Santrifüj nasosning samaradorligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar va samaradorlikni oshirish uchun texnik yondashuvlar.

Nasosning samaradorligi sanoatda tez-tez muhokama qilinadigan mavzu, shu bilan birga u tushunishdagi eng katta farqlarga ega bo'lgan texnik ko'rsatkichlardan biridir. Turli muhandislar ko'pincha ishlashga ta'sir qiluvchi turli jihatlarni ta'kidlaydilar, bu nasosning samaradorligi bitta parametr bilan belgilanmaganligini ko'rsatadi. Buning o'rniga, umumiy tizim samaradorligi bir nechta yo'qotish mexanizmlarining birgalikda ishlashi natijasidir, ularning har biri o'zining mustaqil jismoniy mexanizmiga amal qiladi va tabaqalashtirilgan optimallashtirish va boshqarish strategiyalarini talab qiladi.

Ushbu maqola markazdan qochma nasosning samaradorligini belgilaydigan asosiy elementlarni tavsiflaydi, noto'g'ri dizayn nima uchun sezilarli energiya yo'qotilishiga olib kelishi mumkinligini tushuntiradi va nasos blokining ishlash ko'rsatkichlarini yaxshilash va jami energiya sarfini kamaytirish uchun uskunalar ishlab chiqaruvchilari va operatorlari uchun maqbul optimallashtirish choralarini ko'rsatadi.

 

 

• Santrifüj nasosning samaradorligi komponentlari

Santrifüj nasosning umumiy samaradorligi bir nechta komponentlarning samaradorligini ko'paytirish orqali olinadi. Ular orasida pervanelning samaradorligi umumiy samaradorlikka eng katta ta'sir ko'rsatadi, bu pervanelning mil quvvatini gidravlik energiyaga aylantirish qobiliyatini bevosita aks ettiradi. Biroq, pervanelning ishlashi faqat nasosning umumiy samaradorligini aniqlay olmaydi; Qo'shimcha yo'qotishlarning yana uchta turi yakuniy gidravlik energiyani kamaytiradi:

1. Oqish yo'qolishi:Suyuqlikning sızdırmazlık halqasi va muvozanatlash moslamasi orqali ichki teskari oqimi rozetkaga etkazib beriladigan samarali hajmli oqim tezligini pasaytiradi. Ushbu turdagi yo'qotishlar bo'shliq o'lchamiga va pervaneldagi bosim farqiga mutanosibdir.
2. Ishqalanish yo'qolishi:Energiyaning tarqalishi suyuqlikning volut yoki yo'naltiruvchi qanot kanallari ichida oqishi natijasida sodir bo'ladi. Korpus tuzilishi, sirt qoplamasi va suyuqlik tezligi bunga ta'sir qiladi.
3. Mexanik yo'qotish:Rulmanlar, qistirmalari va milya{0}}boshqariladigan yordamchi qurilmalar suyuqlikka o‘tkazib bo‘lmaydigan quvvat sarflaydi. Mexanik yo'qotishlar odatda katta nasoslarda kichik, lekin kichik nasos majmualarida sezilarli darajada yuqori.

 

• Nasosi samaradorligining ikkita asosiy elementi

 

Maxsus tezlik

Maxsus tezlik (ns) - tezlik, bosh va oqim tezligidan foydalangan holda nasosning optimal samaradorlik nuqtasi (BEP) asosida hisoblangan o'lchovsiz indeks.

Bu, ehtimol, nasosning gidravlik dizaynidagi yagona eng muhim parametr bo'lib, pervanelning asosiy gidravlik konfiguratsiyasini aniqlaydi: past o'ziga xos tezlikda tor oqim kanallari bo'lgan radial pichoq konstruktsiyasidan yuqori o'ziga xos tezlikda to'liq ochiq eksenel oqim tuzilishigacha, barchasi o'ziga xos tezlik bilan belgilanadi.

