Напорная сила — это механическая энергия, которую насос прикладывает к жидкости на единицу веса, обычно выражается в метрах или футах этой жидкости. Это не физическая высота насоса и не идентична давлению. Для несъемлемой жидкости рост давления зависит от давления и плотности жидкости, поэтому тот же напор приводит к различному давлению для жидкостей с различной плотностью. Выбор насоса основан на общем динамическом давлении: высоте, давлению, скорости и эффектах трения между определенными точками системы при требуемом потоке.
Эта статья представляет собой практическое руководство по диагностике и закупке и не заменяет инструкции производителя насоса, утвержденный проект системы, действующие правила электромонтажников и сантехников или квалифицированное обслуживание на месте. Перед вскрытием оборудования отключите подачу энергии и сбросьте давление. Работы с колодцами, подъемные работы, работа в замкнутых пространствах, со сточными водами, во влажных электроустановках и испытания под напряжением требуют наличия компетентного персонала и средств контроля, соответствующих конкретным задачам.
Почему инженеры используют голову
Конструкция головки позволяет насосу описывать процесс добавления энергии без зависимости от плотности жидкости, в отличие от конструкции с только одним показателем давления. Центробежный насос, создающий заданную высоту подъема воды, может демонстрировать разный уровень давления при более плотной или более легкой жидкости, при этом требуемая мощность изменяется в зависимости от плотности и эффективности работы. При любом показателе давления укажите тип жидкости, температуру и единицы измерения. Не переводите номинальное давление в высоту без уточнения места измерения и того, является ли оно манометрическим, дифференциальным или абсолютным давлением. Для водяного пара и условий сцепления необходимы свои постоянные единицы измерения.
Полный динамический напор
Выберите точку отсчета для всасывания и точку отсчета для вывода. Учтите высоту разности, требуемую разницу давления, скорость и высоту потока при наличии значительных значений, а также потери из-за трения в трубах всасывания и вывода, фитингах, клапанах, фильтрах, теплообменниках, приборах и насадках. В системе открытого резервуара к открытому резервуару обе поверхности могут находиться под атмосферным давлением, но высота и потери из-за трения остаются неизменными. В закрытой или под давлением системе требуемое целевое давление может преобладать. Задокументируйте уравнение и основу каждого показателя, чтобы другой рецензент мог воспроизвести его.
Понять компоненты статики и трения
Статическая головка зависит главным образом от высоты и давления границы и не исчезает при нулевом потоке. Наконечная головка увеличивается с увеличением потока и зависит от внутреннего диаметра, длины, шероховатости, вязкости, фитингов и оборудования. Это создает кривую системы. Точка работы насоса находится там, где эта кривая системы пересекает кривую насоса при текущей скорости и оборотах ротора. Усиливающая клапан увеличивает сопротивление и смещает точку; она не позволяет насосу независимо обеспечивать максимальный опубликованный расход и максимальную высоту потока одновременно.
Таблица решений
| Конструкция головки | Что это означает | Типичный входный сигнал |
|---|---|---|
| Высота головки | Вертикальное энергетическое различие | Высоты источника и назначения |
| Напорное давление | Необходимое различие давления | Давление в сосудах или на терминальной станции и плотность |
| Руководство Velocity | Разница в энергии потока | Площади труб и скорость потока |
| Фрикционный головка | Потери при движении ликвидных средств | Трубы, фитинги, клапаны и оборудование |
Используйте правильный уровень сжатия
Для хорошо функционирующего водосборного колодца, резервуара или водохранилища используйте рабочее уровень жидкости для исследуемого случая. Низкий уровень источника часто дает самый высокий статический подъём. В случае с подсосным сосудом с давлением необходимо правильно указать давление. Показания датчика давления вблизи насоса могут помочь в диагностике, но не заменяют полную энергетическую балансировку. Чистое положительное давление всасывания — это дополнительный, но отдельный параметр, позволяющий сравнить абсолютную энергию всасывания выше паров давления с потребностями насоса и проектными параметрами. Спутать выходное давление с NPSH может привести к образованию кавитации.
