Основні лацкани
У цьому перше пост 2018 року, перш за все, я хочу передати вам деякі теми, про які я буду писати протягом року. Я маю намір продовжувати ту саму технічну та практичну лінію, яка характеризувала публікації, опубліковані минулого року, оскільки моєю кінцевою метою є якомога ефективніше передавати технічні знання. Основним сектором, про який ви збираєтесь прочитати в моєму блозі, буде зрошення сільського господарства, і я спеціально присвячую значну частину вмісту механізмам контролю параметрів, які впливають на проведення води під тиском. Я також планую писати про евакуацію води з будівель, а також про цивільну санітарію, теми, які мені дуже цікаві. У будь-якому випадку ви побачите, що існуватимуть записи, які хоч і стосуються зрошення, але їх можна поширити і на інші райони, оскільки зрештою загальним фактором є вода. З іншого боку, у мене є проект, про який я сподіваюся повідомити вас незабаром цим засобом, як тільки він буде запущений. Нарешті, я запрошую вас взяти участь у форумах, що генеруються з опублікованим вмістом. Ваші коментарі завжди будуть раді і слугуватимуть доповненням до текстів.
А тепер, без зайвих сумнівів та подяки за ваш інтерес та участь, давайте подивимось перший внесок.
Сказав в одному з останніх пост що для передачі води з однієї точки в іншу нам потрібна енергія, і що ця енергія може подаватися до рідини двома способами: або через різницю у висоті, або за допомогою зовнішнього механізму, такого як насос.
Існує багато типів насосів, але для приводу води цікавлять нас центрифуги.
В іншому записі він пояснив, що відцентровий насос - це гідравлічна машина, що складається з робоче колесо або робоче колесо що рухається ззовні за допомогою двигуна, передає воді необхідну енергію для отримання певного тиску. Корпус насоса o прокрутка отримує рідину, яка надходить водіння і завдяки своїй особливій конструкції він перетворює свою кінетичну енергію в енергію тиску. Відцентровий насос базується на дуже простому принципі: вода спрямовується в центр робочого колеса і за допомогою відцентрової сили вона викидається до периферії лопатей, направляючись у вихідний дифузор.
У відцентровому насосі поєднуються два типи труб: всмоктувач для направлення води до робочого колеса та імпульс для транспортування води до місця призначення. Обидва мають свої особливості, як ми побачимо відразу.
Реклама
Попереднє зображення представляє висоти, які відцентровий насос повинен подолати, щоб перемістити водойму з певної площини на вищу, в даному випадку ємність, хоча це може бути ферма, зрошувальна машина або сервісна мережа, щоб дати деякий приклади.
Якби на виході з насоса не було труби, енергія з води розсіювалася б в атмосферу і на цьому весь процес закінчувався б. Однак саме трубопровід і тиск, який вода чинить на свої стінки, змушують рідину пройти єдино можливий шлях, змушуючи її циркулювати по мережі із заданим тиском і швидкістю.
Швидкість води
Окрім гідравлічних міркувань, у всіх насосах повинні регулювати економічні критерії, щоб не витрачати більше енергії, ніж потрібно.
Розмір всмоктувального горла та напірного горла насосів вказує лише на мінімальний розмір труб. Це важливо.
Розмірювання повинно бути зроблено так, щоб швидкості були такими максимум наступні:
Всмоктувальна труба: 1,5 м/с
Напірна труба: 2,5 м/с
- Швидкості нижче 0,6 м/с зазвичай спричиняють осідання.
- Швидкості, що перевищують 3,5 м/с, можуть спричиняти потертості, крім високого споживання енергії в результаті втрат тиску.
Мінеральні частинки, такі як пісок та мул, рухаються у зрошувальній воді, особливо коли вода надходить із свердловин. Перш ніж дістатися до фільтрувальної станції, вони контактують з насосними механізмами та іншими елементами установки. Високі швидкості води, а також великі робочі швидкості робочого колеса насоса прискорюють процес зносу цих механізмів завдяки тертю частинок.