1-rasm: Ns (AQSh birligi) va ns (metrik birlik) o'ziga xos tezlik formulalarining standart ta'riflari (Rasm manbai: Gidravlika instituti)

 

Maxsus tezlik va pervanel tuzilishi o'rtasidagi bog'liqlik tasodifiy emas, lekin suyuqlik dinamikasining asosiy qonunlariga qat'iy rioya qiladi. Kam maxsus tezlik sharoitlari (yuqori bosh, past oqim tezligi) tor-kanalli radial pervanellarni talab qiladi; yuqori maxsus tezlik sharoitlari (past bosh, yuqori oqim tezligi) birinchi navbatda aralash{2}}oqim va eksenel-oqim tuzilmalaridan foydalanadi. Quyidagi rasmda o'zgaruvchan tezlik bilan pervanel turining evolyutsiyasi vizual tarzda ko'rsatilgan.

 

2-rasm: Pervanel strukturasining oʻziga xos tezlik bilan - past oʻziga xos tezlikda oʻzgarishi, pervanel Barske-turi va tor-kanalli radial kanat strukturasini namoyon qiladi, yuqori maxsus tezlikda esa eksenel oqim tuzilishiga oʻtadi.

 

Nasosning erishish mumkin bo'lgan eng yuqori samaradorligi turli xil tezlik diapazonlarida sezilarli darajada farq qiladi.

Optimal maxsus tezlik diapazonida ishlaydigan nasoslar (metrik Ns taxminan 35–60, AQSH Ns taxminan 1800–3000) eng yuqori samaradorlikka erishadi; shu bilan birga, o'zining haddan tashqari o'ziga xos tezligida, ayniqsa juda past o'ziga xos tezlikda ishlaydigan nasoslar, tabiiyki, energiya uzatishga nisbatan ishqalanish va oqish yo'qotishlarining yuqori nisbati tufayli past samaradorlik shiftiga ega.

 

Nasosning strukturaviy o'lchamlari

Nasos samaradorligiga ta'sir qiluvchi ikkinchi eng muhim omil - bu strukturaviy o'lcham: kattaroq nasoslar yuqori samaradorlik darajasiga ega.

Bu kvadrat{0}}kub qonuniga amal qiladi. Nasosning konstruktiv o'lchamlari oshgani sayin, ishqalanish yo'qotishlarini keltirib chiqaradigan komponentlar orqali o'tadigan oqimning namlangan sirt maydoni chiziqli o'lchamning kvadrati bilan ortadi, muhitning hajmli oqim tezligi esa chiziqli o'lcham kubi bilan ortadi. Shuning uchun, nasos hajmi oshgani sayin, samarali gidravlik ishlarga nisbatan turli yo'qotishlarning ulushi asta-sekin kamayadi.

Ushbu printsipni vizual ravishda tasvirlash uchun 30 metrik birlik va 1500 AQSh birliklarining o'ziga xos tezligiga ega nasosni ko'rib chiqing:

Optimal samaradorlik oqimi soatiga 36 kubometr (m³/soat, daqiqada 160 gallon gpm ga ekvivalent) bo'lgan nasos odatda taxminan 80% samaradorlikka ega. Xuddi shu o'ziga xos tezlikni saqlab turish, optimal oqim tezligini soatiga 180 kub metrga (800 gpm ga teng) oshirish uning samaradorligini taxminan 87% ga oshirishi mumkin.

7% samaradorlikni oshirish butunlay o'lcham effektiga bog'liq va gidravlik dizayn hech qanday o'zgarishlarni talab qilmaydi.

Shakl 3: Toza sovuq suv sharoitida haqiqiy maksimal erishiladigan nasos samaradorligi va o'ziga xos tezlik va nasos hajmi o'rtasidagi bog'liqlik

 

Yuqoridagi rasmda samaradorlikka ta'sir qiluvchi asosiy omillar ko'rsatilgan. Rasmdagi har bir egri chiziq nasos hajmini (optimal samaradorlik nuqtasida oqim tezligi bilan tavsiflanadi) va gorizontal o'q esa o'ziga xos tezlikni ifodalaydi. Turli xil ish sharoitlarida samaradorlik farqlari sezilarli: santrifüj nasosning samaradorligi juda katta farq qiladi; past{2}}oqimli, yuqori-burchakli Barske pervanel nasosining samaradorligi bir xonali sonlargacha past bo'lishi mumkin, shu bilan birga, ularning optimal o'ziga xos tezlik diapazonida ishlaydigan yirik markazdan qochma nasoslar 91% yoki undan yuqori haqiqiy maksimal samaradorlikka erishishi mumkin.