Проведение более одного пункта выполнения работы
Расчет допустимых случаев, при которых могут возникнуть нормальное, минимальное и максимальное расходование воды, минимальный уровень источника и максимальный уровень назначения, загрязненный фильтр, альтернативный маршрут трубопровода и параллельное использование насосов. Прорисовка этих случаев на сертифицированной кривой. Проверка эффективности, потребляемой мощности, нагрузки на двигатель, минимального непрерывного расхода воды, отклонений, отключения, вибрации и любых предпочтительных режимов работы. В случае переменной скорости работы следует рассматривать весь диапазон оборотов и регулируемых режимов работы, а не только один номинальный показатель. Одно единственное значение полной динамической мощности может скрывать рабочий диапазон, который выбранная насосом установка не может обеспечить безопасно.
Проверьте местоположение головы в поле
При пуске работы необходимо измерить давление всасывания и вывода на известных высотах, расход, скорость, состояние жидкости, уровни источника и назначения, а также положение клапанов. Правильно измерить показания прибора, чтобы получить согласованные исходные точки, и учитывать эффекты скорости, если материал имеет такую характеристику. Сравнить расчетный разностный уровень с кривой и входным сигналом от двигателя. Несоответствие показаний может быть вызвано погрешностями в калибровке, присутствием заблокированной воздушной среды, пульсацией, засоре в линиях датчика и некачественной установкой крана. Сохранить данные полевых измерений и конфигурацию системы, чтобы в последующих испытаниях использовались одни и те же исходные условия.
Выбор системы, подтверждающие материалы и закупочная документация
Оцените насос как часть гидравлической системы, а не как изолированный двигатель и крыльчатку. Определите жидкость, температуру, содержание газа и твердых частиц, уровень источника, требуемый диапазон расхода, уровень или давление нагнетания, размеры всасывающей и нагнетательной труб, арматуру, клапаны, фильтры, высоту расположения, часы работы, пуски, метод управления, электропитание, условия окружающей среды и требование к резервированию. Рассчитайте нормальный и предельный общий динамический напор, затем постройте графики для этих случаев по сертифицированной характеристике. Проверьте потребляемую мощность, КПД, пределы минимального расхода или охлаждения, условия всасывания, совместимость материалов и последствия блокировки или перекрытия тракта.
Используйте измерения для разделения гидравлических, механических, электрических и технологических причин. Систематическая запись может включать расход, давление на входе и выходе, уровень в источнике и приемнике, напряжение, ток, мощность, частоту вращения, вибрацию, температуру подшипников, утечки, шум, время работы, количество пусков, положение клапана и состояние жидкости. Сравнивайте аналогичные показания при стабильном режиме работы. Единственный симптом редко доказывает, какой именно компонент вышел из строя, а замена деталей без определения рабочей точки может скрыть реальную проблему системы.
Для закупки и приемки определить границы поставки, точки ответственности, материалы, соединения, габариты, привод, контроллер, защиту, приборы, опорную раму, ограждения, подъемные приспособления, покрытие, испытания, документацию, ЗИП, консервацию, монтаж и пусконаладку. Устранить отклонения до заключения договора. Во время пуска проверить направление вращения (где применимо), положение запорной арматуры, смазку, центровку, уставки защиты, отсутствие утечек, уровень шума и вибрации, расход, давление, ток и срабатывание сигнализации по утвержденным процедурам. Сохранить опросный лист, характеристику, чертежи, уставки, руководства, протоколы испытаний и исходные данные (базовые замеры) для последующего технического обслуживания.
