Винтовые насосы с одинаковой толщиной стенок
Cat:Одновинтовых Насосах
Винтовые насосы оснащены статором одинаковой толщины стенки, имеют одинаковые характеристики насоса, расход насоса и давление увеличены. Одинаковая...
Смотрите подробностиКонтент
Расценки на насосы обычно приходят с прикрепленным листом с одной кривой, а в сопроводительном электронном письме говорится: «Рабочая точка находится прямо на кривой». Прежде чем заказ на поставку будет подписан, кто-то с вашей стороны должен подтвердить это утверждение. Знание того, как прочитать кривую производительности насоса, — это разница между машиной, которая работает тихо в течение десяти лет, и той, у которой возникает кавитация, перегрев или сгорание двигателя в течение первого месяца работы.
Сначала краткий ответ. Кривая производительности насоса представляет собой двумерную карту одной модели насоса, работающей с одной фиксированной скоростью на одной конкретной жидкости. Он сообщает вам, какой напор создает насос при каждом расходе, какую мощность на валу он поглощает, какого КПД он достигает и сколько энергии всасывания ему необходимо, прежде чем начнется кавитация. Правильное его прочтение означает одновременную проверку четырех параметров, а именно: напор относительно потока, мощность относительно потока, эффективность относительно потока и NPSHr против потока, а затем сравнение всех четырех показателей с системой, которую насос фактически будет обслуживать.
Вторая половина ответа имеет не меньшее значение. Сама по себе кривая никогда не подтверждает выбор, поскольку насос никогда не работает один. Он действует против трения трубы, статического подъема, клапанов, изгибов, вязкости и температуры, и эти элементы образуют свою собственную кривую. Только там, где две кривые пересекаются, существует реальная производительность.
Горизонтальная ось обычной кривой представляет собой скорость потока, выраженную в кубических метрах в час, литрах в минуту, литрах в секунду или галлонах в минуту. Вертикальная ось — это напор, выраженный в метрах столба жидкости, барах или фунтах на квадратный дюйм. Выбор юнита не косметический. Один бар давления соответствует примерно 10,2 метра водяного столба, но всего лишь примерно 8,1 метра легкого растворителя с удельным весом 0,8. Покупатель, который читает в технических характеристиках «10 бар» и ожидает производительности «10 метров», в конечном итоге получит насос, который либо превышает, либо не соответствует требованиям.
Каждая кривая рисуется с учетом фиксированного набора условий. Эти условия включают скорость вращения, геометрию ротора и статора, вязкость жидкости, температуру жидкости, удельный вес и содержание твердых частиц. Измените любой из них, и кривая переместится. Это самый распространенный источник разочарований при закупках промышленных насосов, поскольку кривая, измеренная на воде при температуре 20 градусов Цельсия, обычно представляется как свидетельство работы, в которой используется ил при температуре 60 градусов Цельсия с восемью процентами взвешенных твердых частиц.
Также стоит знать, что кривые создаются в результате стендовых испытаний, а не теоретических расчетов, и что стандарты испытаний допускают допуски. В рамках широко используемых классов приемки производитель может заявить, что напор на несколько процентов выше или ниже измеренного значения. Такая толерантность нормальна и законна. Что не является законным, так это таблица с кривыми без заявленного стандарта, без указанной вязкости и без указанной скорости. Прежде чем что-либо сравнивать, спросите эти три фрагмента контекста.
Кривые также бывают семейными. Техническое описание центробежного насоса часто содержит набор кривых для различных вариантов рабочего колеса, а также набор линий скорости. Техническое описание винтового насоса обычно проще: часто это одна линия противодавления для одной скорости, иногда с двумя или тремя дополнительными линиями скорости и линией питания. Меньшее количество строк не является признаком более слабого продукта. Он отражает принципиально другой гидравлический принцип, который объясняется далее в этой статье.