 

• Samaradorlikni oshirish uchun nasos ishlab chiqaruvchilari uchun texnologik yondashuvlar

Maxsus tezlik va nasosning texnik xususiyatlari nasos samaradorligining nazariy yuqori chegarasini aniqlaydi. Biroq, ekspluatatsiyada erishilgan haqiqiy samaradorlik ko'p jihatdan gidravlik dizayn va ishlab chiqarish jarayonining aniqligiga bog'liq. Bu tajribali ishlab chiqaruvchilar erishgan texnologik farqlashning asosidir.

 

Pervanel dizaynini optimallashtirish

Pervanelning gidravlik geometriyasi samaradorlikni aniqlashda hal qiluvchi omil hisoblanadi. Pichoqlar soni, pichoqlarning kirish va chiqish burchaklari, pichoq qalinligi va pichoqlar orasidagi oqim kanallarining shakli gidravlik ko'rsatkichlarga bevosita va miqdoriy ta'sir ko'rsatadi.

Pichoqlar sonini tanlash keng qamrovli muvozanatni talab qiladi: juda oz pichoqlar suyuqlikning etarli darajada yoʻnaltirilmasligiga olib keladi, bu esa osonlikcha orqaga oqish va oqim-uygʻonish hodisalariga olib keladi, bu esa sezilarli turbulent energiya yoʻqotilishiga olib keladi; aksincha, juda ko'p pichoqlar oqim yo'lining namlangan sirt maydonini oshiradi, oqim kanali maydonini siqib chiqaradi, blokirovka yo'qotishlariga olib keladi va shu bilan muhitning oqim hajmini kamaytiradi.

Pichoqlar soniga qo'shimcha ravishda, pichoq profilining egriligi va burilishi pervanel ichidagi suyuqlikning tezlashtirilgan oqimining silliqligini bevosita aniqlaydi. Oqim kanalining asossiz dizayni mahalliy oqimlarni ajratish zonalarini yaratishi mumkin, bu erda suyuqlik energiyasi burmalar shaklida tarqalib, samarali ravishda boshga aylantirilmaydi.

Zamonaviy CFD simulyatsiya vositalari yordamida ishlab chiqaruvchilar yuzlab geometrik sxemalarni takroriy simulyatsiya qilishlari, pervanelning kirish diametri, pichoqni o'rash burchagi va chiqish kengligi kabi asosiy parametrlarni muntazam ravishda optimallashtirishlari va nasosning bir vaqtning o'zida optimal gidravlik samaradorligi, strukturaning mustahkamligi va ishlab chiqarish qobiliyatiga erishishga imkon beradigan optimal dizayn muvozanat nuqtasini topishlari mumkin.

 

Ishlab chiqarishning aniqligi

Dvigatelning ishlab chiqarish jarayoni uning gidravlik dizayni kabi muhimdir. Hatto mukammal optimallashtirilgan geometrik model kompyuter yordamida{1}}yordamlangan dizayn (SAPR) orqali erishilgan bo'lsa ham, ishlab chiqarishdagi og'ishlar uning ish faoliyatini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. An'anaviy qum quyish ko'pincha sirtning haddan tashqari pürüzlülüğü, pichoq qalinligi va oqim kanali o'lchamlaridagi og'ishlar va ba'zi quymalarda g'ovaklik nuqsonlariga olib keladi. Ushbu ishlab chiqarish nuqsonlari ideal oqim kanali morfologiyasini buzadi, bu esa gidravlik samaradorlikning pasayishiga olib keladi.

