavitacije. Vendar ta pristop nedvomno vodi v potratnost energije. Zato je najboljši način za rešitev problema kavitacije črpalke, da tlak, ki vstopa v črpalko, preseže kavitacijski tlak, s čimer se v osnovi izognemo pojavu kavitacije. Glavno načelo delovanja zaprte tehnologije rekuperacije kondenzirane vode je uporaba principa tlačnega tlaka jet črpalke, vzpostavitev teorije preprečevanja kavitacije, ki je primerna za transport vroče nasičene vode, in končno načrtovanje jet črpalke razumno za rešitev problema kavitacije črpalke.
Poleg tega izbira parne zapore v tem sistemu temelji na najneugodnejših pogojih delovanja, s čimer se izognemo porabi energije, ki jo povzroči protislovje med izbiro parne zapore in njenim dejanskim delovanjem v prvotnem sistemu. Rezervoar za zbiranje vode, zasnovan za rekuperacijsko črpalko zaprtega-tipa, je zaprt, kar ne le zagotavlja, da je rekuperacijska temperatura kondenzirane vode 120 stopinj, ampak tudi v celoti izkoristi bliskovito paro.
Kot je bilo omenjeno zgoraj, je uporaba tehnologije zbiranja kondenzata z zaprto{0}}zanko za izboljšanje učinkovitosti uporabe pare zelo učinkovita in izvedljiva.
