Fő hajtókák
Először ebben post 2018-ból először is szeretném elősegíteni néhány témát, amelyekről az év során írok. Ugyanazzal a technikai és gyakorlati vonallal kívánom folytatni, amely jellemezte a tavaly megjelent hozzászólásokat, mivel célom végül is a technikai tudás lehető leghatékonyabb kommunikációja. A fő szektor, amelyről a blogomban olvasni fog, a mezőgazdasági öntözés lesz, és a tartalom jó részét kifejezetten a nyomás alatt álló víz vezetésében beavatkozó paraméterek ellenőrzésére szolgáló mechanizmusoknak szentelem. Azt is tervezem, hogy írok az épületek vízkivezetéséről, valamint a polgári szennyvízelvezetésről, a számomra nagyon érdekes témákról. Mindenesetre látni fogja, hogy lesznek bejegyzések, amelyek ugyan öntözésre utalnak, de kiterjeszthetők más területekre is, mivel végső soron a közös tényező a víz. Másrészt van egy projektem, amelyről remélem, hogy hamarosan tájékoztatom Önt ezekkel az eszközökkel, amint elindul. Végül meghívom Önt, hogy vegyen részt a közzétett tartalommal létrehozott fórumokon. Megjegyzéseit mindig szívesen látjuk, és kiegészítik a szövegeket.
Most pedig minden további nélkül és megköszönve érdeklődését és részvételét, nézzük meg ezt az első részletet.
Azt mondta az utolsók között post hogy a víz egyik pontról a másikra való átviteléhez energiára van szükségünk, és ezt az energiát kétféleképpen lehet a folyadékhoz juttatni: vagy magasságkülönbséggel, vagy külső mechanizmus, például szivattyú segítségével.
Sokféle szivattyú létezik, de a víz meghajtásához a centrifugák érdekelnek minket.
Egy másik bejegyzésben kifejtette, hogy a centrifugális szivattyú egy hidraulikus gép, amely a járókerék vagy járókerék amely kívülről motorral hajtva továbbítja a vízbe a meghatározott energia eléréséhez szükséges energiát. A szivattyú teste o tekercs megkapja a folyadékot, amelyből származik vezetés és különleges felépítése miatt mozgási energiáját nyomásenergiává alakítja. A centrifugális szivattyú nagyon egyszerű elven alapul: a vizet a járókerék közepére irányítják, és a centrifugális erő segítségével a kések kerülete felé dobják, a kimeneti diffúzorba vezetik.
A centrifugális szivattyúban kétféle cső van kombinálva: egy szívó, amely a vizet a járókerék felé irányítja, és egy impulzus, amely a vizet a rendeltetési helyére viszi. Mindkettőnek megvan a maga szingularitása, amint azonnal látni fogjuk.
Hirdető
Az előző kép azt a magasságot ábrázolja, amelyet a centrifugális szivattyúnak meg kell győznie, hogy a víztestet egy bizonyos síkról egy magasabbra, ebben az esetben egy tartályra vigye, bár lehet, hogy gazdaság, öntözőgép vagy szervizhálózat ad példák.
Ha a szivattyú kimeneténél nincs cső, akkor a vízből származó energia eloszlik a légkörben, és ott az egész folyamat véget ér. Ugyanakkor a csővezeték és a víz által a falain kifejtett nyomás arra kényszeríti a folyadékot, hogy az egyetlen lehetséges utat járja be, így adott nyomáson és sebességgel kering a hálózaton keresztül.
A víz sebessége
A hidraulikus érvelésen kívül minden kritériumnak gazdasági kritériumoknak kell érvényesülniük annak érdekében, hogy ne költsenek a szükségesnél többet energiára.
A szivattyúk szívó- és ürítő szájának mérete csak a minimális méret a csövek. Ez fontos.
A méretezést úgy kell elvégezni, hogy a sebességek megfeleljenek maximális a következő:
Szívócső: 1,5 m/s
Kifolyócső: 2,5 m/s
- A 0,6 m/s-nál kisebb sebesség általában ülepedést okoz.
- A 3,5 m/s-nál nagyobb sebesség kopáshoz vezethet, eltekintve a keletkező nyomásveszteségek következtében bekövetkező magas energiafogyasztástól.
Az ásványi részecskék, például a homok és az iszap az öntözővízben haladnak, különösen, ha a víz fúrásokból származik. Mielőtt elérnék a szűrőállomást, érintkezésbe kerülnek a szivattyú mechanizmusaival és a berendezés egyéb elemeivel. A nagy vízsebességek, valamint a nagy szivattyú járókerék működési sebessége felgyorsítja ezeknek a mechanizmusoknak a kopási folyamatát a részecskék súrlódása miatt.