Большинство таблиц кривых насоса содержат четыре или пять отдельных кривых на одной сетке. Читать их по отдельности легко. Их совместное прочтение – это то, в чем живет настоящий навык выбора, потому что насос, который выглядит удобным на кривой напора, может быть совершенно неуместным на кривой мощности или кривой NPSHr при одном и том же расходе.
| Кривая | Топоры | Вопрос, на который он отвечает | Распространенное заблуждение |
|---|---|---|---|
| Голова против потока | Поток по горизонтальной оси, голова по вертикальной оси | Какой подъем или давление обеспечивает насос при заданном расходе? | Рассматривать напор как давление, создаваемое насосом, игнорируя давление на входе и статический подъем. |
| Эффективность против потока | Расход по горизонтальной оси, процент по вертикальной оси | Какой диапазон пропускания дает наибольшую полезную работу на потребленный киловатт | Чтение одного числа из таблицы данных вместо чтения значения при фактическом рабочем расходе |
| Мощность вала против потока | Расход по горизонтальной оси, киловатты по вертикальной оси | Насколько велики должны быть привод и муфта | Выбор размера двигателя только исходя из номинальной точки, а затем запуск насоса при более высоком расходе. |
| НПШр против потока | Расход по горизонтальной оси, метры по вертикальной оси | Какая энергия всасывания необходима насосу, чтобы избежать кавитации? | Рассматривать NPSHr как константу, а не как значение, которое увеличивается с потоком. |
| Линии скорости или обрезки | Параллельные или вложенные кривые на одной сетке | Как весь диапазон производительности меняется в зависимости от скорости или геометрии | Предполагая, что более низкая скорость просто уменьшает поток, оставляя все остальное неизменным. |
Три из них заслуживают особого внимания при закупках. Кривая мощности определяет, подходит ли электродвигатель, и часто является причиной отключения насоса при высоком расходе. Кривая NPSHr определяет, разрушается ли насос изнутри. Кривая эффективности определяет счета за электроэнергию и скорость износа, поэтому ее следует оценивать в ожидаемом рабочем диапазоне, а не только в расчетной точке.
Если в процессе перекачки используется вязкая жидкость, применяется дополнительный корректирующий слой. Вязкость снижает расход, который насос может обеспечить при заданном напоре, снижает эффективность и увеличивает требуемую мощность. Некоторые производители публикуют поправочные коэффициенты, другие публикуют отдельное семейство кривых для более высокой вязкости. Ни один из подходов не заменяет испытания, особенно в винтовых насосах, где жидкость сама смазывает поверхность контакта ротора и статора.
Описанная ниже процедура работает как для центробежных, так и для объемных насосов, хотя акценты смещаются в зависимости от семейства. Следуйте последовательности, а не сразу переходите к кривой головы, потому что пропуск контекстных шагов приводит к дорогостоящим ошибкам.
Пятый шаг — тот, который чаще всего меняет ответ. Покупатель указывает двенадцать кубометров в час, поставщик выбирает насос, кривая которого пересекает это значение ровно при необходимом давлении, и все остаются довольны. Шесть месяцев спустя клапаны задушены, трубы покрыты накипью, а кривая системы стала круче. Рабочая точка сместилась влево, расход упал, рециркуляция нагревает корпус. Кривая, прочитанная изолированно, никогда бы этого не выявила.
Большинство опубликованных руководств по считыванию кривых насосов были написаны для центробежных машин и не совсем применимы к винтовым насосам. Разницу стоит понять, прежде чем применять метод центробежного считывания к таблице данных положительного смещения.
Центробежный насос преобразует скорость в давление, поэтому его напор постоянно падает по мере увеличения расхода. Винтовый насос перемещает фиксированный объем за один оборот через герметичную полость между ротором и статором, поэтому при постоянной скорости поток практически не зависит от давления. На диаграмме давления против потока это дает почти вертикальную линию, а не пологую. При постоянной скорости насос подает примерно один и тот же объем независимо от того, составляет ли давление нагнетания два бара или двенадцать бар, при этом небольшое внутреннее проскальзывание приводит к небольшому наклону линии.