Руководство по построению опор также должно использоваться в качестве общего справочного документа для расчета и обзора. Определите точки измерения, систему координат, единицы измерения, свойства жидкости, нормальные и граничные случаи, точность прибора, допустимые отклонения и ответственного рецензента. Сохраняйте расчетные предположения рядом с выбранной кривой и пересматривайте их при изменении маршрутов трубопровода, уровней, клапанов, оборудования, контроллеров или целей эксплуатации. Во время технического анализа предложений нормализуйте все предложения поставщиков до их сравнения по эффективности, размеру двигателя, цене или срокам поставки. Во время ввода в эксплуатацию измерьте те же параметры, которые использовались при расчете, и устраните любые различия, прежде чем принять систему. Во время эксплуатации следите за повторяемостью показаний, чтобы не допустить износа, блокировки, изменения сопротивления, неправильной установки клапана, сбоя датчика или изменения источника. Это создает надежную цепочку от проектирования до закупки, запуска и обслуживания вместо нескольких отдельных смет. В комплект окончательного представления должны быть включены утвержденные чертежи, расчеты, кривые, техническая документация, отклонения, протоколы испытаний, настройки, список запасных частей и рабочие пределы. Будущие изменения следует проверять с учетом этой исходной основы, а не оценивать по одному измерительному прибору или субъективным наблюдению.
При использовании гидравлического расчета, графика оборудования, описания управления, чертежей трубопроводов, перечня приборов и процедуры ввода в эксплуатацию следует использовать единую терминологию. Укажите, является ли давление показательным или абсолютным, а также относится ли высота каждого участка к центральной линии трубы или к поверхности жидкости; какой диаметр трубы использован для износа; и какие значения плотности, вязкости, температуры и давления пара применяются. Маркируйте временные шланги, перекрытия, частично открытые клапаны, грязные фильтры и будущие соединения, поскольку они изменяют кривую системы. Если несколько насосов работают параллельно или последовательно, рассчитывайте совокупные кривые и надежные комбинации, а не умножать значение одной из насосов. Проверьте наличие надлежащего диапазона, точности, местоположения и подтверждения калибровки приборов на полевых станциях. Если измеренная производительность отличается от прогнозируемой, сначала проверьте конфигурацию и инструменты испытания, а затем согласовывайте кривую насоса и кривую системы. Не меняйте ротор, скорость вращения, клапан, заданную точку отбора давления или мотор, пока ответственный эксперт не подтвердит их влияние при всех возможных режимах работы.
Пример работы с TDH с указанными границами
Для иллюстрации приводим следующие параметры: плотность воды 1000 кг/м³, гравитация 9,81 м/с², расстояние от источника до места назначения 12 м, требуемое давление разности 196 200 Па, расчетный коэффициент трения 6 м при выбранном потоке и незначительное различие высот между двумя выбранными границами.
| Вклад | Расчет | Глава |
|---|---|---|
| Высота | Целевой пункт минус источник | 12 м |
| Напряжение | 196,200 ÷ (1,000 × 9.81) | 20 м |
| Трение при указанном потоке | Основывается на расчетах потерь в трубе | 6 м |
| Разница в скорости вращения голов | Незначительны для этих выбранных границ | 0 м |
| Общий динамический напор | 12 + 20 + 6 + 0 | 38 м |
Результатом является требование к давлению в 38 м при предполагаемом потоке, а не автоматическое определение модели насоса. Пересчитывайте потери при фактическом потоке и проверяйте сертификационную кривую насоса, мощность и NPSH отдельно. Изменение давления в источнике или конечном пункте приводит к изменению показателя давления; уже учтенное входное давление не должно повторно рассчитываться.
Как эта тема связана с оборудованием BORRAPUMP
Это руководство способствует раннему рассмотрению Что такое головка в насосе приложений. Она не назначает окончательную модель. Отправьте данные о жидкости, диапазоне расхода, общем напоре, уровнях источника и назначения, содержании твердых частиц, рабочем цикле, мощности, средствах управления, условиях на объекте, количестве, пункте назначения и требуемых согласованиях, чтобы оборудование можно было проверить на соответствие реальным условиям эксплуатации.