Qattiq zarblarni quyish va yaxlit qayta ishlash kabi yuqori-aniqlikdagi ishlab chiqarish jarayonlaridan foydalanish yuqori geometrik oʻlchamli aniqlikka, silliq oqim yuzalariga erishish va pichoq profilining barqaror balandligini taʼminlash imkonini beradi.

Bu aniq ustunlik, ayniqsa, past o'ziga xos tezlikli nasoslarda yaqqol namoyon bo'ladi: bu nasoslar tabiiy ravishda tor oqim kanallariga ega va hatto kanal kengligidagi kichik mutlaq og'ish ham oqim maydonining nisbatida sezilarli o'zgarishlarga olib kelishi mumkin; sirt pürüzlülüğü, shuningdek, gidravlik diametri nisbati sezilarli darajada ta'sir qiladi. Shuning uchun past o'ziga xos tezlikli nasoslarda qum{1}}quyma g'ildiraklari va nozik{2}}ishlovlanuvchi pervanellar o'rtasidagi samaradorlik farqi bir necha foizga yetishi mumkin.

 

Yuzaki pardozlash va qoplama bilan ishlov berish

Xizmat koʻrsatuvchi{0}}ishtirgichlar uchun oqim yoʻlining sirtini yaxshilash gidravlik tizimni qayta loyihalashtirishni talab qilmasdan-hojatkorlikni oshirishning yuqori xarajatli samarali usuli hisoblanadi. Suyuq pervanel kanali orqali oqib o'tganda, sirt pürüzlülüğü oqim yo'li bo'ylab ishqalanish yo'qotishlarini bevosita oshiradi va nasosning samaradorligiga sezilarli ta'sir qiladi.

Pervane sirtini nozik parlatish ishqalanish yo'qotishlarini samarali ravishda kamaytirishi va ba'zi gidravlik samaradorlikni tiklashi mumkin; ixtisoslashtirilgan qoplamani qo'llash samaradorlikni yanada oshirishi mumkin. Zamonaviy keramik{1}}va polimer{2}}asosli qoplamalar sayqallangan metall yuzalarga nisbatan yuqori gidravlik silliqlikni ta'minlaydi, shu bilan birga mukammal korroziya va eroziyaga chidamliligiga ega. Bu shuni anglatadiki, samaradorlikni oshirish uzoq-muddatda saqlanishi mumkin va nasosning uzoq muddatli eskirishi bilan-tez pasaymaydi. Katta nasos klasterlariga ega bo'lgan operatorlar uchun{7}}xizmat ko'rsatuvchi uskunada sirtni o'zgartirish jarayonlarini partiyalar shaklida amalga oshirish energiyani sezilarli darajada tejashga erishishi mumkin.

 

Makro{0}}darajadagi Kompleks Perspektiv

Nasosning samaradorligi shunchaki muhandislik ko'rsatkichi emas; bu to'g'ridan-to'g'ri uskunaning energiya iste'moli, operatsion xarajatlari va uglerod izi bilan bog'liq. Santrifüj nasoslar sanoat sohasida sezilarli miqdorda elektr energiyasini iste'mol qiladi. Shu sababli, butun nasos stantsiyasining samaradorligini ozgina oshirish ham uskunaning butun umri davomida energiya va xarajatlarni sezilarli darajada tejash imkonini beradi.

 

Oxir-oqibat, nasosning samaradorligi bitta omil bilan belgilanmaydi. Muayyan tezlikning mos kelishi, aniq tanlash va haqiqiy ish sharoitlariga asoslangan o'lchamlarni aniqlash, qat'iy gidravlik dizayn, aniq ishlab chiqarish va sirtni tozalash jarayonlari bilan birgalikda nazariy erishish mumkin bo'lgan samaradorlik va haqiqiy operatsion ko'rsatkichlar o'rtasidagi farqni samarali ravishda qisqartirish uchun muhimdir.

Yangi birliklar yoki mavjud tizimlar uchun bo'ladimi, barcha sohalar ushbu dizayn tamoyillarini amalga oshirish uchun uskunalar ishlab chiqaruvchilari va operatorlari o'rtasida yaqin hamkorlikni talab qiladi.