Діаметр трубопроводу (всмоктування та нагнітання) отримують як:
D внутрішній діаметр трубки в мм
v швидкість води в м/с
Питання витрата в м3/год
Кавітація
Якщо насос працює з надмірним всмоктуванням, тиск на вході всмоктувального отвору насоса може зменшуватися, поки не досягне тиску пари води. Потім будуть виділятися бульбашки пари, які, як тільки тиск у робочому колесі буде відновлений, спричинятимуть сильні імплозії та спричинять серйозні пошкодження механізмів.
Питання кавітації через його важливість я обговорював у двох попередніх дописах, один із них із заголовком: Що таке кавітація? Як цього уникнути? " а інша назва: «Що таке і як NPSHdisp. відцентрового насоса ". Чи можете ви це зробити? натисніть щодо назв, щоб до них звертатися.
Прагнення
Ми вже коментували, що максимальна швидкість всмоктувальної труби повинна бути обмежена 1,5 м/с. У всмоктувальних колекторах для двох або більше насосів ця швидкість, як правило, буде обмежена 1 м/с.
Бічні з'єднання всмоктувальних колекторів бажано робити під кутом від 30 до 45 градусів відносно основної лінії, як показано на малюнку.
Щоб отримати відповідний діаметр колектора, ми повинні вдатися до виразу Q = vS і очистити значення колекторної секції, оскільки відомі як потік, так і швидкість води.
Занурення у всмоктувальний бак
Занурення (S) - висота рідини, необхідна над впускною секцією всмоктувальної труби насоса або ніжного клапана, щоб уникнути утворення вихрів (вихорів), які можуть вплинути на нормальну роботу насоса.
Формування цих вихорів відбувається головним чином через депресію, спричинену:
- Всмоктування насоса.
- Погане розташування його в всмоктувальній камері.
- Нерівномірний розподіл потоку.
Мінімальне значення занурення отримують з наступної формули:
S - занурення в метри.
v - швидкість води в м/с
g, прискорення сили тяжіння (9,81 м/с2)
На попередньому зображенні ви можете побачити концепцію занурення. Коли висота S менше розрахованого мінімуму, бракує занурення з ризиком вихорів і потрапляння повітря з потоком рідини. Відсутність занурення в воду не спричиняє кавітації, але вводить у провідність кількість повітря, яке може бути шкідливим, а також викликає дратівливий шум та вібрації.
Щоб зменшити ефекти, коли неможливо досягти мінімального занурення, рекомендується наступне:
- Збільшити вхідну секцію (розміщення парасольок, більший діаметр всмоктувальної труби тощо)
- Встановіть плаваючі або заглиблені перегородки, що усувають турбулентність.
- Використовуйте плавник навколо всмоктувальної труби, а також пластикові буї та все, що здатне запобігти утворенню вихорів або вихорів на поверхні води.
Регулювання потоку відцентрових насосів
У будь-якій установці, будь то зрошення, подача або водопостачання, розрахунки повинні проводитися для номінальних потоків, щоб правильно розмірити всі елементи трубопроводу. Однак, і через коливання у використанні, іноді доводиться тривалий час працювати в умовах нижче номінального потоку.
Тому, через мінливість споживання води, іноді потрібно буде модифікувати потік насоса, щоб адаптувати його до вимог служби. Цю модифікацію або регулювання витрати можна здійснити різними способами. Ми побачимо три методи: використання дросельної заслінки, паралельне встановлення насосів і, нарешті, приведення в дію приводу зі змінною швидкістю.
до) Дросельний клапан
Приводячи в дію регулюючий клапан на виході з насоса, ми можемо зменшити потік води та змінити імпульсний потік, створюючи додаткові втрати тиску. Ця процедура суттєво знижує продуктивність, не відбувається економії енергії, ефективність насоса знижується, і насос завжди працює на максимальній швидкості, однак це дуже простий метод і тому його легко застосувати. Зміна потоку передбачає збільшення висоти висоти, отже, вище необхідного, як видно з наступного графіку:
б) Насоси, з'єднані паралельно
Паралельно підключені насоси часто використовуються, коли:
- Необхідна швидкість потоку вища, ніж може подавати один насос.