Связанные технические руководства BORRAPUMP
- Руководство по консольным насосам
- конструкция бустер-помпа
- измерение насосов для откачивания воды при строительстве
Авторитетные источники и дальнейшее изучение
Насосные системы Министерства энергетики США; Ресурсы насосов Института гидравлики; единицы SI NIST. Эти источники содержат общие инженерные, водные, экологические или защитные сведения; действующие местные правила, утвержденные проекты и инструкции к оборудованию остаются приоритетными.
Познавательное видео от Practical Engineering: Создают ли насосы давление или поток?.
Применить рассчитанную величину давления к фактической мощности насоса
После расчета общей динамической головы прочитайте соответствующую величину. корицация центробежной помпы и найдите пересечение с системой кривых. Сохраняйте отдельные Доступный и требуемый уровень NPSH при таком выборе; само отверстие вытяжной трубки не обеспечивает приемлемого порога сжатого воздуха.
Часто задаваемые вопросы
Имеет ли значение уровень давления в насосе?
Нет. Они связаны плотностью жидкости и гравитацией, но энергия — это единица измерения в отношении к весу.
Усиливается ли максимальный расход при максимальном потоке?
Нет. На типичной кривой центробежной помпы остановка или максимальный уровень давления наступают ближе к нулю оборотов.
Что такое общая динамическая головная боль?
Это требуемая разница энергии, включающая в себя такие параметры, как высота, давление, скорость и трение между определенными точками.
Включается ли в стоимость насосной головки функция подкачивания?
Да, исходное состояние является частью энергетического баланса системы, в то время как NPSH остается отдельным параметром проверки кавитации.
Последняя контрольная точка
Перед изменением оборудования или параметров согласуйте фактический режим работы и условия на объекте с утвержденной характеристикой, чертежами, материалами, электропитанием, средствами управления, защитой, монтажом, испытаниями и доступом для технического обслуживания. Зафиксируйте оставшиеся допущения и назначьте ответственных за их закрытие. Сохраните конечные показания и документы в качестве исходных данных для будущих проверок.
Полезная передача дел также указывает, что не было протестировано, какие предположения по-прежнему зависят от подтверждения на объекте и когда назначена следующая проверка. Определите лицо, ответственное за учет уровня воды, давления, расхода, электрических параметров, сигналов тревоги и технического обслуживания. Храните фотографии и сведения об инструментах вместе с результатами. Если последующее снятие показаний выполняется при другом положении клапана, уровне источника, скорости, настройке давления или водоразборе, отметьте это различие перед сравнением тенденций. Эта простая дисциплина предотвращает ошибку, при которой нормальное изменение режима работы принимается за повреждение, и не позволяет списать реальное ухудшение состояния на обычные колебания. Если на карту поставлены безопасность, санитария, водоснабжение или ущерб имуществу, определите временную защиту и порядок эскалации до возвращения системы в режим работы без присмотра.
Используйте первую проверенную рабочую запись в качестве базовой линии, а затем сравнивайте будущие проверки в максимально близких практических условиях. Фиксируйте погоду, уровень жидкости, нагрузку, положение клапанов, скорость, состояние фильтра и наличие любых временных шлангов или байпасов. Убедитесь, что манометры и измерительные приборы имеют подходящий диапазон и что показания снимаются в одних и тех же точках. Изменение одного показателя должно вызывать необходимость анализа связанных данных, а не немедленную замену деталей. Если насос, электродвигатель, система управления, резервуар, клапан, трубопровод или источник заменяются, обновите чертеж и учетную карту выбора оборудования. Это позволяет принимать решения по техническому обслуживанию на основе реальной системы и дает поставщикам достаточно контекста для оценки гарантийного случая, замены или регулировки режима работы без необходимости начинать расследование с нуля.