Из этого следуют три практических следствия. Во-первых, регулирование потока в винтовом насосе обычно достигается за счет изменения скорости, а не за счет дросселирования клапана. Во-вторых, рабочее давление определяется в первую очередь количеством ступеней и жесткостью геометрии статора, а не формой кривой падающего напора. В-третьих, профиль риска перевернут. Если центробежный насос разрушается из-за слишком низкого расхода, то винтовой насос с гораздо большей вероятностью выйдет из строя из-за работы при избыточном давлении, что приводит к выделению тепла на границе раздела ротора и статора и разрушению эластомера.
Винтовые насосы с одинаковой толщиной стенок Этот винтовой насос обладает хорошей самовсасывающей способностью, в качестве среды используется вода, всасывание на глубину до 3-5 метров; Транспортировка твердых частиц в жидкости: может транспортировать жидкость, содержащую такие... Просмотреть продукт → Таким образом, конструкция статора напрямую влияет на то, насколько плоской будет кривая характеристик при эксплуатации. Статор с равной толщиной стенок распределяет резину более равномерно по полости, что улучшает рассеивание тепла и обеспечивает более стабильную компрессионную посадку при длительных пробегах. С точки зрения кривой это означает, что подаваемый поток дольше остается ближе к теоретическому значению, а небольшой наклон вниз, вызванный проскальзыванием, развивается медленнее.
Когда поставщик представляет кривую прогрессивной полости, попросите указать ось давления в барах, а не в метрах напора, запросите соответствующую линию электропередачи и спросите, из какого материала статора была построена кривая. Нитрил, EPDM и гидрогенизированный нитрил ведут себя по-разному под одним и тем же давлением, и кривая, полученная для одного соединения, автоматически не является действительной для другого.
The system curve describes what your piping network demands. Он состоит из двух компонентов. The static component is the fixed lift between the suction surface and the discharge point, and it does not change with flow. Динамическая составляющая представляет собой потери на трение в трубах, фитингах, клапанах, теплообменниках и коленах и возрастает примерно пропорционально квадрату скорости потока. Удвоение потока примерно в четыре раза увеличивает потери на трение.
Plot the sum of those two components on the same axes as the pump curve and you obtain a rising line. Where it crosses the pump head curve, you have the duty point. That crossing is the only point at which the pump and the system agree, and it is the flow that will actually be delivered.
Several routine field changes move that crossing point, and each one has a characteristic signature:
Винтовые насосы H-типа В винтовом насосе H-типа используется точная технология производства и передовая конструкция конструкции, обеспечивающая чрезвычайно высокую стабильность во время... Просмотреть продукт → Как только вы узнаете, насколько далеко может смещаться рабочая точка, вы сможете решить, подходит ли насос с фиксированной скоростью или оправдано управление переменной скоростью. Переменная скорость – это не просто показатель энергии. Это способ удержать рабочую точку внутри нормального диапазона, когда кривая системы нестабильна, и часто это самый дешевый способ защитить статор от повторяющихся событий избыточного давления.
Эффективность – это показатель, который чаще всего игнорируют при выборе насоса и на который чаще всего возлагают вину после ввода в эксплуатацию. Почти на каждой кривой эффективности насоса линия КПД поднимается, достигает максимума, а затем падает по мере того, как расход продолжает увеличиваться. The peak is the best efficiency point, and every pump is happiest working inside a band around it.
В винтовом насосе жидкость перекачивается с помощью вращающегося ротора внутри неподвижного статора, и значительная часть потерь возникает из-за трения между этими двумя поверхностями. Это трение увеличивается с увеличением скорости и перепада давления, поэтому эффективность винтового насоса обычно ниже, чем у центробежного насоса для чистой воды сопоставимого размера, и почему форма эффективной полосы имеет большее значение, чем абсолютное число, напечатанное на листе.