A vezeték átmérőjét (szívás és ürítés) a következőképpen kapjuk meg:
D a cső belső átmérője mm-ben
v a víz sebessége m/s-ban
Q az áramlás m3/h-ban
Kavitáció
Ha a szivattyú túlzott szívással működik, akkor a nyomás a szivattyú szívócsonkjának bemeneténél csökkenhet, amíg el nem éri a víz gőznyomását. Ezután gőzbuborékok szabadulnak fel, amelyek amint a járókerék nyomása helyreáll, erőszakos behatolásokat okoznak és súlyos károkat okoznak a mechanizmusokban.
A kavitáció kérdésével - annak fontossága miatt - két korábbi bejegyzésem foglalkozott, az egyik címmel: Mi a kavitáció? Hogyan kerülhető el? " a másik pedig: „Mi és hogyan van az NPSHdisp. egy centrifugális szivattyú ". Meg tudod csinálni kattintson a címekről, hogy konzultáljon velük.
Törekvés
Már megjegyeztük, hogy a szívócsőben a maximális sebességet 1,5 m/s-ra kell korlátozni. Két vagy több szivattyú szívócsatornáiban ez a sebesség általában 1 m/s-ra korlátozódik.
Az oldalsó csatlakozásokat a szívócsatornákban előnyösen 30–45 fokos szögben kell kialakítani a fővezetékhez képest, amint az az ábrán látható.
A kollektor megfelelő átmérőjének megszerzéséhez a kifejezéshez kell folyamodnunk Q = vS és törölje a kollektorszakasz értékét, mivel a víz áramlása és sebessége egyaránt ismert.
Merülés a szívótartályban
A merülés (S) a szivattyú vagy a lábszelep szívócsövének bemeneti szakasza fölött szükséges folyadékmagasság, hogy elkerülhetők legyenek a szivattyú megfelelő működését befolyásoló örvények (örvények).
Ezeknek a örvényeknek a kialakulását elsősorban a depresszió okozza:
- Szivattyú szívása.
- Rossz elrendezése a szívókamrában.
- Egyenetlen áramláseloszlás.
A minimális merülési értéket a következő képlet alapján kapjuk meg:
S az alámerülés méterben.
v a víz sebessége m/s-ban
g, a gravitáció gyorsulása (9,81 m/s2)
Az előző képen láthatja a merülés fogalmát. Amikor a magasság S kisebb, mint a számított minimum, hiányzik a süllyedés, az örvény képződésének veszélye és a levegő áramlása a folyadékárammal. A bemerülés hiánya nem okoz kavitációt, de olyan mennyiségű levegőt vezet be a vezetésbe, amely káros lehet, valamint bosszantó zajt és rezgést okoz.
A hatások csökkentése érdekében, amikor a minimális süllyedés nem érhető el, az alábbiak ajánlottak:
- Növelje a bemeneti részt (ernyők elhelyezése, a szívócső nagyobb átmérője stb.)
- Telepítsen úszó vagy merülő partíciókat, amelyek kiküszöbölik a turbulenciát.
- Használjon uszadékfát a szívócső körül, valamint műanyag bójákat és mindent, ami képes megakadályozni az örvények vagy örvények kialakulását a víz felszínén.
Centrifugális szivattyúk áramlásszabályozása
Bármely létesítményben, legyen az öntözés, utánpótlás vagy vízátadás, a névleges áramlásokra vonatkozó számításokat el kell végezni a csővezeték összes elemének megfelelő méretezése érdekében. Azonban, és a használat ingadozása miatt, néha hosszú ideig kell dolgozni a névleges áramlásnál alacsonyabb körülmények között.
Ezért a vízfogyasztás változékonysága miatt időnként módosítani kell a szivattyú áramlását a szolgáltatás igényeihez igazítva. Az áramlási sebesség ezen módosítása vagy szabályozása különféle módokon történhet. Három módszert fogunk látni: fojtószelep használatával, szivattyúk párhuzamos telepítésével és végül egy változtatható sebességű hajtás működtetésével.
nak nek) Fojtószelep
A szivattyú kimenetén lévő szabályozó szelep aktiválásával fojthatjuk a víz áramlását és módosíthatjuk az impulzus áramlását, további nyomásveszteséget okozva. Ez az eljárás jelentősen csökkenti a teljesítményt, nincs energiatakarékosság, csökken a szivattyú hatékonysága, és a szivattyú mindig a maximális fordulatszámon működik, ugyanakkor nagyon egyszerű módszer, ezért könnyen átvehető. Az áramlás változása a magasságfej növekedését jelenti, tehát a szükségesnél magasabb, amint az a következő grafikonon látható:
b) Párhuzamosan csatlakoztatott szivattyúk
A párhuzamosan csatlakoztatott szivattyúkat gyakran használják, ha:
- A szükséges áramlási sebesség nagyobb, mint egyetlen szivattyú képes ellátni.
