Ако желите да оптимизујете дизајн радних кола центрифугалне пумпе. Стога је неопходно разјаснити сврху оптимизације: побољшати перформансе инхалације? Побољшати ефикасност пумпе? Подесите амплитуду пораста К-Х криве... а затим је оптимизујте према специфичним потребама. Главна хидрауличка компонента која утиче на перформансе центрифугалних пумпи је радно коло, поред компоненти протока као што су спиралне / водеће лопатице које су усклађене са њим.
Механика флуида је полутеоријска и полу емпиријска дисциплина, и још увек постоје многе области које се не могу прецизно дизајнирати, симулирати и предвидети, као што је немогућност да се прецизно симулира право стање протока флуида и њихов утицај на перформансе пумпе под различитим структурама, температурама и медијима за пумпање. Стога, овај чланак може само укратко објаснити како оптимизирати радно коло центрифугалне пумпе да би се побољшале његове усисне и хидрауличне перформансе из квалитативне перспективе, у комбинацији са искуством. Само за референцу.
1. Побољшајте перформансе инхалације
Постоје две врсте савијања лопатица радног кола: савијање унапред и савијање уназад. Због своје ефикасности у максимизирању снаге, давању велике ротационе силе течности и спречавању раздвајања протока, центрифугалне пумпе обично користе импелере са закривљеним лопатицама.
За тело пумпе, на понашање кавитације и усисне перформансе пумпе у великој мери утичу геометријски облик и површина улазног кола. Многи геометријски фактори на улазу радног кола могу утицати на кавитацију, као што су пречник улаза и главчине, улазни угао лопатице и угао упада протока узводно, број и дебљина лопатице, површина грла лопатице, храпавост површине, профил предње ивице лопатице, итд. Поред тога, то је такође повезано са спољним пречником лопатице између лопатица и лопатице лопатице лопатице. волуте (за спиралне пумпе).
1) Улазни пречник/улазна површина радног кола
Да би побољшали усисне перформансе центрифугалних пумпи, дизајнери генерално то постижу повећањем улазног пречника радног кола. Данас се овај метод пројектовања и даље користи у инжењерском пројектовању центрифугалних пумпи.
Када је пречник осовине исти и зазор пречника на отворном прстену радног кола је исти, боље је усисавање (што је већа улазна површина радног кола, то је већа вредност специфичне брзине усисавања), већа је површина зазора на отворном прстену радног кола, што значи да је количина цурења већа и ефикасност пумпе је мања.
Међутим, за метод побољшања усисних перформанси повећањем улазног пречника радног кола, посебна пажња се мора обратити на:
Није дозвољено да вредност специфичне брзине усисавања значајно премаши вредности наведене у релевантним стандардима и спецификацијама, у супротном ће то резултирати уским стабилним радним опсегом пумпе.
2) Облик предње ивице оштрице
Задовољавање механичких и производних ограничења дебљине лопатице предње ивице, усвајање параболичног профила може побољшати усисне перформансе радног кола. Перформансе усисавања елиптичне контуре су на другом месту, а овај облик је подразумевани избор контуре за предњу ивицу, јер лако може да испуни механичка и производна ограничења дебљине предње ивице сечива.
3) Радијус закривљености улазног дела поклопца радног кола
Због центрифугалне силе која делује на проток течности на улазу радног кола у тачки окретања, притисак је низак, а брзина протока је велика у близини предње покривне плоче, што резултира неравномерном расподелом брзине на улазу радног кола. Одговарајуће повећање радијуса закривљености улазног дела поклопца је корисно за смањење апсолутне брзине на предњој покривној плочи (нешто испред улаза лопатице) и побољшање уједначености дистрибуције брзине, смањење пада притиска на улазном делу пумпе, чиме се смањује НПСХР и побољшава перформансе пумпе против кавитације.
4) Положај улазне ивице сечива и облик улазног дела
Улазна ивица лопатице се протеже бочно према усисном отвору, користећи улазну ивицу лопатице забачене уназад (улазна ивица није на истој оси, а спољна ивица је померена за одређени угао уназад), што омогућава протоку течности на страни главчине да унапред прими дејство лопатице и повећа притисак.
Улазна ивица сечива се протеже напред и нагиње, узрокујући различите обимне брзине у свакој тачки. Генерално, аксијална брзина је приближно равномерно распоређена дуж улазне ивице, што резултира различитим релативним угловима протока у свакој тачки на улазној ивици. Да би се испунила ова ситуација са протоком и смањили губици при удару, улаз лопатице треба да буде просторно увијеног облика, због чега се многи делови лопатице са малим брзинама -увода такође праве у уврнуте лопатице.
5) Угао улаза сечива
Услов дизајна усваја нешто већи позитивни угао напада да би се повећао улазни угао лопатица, смањио савијање на улазу лопатица, смањио померање лопатица, повећао површину улазног протока лопатица и тиме побољшао перформансе усисавања. Истовремено, то ће такође побољшати радно окружење под великим прометом како би се смањили губици у саобраћају. Међутим, нападни угао не би требало да буде превелик, иначе ће утицати на ефикасност.
6) Дебљина и глаткоћа улаза оштрице
Смањите дебљину улаза сечива на одговарајући начин и заокружите га да бисте га приближили модерном облику. Смањење дебљине лопатице не само да проширује површину усисног канала радног кола, смањује брзину протока и повећава притисак (облик улаза лопатице је веома осетљив на пад притиска), већ и побољшава глаткоћу површине радног кола и улаза лопатице, смањујући губитке отпора. Све ове мере су корисне за побољшање усисних перформанси пумпе.
