Помедленнее, ты двигаешься слишком быстро (возможно), часть 2 из 2

В первой части моей колонки в номере за ноябрь 2022 г. мы рассмотрели первые этапы принятия решения, стоит ли вам покупать более медленный насос. Мы занимаемся измерением, процессом принятия решений и многим другим.

Удельная скорость (Ns) в самом простом определении относится к геометрии рабочего колеса, включая углы и количество лопастей. В насосе как динамические, так и статические силы и их соотношение являются функциями удельной скорости (F динамическая ÷ F статическая).

Обратите внимание, что конкретные скорости примерно 3000 обеспечивают наиболее эффективный насос, а при сравнении коэффициента напора и удельной скорости он достигает максимума около 1000. Вы можете легче создать напор насоса на более низких удельных скоростях, но не так эффективно на более высоких удельных скоростях.

По мере увеличения удельной скорости всасывания (Nss) стабильный/допустимый рабочий диапазон насоса уменьшается. Состояние всасывания насоса действительно является наиболее важным фактором, который следует учитывать при рассмотрении скорости насоса. Хотя запас NPSH имеет первостепенное значение, вы можете оказать себе услугу, определив допустимую рабочую область насоса (окно стабильности) по вашему выбору из предложенных образцов кривых производительности.

Исходя из этого, вы можете оценить максимальную удельную скорость всасывания, с которой вы решите работать. Зная максимальную удельную скорость всасывания, вы можете затем определить максимальную скорость насоса, используя формулу удельной скорости всасывания, алгебраически решенную для скорости (N). Например, предположим, что максимальная удельная скорость всасывания равна 8500. Не путайте удельную скорость всасывания 8500 как максимальную; это всего лишь пример.

Энергия всасывания (SE) – еще один часто упускаемый из виду параметр. SE, по сути, является измерением импульса жидкости в глазу крыльчатки. Размер столбца не позволяет дать здесь полное объяснение, поэтому для получения более подробной информации обратитесь к моей колонке за май 2020 года.

Наблюдая за скоростью жидкости на всасывании, также обратите внимание на скорость на выпускном сопле и на 6 диаметрах ниже по потоку. См. стандарт 9.6.6 Американского национального института стандартов (ANSI)/Института гидравлики (HI), но знайте, что скорость более 8–10 футов в секунду на стороне всасывания приближается к потенциальным проблемам. Здесь чем медленнее, тем лучше. Я понимаю, что скорость кончиков лопастей рабочего колеса будет одинаковой в любом случае (более крупный и медленный насос по сравнению с меньшим и более быстрым), но я предлагаю альтернативную идею: возможно, лучше добавить к насосу еще одну ступень, если вам нужно. дополнительную головку и изменить ширину рабочего колеса, если вам нужен больший поток. Другим решением может быть два насоса последовательно.

Номинальные пределы максимального диаметра рабочего колеса обычно составляют 27 дюймов для 4-полюсного двигателя и 13 дюймов для 2-полюсного двигателя. Этот ограничивающий фактор не зависит от свойств жидкости и больше зависит от прочности материала рабочего колеса (бандажей и лопаток). Превышение скорости наконечника проявится в виде неприемлемой вибрации. Радиальные силы являются функцией геометрии рабочего колеса для данной конструкции корпуса и увеличиваются прямо с увеличением скорости. Радиальные силы будут оказывать прямое влияние на прогиб вала, что напрямую влияет на срок службы подшипников и торцевых уплотнений. Обратите внимание, что отклоняющий вал на 4-полюсных скоростях будет отклоняться 3550 раз в минуту и ​​7100 раз в минуту на 2-полюсных скоростях. Качество процесса изготовления рабочего колеса влияет как на гидравлический, так и на механический баланс. Износ подшипников, срок службы механического уплотнения и выравнивание привода станут более важными с увеличением скорости.

Осевые силы зависят от геометрии рабочего колеса, давления всасывания, зазоров и развитого напора. Вредное воздействие осевых сил может быть усугублено неплотной посадкой рабочего колеса на валу. Осевая тяга увеличивается пропорционально скорости. Частоты динамических сил ротора зависят от скорости и расхода и реагируют пропорционально.

Насосы с большими рабочими колесами и большей вращающейся массой будут обладать более высокой инерцией. Более высокая инерция приводит как к более длительному выбегу при потере мощности, так и к более длительному времени достижения полной скорости во время запуска. Это свойство замедленной реакции полезно для контроля переходного давления в системе, поскольку насос будет медленно замедляться после отключения насоса или изменения положения регулирующего клапана, но будет продолжать перемещать жидкость. Более медленная реакция гидравлического изменения сведет к минимуму разделение колонн в последующих трубопроводах, что уменьшит гидравлический удар и другие негативные последствия.