- A rendszernek változó áramlási követelményei vannak, amelyeket a párhuzamosan kapcsolt szivattyúk be- és kikapcsolásával lehet elérni.
Általában a párhuzamosan csatlakoztatott szivattyúk azonos méretűek és típusúak. A nem működő szivattyúk által kiváltott keringés elkerülése érdekében az egyes szivattyúkhoz sorosan egy visszacsapó szelep csatlakozik.
Egy párhuzamosan több szivattyúból álló rendszer teljesítménygörbéjét úgy határozzuk meg, hogy hozzáadjuk a szivattyúk által egy adott fejhez biztosított áramlási sebességet.
Az alábbi ábra két azonos szivattyú párhuzamosan csatlakoztatott rendszerét mutatja. A rendszer teljes teljesítménygörbéjét összeadással határozzuk meg Q1 Y Q2 minden fejértéknél, amely mindkét szivattyúnál megegyezik, H1 = H2. Mivel a szivattyúk azonosak, a kapott szivattyúgörbének ugyanaz a maximális feje (Hmax), de a maximális áramlás (Qmax) ez a kettős. Az egyes fejértékeknél az áramlás kétszerese egy üzemelő szivattyúnál: Q = Q1 + Q2
c) Sebességváltozó
A frekvencia vagy fordulatszám-variátor olyan elektronikus eszköz, amely az elektromos tápellátás frekvenciájának módosításával megváltoztatja az elektromos motorok forgási sebességét. A változtatható fordulatszámú hajtás módosítja a szivattyú jelleggörbéjét, alkalmazkodva a rendszer követelményeihez és energiamegtakarítást biztosít. Ez a szivattyúberendezések egyik szabályozási formája, amelyet a gyakorlatban leginkább elfogadnak, mivel a teljesítmény alig változik az üzemi sebesség változtatásakor, jelentős energiamegtakarítás elérése mellett.
Lássuk a következő grafikont. Tegyük fel, hogy egy létesítmény vízigénye eltér az áramlástól Q1 áramlásnál Q2 [tisztázni kell, hogy az áramlás Q1 ez mindig a számítási folyamat lesz, vagyis a maximálisan igényelt, ezért a grafikon bármely mozgása balra lesz - egy alacsonyabb áramlásra -]. A grafikonon láthatjuk, hogy egy olyan helyzetben, amikor az áramlást egy szelep fojtja, a szivattyú működési pontja az új áramigénnyel szemben (2) lenne, ennek következtében megnőne a manometrikus fej H.
Ha a sebességváltozó működtetésével szabályozás vezérelhető, akkor a szivattyú működési pontja a (2 ') ponton lesz, a manometrikus fej állandóan (H = cte) tartva és a nyomás csökkenéséhez vezetve az erőforrás forgási sebességének csökkentésével fogyasztják. Energia szempontjából nagyon hatékony rendszer, mivel további veszteségek nem kerülnek bevezetésre.
A grafikonon folytatva vegye figyelembe, hogy a szivattyú fordulatszámának H1-től H2'-ig történő változtatásával átfolyhatunk az áramlási sebességről Q1 rovására Q2, a terhelés növelése nélkül (H = cte). Éppen ellenkezőleg, az új H2 terhelése sokkal alacsonyabb, mint egy fojtószelep (H2) használatával.
Szelepfojtás esetén az egyszerűsített hidraulikus teljesítmény a következő lenne:
A variátorok esetében az egyszerűsített hidraulikus teljesítmény a következő lenne:
P ’= Q2 · H2’ ami sokkal kevesebb, mint P.
A változtatható fordulatszámú hajtás a szivattyúmotorhoz van csatlakoztatva, és a szivattyúberendezés kezelőpaneléről vezérelhető.
A következő képen egy szivattyúház vezérlődobozába telepített sebességváltozó dobozát láthatjuk (POWER ELECTRONICS katalógus)
Öntözőrendszerek esetén vagy az áramlási sebességet, vagy a pumpálási nyomást a variátorban állítják be. Normális esetben a nyomást beállítják, és ehhez egy nyomás-átalakítót építenek be a hálózatba, amely egy elektronikus eszköz, amelynek feladata a nyomásérték analóg elektromos jellé alakítása, amelyet a variátor értelmezhet. A variátor állandóan tartja a manometrikus fejet (H) és módosítja a szivattyú motor forgási sebességét, mivel a szükséges áramlás változik, amint azt elmagyaráztuk.