Схематический диапазон эффективности одновинтового насоса с фиксированной скоростью
Только иллюстративные значения. Фактические цифры зависят от модели, скорости, состава статора и жидкости.
Приведенная выше таблица представляет собой схематическое изображение, а не гарантию для какой-либо отдельной модели, но показанная на ней форма типична для одновинтового насоса с фиксированной скоростью. При пятидесяти процентах номинального расхода насос совершает очень мало полезной работы, и только около тридцати восьми процентов энергии вала превращается в гидравлическую энергию. Большая часть остатка теряется в виде тепла внутри статора, что также является механизмом, сокращающим срок службы статора. Когда расход приближается к номинальной точке, геометрия ротора и статора начинает работать в пользу насоса, и эффективность резко возрастает. Пик в этом примере близок к номинальному расходу и составляет примерно шестьдесят восемь процентов.
Работать справа от пика безопаснее, чем двигаться слева, но все равно придется платить за превышение размеров. При ста двадцати пяти процентах номинального расхода эффективность, показанная на рисунке, падает примерно до пятидесяти двух процентов, а лишние киловатты преобразуются в тепло и шум, а не в полезную подачу. Практический урок заключается в том, что насос, рабочая точка которого находится далеко за пределами достаточно узкого диапазона потока, будет изнашиваться в зоне, для которой он никогда не был предназначен. В винтовом насосе уход от точки наилучшего КПД также ускоряет износ резины статора, поскольку увеличивается внутреннее скольжение и соответственно возрастает контактное давление между ротором и статором.
Посмотрите также на направление кривой мощности. Мощность на валу обычно увеличивается с увеличением расхода, а это означает, что электродвигатель должен выбираться с наибольшим расходом, который когда-либо будет наблюдаться насосом, а не с номинальной рабочей точкой. Вот почему на графике всегда показаны как линия эффективности, так и линия мощности. Чтение только одного из них позволяет пользователю соединить двигатель меньшей мощности с подходящим насосом. Это также объясняет, почему эффективность никогда не следует указывать как единую цифру. КПД — это соотношение, которое зависит от вязкости, скорости и перепада давления, и каждый раз, когда эти условия меняются, весь диапазон смещается.
Чистая положительная высота всасывания — это часть показания кривой, которая защищает насос от внутреннего разрушения. NPSHr — это энергия всасывания, необходимая самому насосу, и она возрастает по мере увеличения расхода. NPSHa — это энергия всасывания, которую фактически обеспечивает ваша установка, и она падает по мере увеличения расхода, поскольку растут потери на трение во всасывающей линии. Кавитация возникает, когда две линии пересекаются.
Доступное значение зависит от абсолютного давления на поверхности жидкости, высоты жидкости над или под входом насоса, потерь на трение во всасывающей линии и давления паров жидкости при температуре перекачки. Давление пара — это термин, который сбивает людей с толку, потому что оно резко возрастает с температурой. Жидкость, обеспечивающая комфортный запас при двадцати градусах Цельсия, может свободно кавитировать при семидесяти градусах Цельсия в той же установке.
Запас необходим, поскольку кривые не являются точными и процессы дрейфуют. Общее рабочее правило заключается в том, чтобы поддерживать NPSHa на расстоянии не менее полуметра-одного метра выше NPSHr в рабочем потоке, с большим запасом для горячих жидкостей, высокоэнергетических режимов или жидкостей, несущих растворенный газ. Если насос перекачивает ил, пульпу или среды с высокой вязкостью, запас должен быть еще шире, поскольку поведение всасывания неньютоновской жидкости трудно предсказать по кривой на водной основе.
