Namen in funkcija napeljave za zmanjšanje premera vstopa in izhoda vodne črpalke

Sprememba vstopnega in izstopnega premera vodne črpalke je pomemben tehnični vidik pri načrtovanju sistema vodne črpalke. Njegov namen je zagotoviti nemoten pretok vode, zagotoviti mejo kavitacije, preprečiti kavitacijo, izboljšati učinkovitost dobave in zagotoviti, da vodna črpalka deluje v dobrem in stabilnem stanju.

1. Prilagodljivost pretoka in hitrosti

Stopnja pretoka (Q) vodne črpalke je neposredno povezana z njeno hitrostjo (v): Q=A × v (kjer je A površina prečnega-prereza cevi). Ko je izhodni pretok črpalke fiksen, bo hitrost ostala konstantna, če premera dovodne in odvodne cevi ostaneta nespremenjena. Vendar je v praktičnem inženirstvu treba izhod črpalke pogosto priključiti na-dovodni cevovod na dolge razdalje, medtem ko je dovod lahko povezan z napravo za shranjevanje vode ali opremo, ki je navzgor. Z zasnovo zmanjšanja premera se lahko premer cevi zmanjša na izhodu, da se poveča hitrost (povečanje zmogljivosti dobave), premer cevi pa se lahko poveča na vstopu, da se zmanjša hitrost (zmanjša sesalni upor). Na primer, v industrijskem obtočnem vodnem sistemu se je po zmanjšanju premera izhodne cevi črpalke z DN200 na DN150 hitrost povečala z 1,5 m/s na 2,7 m/s, s čimer se je izboljšala učinkovitost dovajanja za 30 %, hkrati pa se je izognila sedimentaciji, ki jo povzroča nezadostna hitrost.

2. Mehanizem za kompenzacijo izgube tlaka

Ko se tekočina prenaša po cevovodu, pride do izgube tlaka (ΔP) zaradi trenja in lokalnega upora (kot so kolena in ventili). Po Darcyjevi formuli je ΔP sorazmeren s kvadratom hitrosti toka. Če sta premera dovodne in izstopne cevi črpalke enaka, je lahko končni tlak nezadosten, ko sistem zahteva-transport na dolge razdalje ali gre skozi več uporovnih elementov. Z zmanjšanjem izhodnega premera je mogoče povečati hitrost pretoka ob ohranjanju enake stopnje pretoka, izgubo tlaka pa je mogoče samodejno kompenzirati s karakteristično krivuljo višine črpalke. Če za primer vzamemo projekt kmetijskega namakanja, je prvotna zasnova uporabila cev DN100 za prenos pretoka 50 m³/h na razdaljo 300 metrov, s končnim tlakom le 0,2 MPa; po zamenjavi z reduktorjem premera izhoda DN80 se je končni tlak povečal na 0,35 MPa, kar je izpolnjevalo zahteve za namakanje z razpršilci.

3. Preprečevanje kavitacije

Ko vodna črpalka deluje, se tlak vode v sesalni cevi zmanjša in lahko pride do sproščanja plinov, raztopljenih v vodi. Če pride do vzvratnega nagiba ali lokalnega dviga sesalne cevi, lahko nastanejo zračni žepi. Nakopičeni zračni žepi lahko vstopijo v ohišje črpalke kot večji zračni mehurčki, kar vpliva na pretok črpalke in zmogljivost glave ter povzroči tresljaje in poškodbe rotorja, podobne poškodbam zaradi kavitacije. Zato je preventiva nujna. Izogibanje lokalnim dvigom v cevi ter sprejem razumne postavitve in naklona cevi lahko učinkovito prepreči nastanek zračnih žepov v sesalni cevi črpalke.

4. Prilagodljivost ujemanja sistema

Premera dovodne in izstopne cevi vodne črpalke se morata ujemati z dimenzijami vmesnika opreme navzgor in na koncu toka (kot so rezervoarji za shranjevanje, ventili in instrumenti). Zasnova s ​​spremenljivim premerom lahko reši problem nedoslednih dimenzij vmesnika med različno opremo, s čimer se izogne ​​puščanju ali težavam pri namestitvi, ki jih povzročajo prisilne povezave. Na primer, dovod črpalke za dvig tlaka naprave za čiščenje odplak mora biti povezan z zaslonom DN300 palic, izhod pa mora biti povezan z prezračevalno posodo DN250. Z-po meri izdelanim reducirnim spojem (DN300×DN250) je bila dosežena brezšivna povezava, kar je skrajšalo čas gradnje za 40 %.

5. Bilanca stroškov in energetske učinkovitosti

Z ekonomskega vidika so cevi velikega-premera dražje, vendar imajo manjši upor, medtem ko so cevi majhnega-premera cenejše, vendar imajo večji upor. Zasnova s ​​spremenljivim premerom omogoča uporabo ustreznih premerov cevi v kritičnih odsekih (kot so vstopi in izpusti črpalke), kar uravnoteži začetno naložbo in porabo energije pri obratovanju. Če za primer vzamemo klimatski vodni sistem komercialnega kompleksa, je prvotna zasnova vseskozi uporabljala cevi DN250, z letnimi stroški energije 120.000 juanov; po spremembi na shemo s spremenljivim premerom z uvoženimi cevmi DN300 in izvoženimi cevmi DN250 se je letni strošek energije zmanjšal na 90.000 juanov, stroške modifikacije cevi pa je bilo mogoče povrniti v 3 letih.

Če povzamemo, namestitev s spremenljivim premerom na vstopu in izstopu vodne črpalke ne samo izboljša učinkovitost delovanja vodne črpalke, ampak tudi učinkovito zmanjša pulziranje pretoka vode in hrup, kar zagotavlja dodatno zaščito vodne črpalke in cevovoda.