- Система має вимоги до змінного потоку, які досягаються активацією та деактивацією паралельно підключених насосів.
Зазвичай паралельно підключені насоси мають однакові розміри та тип. Щоб уникнути байпасу циркуляції насосами, які не працюють, зворотний клапан підключається послідовно до кожного з насосів.
Крива продуктивності для системи, що складається з декількох насосів паралельно, визначається додаванням витрати, що подається насосами для конкретного напору.
На малюнку нижче показана система з двома однаковими насосами, паралельно підключеними. Крива загальної продуктивності системи визначається додаванням Q1 Y Q2 для кожного напору, яке однакове для обох насосів, H1 = H2. Оскільки насоси ідентичні, отримана крива насоса має однаковий максимальний напор (Hmax), але максимальний потік (Qmax) це подвійний. Для кожного значення напору витрата вдвічі більша, ніж для одного насоса, що працює: Q = Q1 + Q2
в) Варіатор швидкості
Варіатор частоти або швидкості - це електронний пристрій, який, змінюючи частоту джерела живлення, змінює швидкість обертання електродвигунів. Привід зі змінною швидкістю модифікує характерну криву насоса, пристосовуючи його до вимог системи та забезпечуючи економію енергії. Це одна з найбільш прийнятих на практиці форм регулювання насосного обладнання, оскільки продуктивність навряд чи зазнає змін при зміні робочої швидкості, досягаючи значної економії енергії.
Давайте подивимось наступний графік. Припустимо, що потреба у воді в установці варіюється від потоку Q1 при потоці Q2 [слід уточнити, що потік Q1 це завжди буде розрахунковий потік, тобто максимально затребуваний, тому весь рух на графіку буде вліво - в нижчий потік]]. На графіку ми бачимо, що в ситуації, коли потік регулюється клапаном, робоча точка насоса, коли стикається з новою потребою в потоці, буде (2), з подальшим збільшенням манометричного напору H.
Якби існувало регулювання регулювання через спрацьовування варіатора швидкості, робоча точка насоса тепер розташовувалася б на (2 '), підтримуючи манометричну напор постійною (H = cte) і приводячи до зменшення тиску. споживається зменшенням швидкості обертання силового блоку. Це дуже ефективна система з енергетичної точки зору, оскільки додаткові втрати не створюються.
Продовжуючи графік, зауважте, що, змінюючи швидкість насоса від H1 до H2 ', ми можемо перейти від швидкості потоку Q1 за рахунок Q2, без збільшення навантаження (H = cte). Навпаки, нове навантаження H2 ’набагато нижче за навантаження, яке було б отримано за допомогою дросельної заслінки (H2).
У разі регулювання клапана спрощена гідравлічна потужність буде:
Для випадку використання варіатора спрощена гідравлічна потужність буде такою:
P ’= Q2 · H2’ що набагато менше, ніж Р.
Привід змінної швидкості підключений до двигуна насоса і управляється з панелі управління насосного обладнання.
На наступному зображенні ми бачимо коробку варіатора швидкості, встановлену всередині блоку управління в насосному корпусі (каталог POWER ELECTRONICS)
У разі зрошувальних систем у варіаторі встановлюється або витрата, або тиск накачування. Зазвичай тиск встановлюється, і для цього в мережі встановлюється датчик тиску, який є електронним пристроєм, відповідальним за перетворення величини тиску в аналоговий електричний сигнал, який може інтерпретуватися варіатором. Варіатор підтримуватиме манометричну головку (H) постійною і буде змінювати швидкість обертання двигуна насоса, оскільки необхідний потік змінюється, як пояснювалося.