Несколько предупреждающих знаков указывают на то, что сторона всасывания перетянута. К ним относятся дребезжащий или похожий на гравий шум насоса, вибрация, появляющаяся только при определенных расходах, показания напора, падающие ниже кривой, и повреждение статора, сосредоточенное на стороне всасывания. Любое из этих событий должно привести к проверке NPSHa по кривой NPSHr, а не к регулировке выпускного клапана.
Большинство сбоев, связанных с кривой, происходят из-за небольшого количества повторяющихся ошибок. Проверка их перед размещением заказа занимает пятнадцать минут и экономит месяцы.
Стоит добавить шестую, более тихую ошибку. Покупатели часто сравнивают кривые от разных поставщиков, не проверяя, были ли они получены с одинаковой скоростью и с одинаковым стандартом приемки. Кривая, измеренная на более низкой скорости, может выглядеть более плавной и консервативной, но при этом давать меньшие результаты, чем у более высокоскоростного устройства конкурента. Прежде чем сравнивать, нормализуйте условия.
Показания теоретической кривой становятся конкретными, когда они привязаны к сектору. В каждой из представленных ниже отраслей один конкретный аспект кривой имеет тенденцию доминировать при принятии решения о выборе.
Экологическая очистка воды. Работа с осадком и сточными водами предполагает переменное содержание твердых частиц и частые изменения расхода. Наибольшее значение здесь имеют диапазон эффективности и кривая мощности, поскольку насос часто работает тысячи часов в год, а стоимость электроэнергии доминирует в стоимости срока службы. Широкая эффективная полоса допускает колебания, чего не может сделать узкая.
Химическая обработка. Среды варьируются от жидких растворителей до вязких смол, и давление пара часто становится ограничивающим фактором. Запас NPSH и выбор состава статора определяют конструкцию, и кривую необходимо скорректировать с учетом удельного веса, прежде чем можно будет доверять каким-либо расчетам мощности.
Бумага и целлюлоза. Консистенция запасов меняется в ходе процесса, поэтому кривая системы действительно нестабильна. Выбор одной рабочей точки рискован. Вместо этого посмотрите на полный рабочий диапазон и рассмотрите возможность управления скоростью.
Пищевая и фармацевтическая продукция. Бережное обращение и возможность очистки обычно перевешивают чистую гидравлическую эффективность. Кривые считываются с более широкими допусками и более низкими пределами сдвига, а скорость насоса часто намеренно поддерживается низкой, чтобы защитить продукт.
Нефтехимия и энергетика. Высокие давления и высокие температуры сжимают доступный запас NPSH, и многоступенчатая геометрия становится обычным явлением. Проверьте кривую при фактической температуре перекачки, а не при условиях окружающей среды.
В каждом из этих секторов полезные привычки одни и те же. Начните с условий процесса, постройте кривую системы, затем прочтите кривую насоса на пересечении. Работая в противоположном направлении, от предпочтительной модели насоса к обоснованию, мы видим, как неподходящее оборудование оказывается в эксплуатации.
Кривая описывает насос в хорошем состоянии. В процессе эксплуатации производительность колеблется, и это отклонение обычно видно на кривой до того, как оно становится заметным в производственных показателях. Двумя компонентами, которые приводят в движение этот дрейф, являются статор и ротор.
Статор представляет собой эластомерный компонент, и эластомер стареет. Он затвердевает, разбухает или изнашивается, а по мере ослабления компрессионной посадки между ротором и статором внутреннее скольжение увеличивается. На диаграмме зависимости давления от потока это выглядит как кривая, которая наклоняется вправо, что означает меньший поток при том же давлении. Операторы часто компенсируют это повышением скорости, что приводит к повышению температуры и ускорению старения. Цикл быстро закрывается после запуска.
Ротор изнашивается медленнее, но абразивные твердые частицы и работа всухую наносят ущерб. Изношенный ротор изменяет геометрию полости и снижает объемный КПД, а также создает дополнительную нагрузку на статор. Удлинительные валы и муфты следует проверять с одинаковой периодичностью, поскольку изогнутый вал будет проявляться вибрацией, имитирующей кавитацию.
Статор для шнековых насосов Мы внедряем передовое оборудование и производственные процессы из-за границы, строго соблюдаем систему качества производства ISO, обеспечиваем стабильное качество и имеем собственные... Просмотреть продукт → Практичный план технического обслуживания обеспечивает соответствие запасных частей исходной характеристике. При замене статора следует измерить ротор, поскольку соединение нового статора с изношенным ротором воспроизводит исходную проблему в другой форме. Многие операторы ведут простой журнал расхода, давления и мощности при фиксированной скорости, который ежемесячно сопоставляется с исходной кривой. Когда измеренная точка отклоняется от кривой более чем на определенный процент, пришло время проверить, а не продолжать корректировку.
Начните с осей и их единиц, затем подтвердите указанные в сноске скорость, вязкость и удельный вес. Нарисуйте вертикальную линию вверх от требуемого расхода и прочитайте на этой линии значения напора, эффективности, мощности и NPSHr. Если в сноске отсутствует какое-либо из этих условий, перед продолжением запросите исправленный лист.
На подавляющем большинстве опубликованных кривых поток течет по горизонтальной оси, а напор – по вертикальной. Некоторые диаграммы, создаваемые программным обеспечением, меняют правила, поэтому всегда проверяйте метки, а не предполагайте.
Определите мощность на валу при максимальном расходе, который реально может достичь насос, а не при номинальной рабочей точке, а затем примените сервисный коэффициент, обычно от 1,15 до 1,25. Для вязких жидкостей или высокой удельной плотности откорректируйте мощность перед применением коэффициента.
Да, хотя его часто представляют иначе, чем центробежный насос. Поскольку расход практически не зависит от давления, кривая NPSHr сравнительно плоская, но она все равно растет с увеличением скорости, и ее необходимо сравнивать с доступной высотой всасывания при рабочем расходе.
Обычными причинами являются кривая системы, которая отличается от расчетной, жидкость, вязкость или удельный вес которой отличаются от испытательной жидкости, внутренний износ статора или ротора или скорость, которая отличается от скорости, указанной в таблице. Измерьте все четыре, прежде чем предположить, что насос неисправен.
Это расход, при котором насос преобразует наибольшую долю мощности на валу в гидравлическую энергию. Работа внутри ленты вокруг него снижает потребление энергии, вибрацию и износ. Работа далеко влево повышает температуру и рециркуляцию; работа далеко вправо перегружает двигатель.
Не обязательно. Соответствующая цифра — это эффективность на вашем рабочем месте, поддерживаемая в ожидаемых вами условиях. Насос с немного более низким пиковым КПД, но с гораздо более широким диапазоном эффективности часто обходится дешевле в течение десятилетия.
Только как приблизительная отправная точка. Вязкость снижает подаваемый поток, снижает эффективность и увеличивает энергопотребление. Для тяжелых продуктов запросите исправленные кривые или заводские испытания с репрезентативной жидкостью.
Чтение кривой производительности насоса — это, в конечном счете, умение задавать правильные вопросы в правильном порядке. Какая жидкость, при какой температуре, при какой вязкости. Какая статическая подъемная сила и какие потери на трение. Какой диапазон расхода фактически потребуется для процесса в течение всего года работы? Только после того, как эти ответы будут зафиксированы, кривая станет значимой, и только тогда поставщик сможет обеспечить обещанную производительность.
Изучите дальше
Для покупателей, приобретающих оборудование с прогрессивной полостью, к поставщику применима та же логика, что и к кривой. Производитель, который может объяснить условия испытаний за кривой, скорректировать их для вашей жидкости и поставить подобранные компоненты статора и ротора на весь срок службы насоса, предлагает больше, чем просто каталожный номер. Такое сочетание документации и непрерывности поставок запасных частей обеспечивает стабильность рабочего места в течение многих лет, а не месяцев.