7) Баланс рупа
Балансни отвор на радном колу има одређени деструктивни ефекат на главни ток који улази у радно коло због цурења (површина балансног отвора не би требало да буде мања од 5 пута површине заптивног зазора да би се смањила брзина протока цурења и на тај начин минимизирао утицај на главни ток). Истраживања су показала да када се отвори балансни отвор на импелеру, интензитет вртлога иза радног кола ће се смањити, а неки вртлози могу чак и нестати, побољшавајући усисне перформансе пумпе.
8) Пречник излазног кола
Мало смањење пречника радног кола само ће незнатно повећати НПСХР. Али када се пречник смањи за 5% до 10%, НПСХР ће се значајно повећати, јер ће смањење дужине лопатице повећати специфична оптерећења лопатице, чиме ће утицати на расподелу брзине на улазу радног кола.
напомене:
1) Покушајте да избегнете коришћење методе повећања улазне површине радног кола да бисте побољшали усисне перформансе и избегавајте озбиљно прекорачење специфичне брзине усисавања, иначе је лако изазвати рефлукс улаза и проширити нестабилну радну област пумпе.
2) Треба избегавати појаву кавитације синдрома канала лопатице. Ова врста оштећења од кавитације је узрокована малим размаком између водећих лопатица (за пумпе са лопатицама) или спирала (за спиралне пумпе) и спољашњег пречника лопатица радног кола. Када течност тече кроз мали канал, повећање брзине течности изазива смањење притиска течности, локално испаравање и стварање мехурића, који онда пуцају при вишим притисцима, што доводи до кавитације.
2. Побољшајте хидрауличне перформансе
Постоји много фактора који утичу на хидрауличне перформансе пумпи, а главни фактори који утичу на хидрауличку ефикасност радних кола су различити губици. Конкретно, постоје:
1) Број листова
За центрифугалне пумпе, повећање броја лопатица генерално може побољшати проток течности и на одговарајући начин повећати висину пумпе. Међутим, повећање броја лопатица ће смањити површину протока канала, што ће довести до повећања брзине протока и губитка лопатица због трења.
Због тога, прекомерно повећање броја лопатица не само да смањује ефикасност и погоршава перформансе кавитације радног кола, већ може изазвати и неравнину на кривој перформанси пумпе. Поред тога, повећање броја лопатица ће изравнати узлазни тренд карактеристичне криве главе (од номиналне тачке) до критичне мртве тачке; Напротив, како се број лопатица смањује, крива карактеристике главе постаје стрмија. Обично се бира 5-7 лопатица за радна кола центрифугалне пумпе са великим бројем лопатица.
2) Дуги и кратки листови
Истраживања су показала да ће било која комбинација кратких и дугих лопатица у радном колу пумпе бити корисна за побољшање ефикасности пумпе, јер може ефикасно спречити било какав развој тока у буђењу узрокован неравномерном дистрибуцијом брзине у близини улаза радног кола.
3) Увијена сечива
Експерименти су показали да пумпе са уврнутим лопатицама имају већу ефикасност у близини пројектоване радне тачке иу областима високог протока у поређењу са пумпама са закривљеним лопатицама. Истовремено, пумпе са уврнутим лопатицама имају већи напон на критичној тачки од оних са закривљеним лопатицама (што може променити тренд раста карактеристичне криве главе у критичној тачки, посебно за центрифугалне пумпе ниске специфичне брзине, које могу ефикасно да побољшају/елиминишу грбе).
4) Пречник излазног кола
Стандард АПИ 610 не дозвољава пумпама да достигну максимални пречник радног кола и захтева сечење радног кола да би се испуниле потребне перформансе пумпе. Ако је избор пумпе превелик, сечење радног кола је релативно економичан и ефикасан метод за смањење притиска и протока. Иако је сечење радног кола ефикасније од коришћења вентила за гас да би се испунили захтевани услови рада, његова ефикасност је обично нижа од ефикасности радног кола пуне-величине јер се лопатице радног кола скраћују и размак између лопатица радног кола и кућишта пумпе се повећава.
За импелере радијалног протока, њихов пречник не би требало да се смањи на више од 70% од максималног пројектованог пречника. Смањење пречника радног кола пумпе ће такође променити ширину излазног канала, излазни угао лопатице и дужину лопатице. Што се пречник радног кола више смањује од максималног пречника, то ће се ефикасност пумпе више смањити са резањем радног кола, а тачка највеће ефикасности ће се померити ка нижим брзинама протока.
3. Утицај других параметара на перформансе пумпе
1) Ширина сечива радног кола
Како се ширина лопатице повећава, притисак течности се смањује, тако да ће се глава смањивати са повећањем ширине лопатице радног кола; Утицај ширине лопатице на ефикасност тачке оптималне ефикасности обично није значајан (како се ширина лопатице повећава, ефикасност тачке оптималне ефикасности може благо да се повећа), али зона високе{0}}е ефикасности ће се померити ка нижим брзинама протока како се ширина лопатице смањује. Утицај ефикасности је значајнији при већим запреминским брзинама протока, другим речима, како се ширина лопатице повећава, крива ефикасности се брзо смањује десно од тачке оптималне ефикасности.
2) Угао лопатице излазног кола
Што је већи угао излазног ножа, то је већа глава при датој брзини, али по цену ниже ефикасности и перформанси хабања. Доњи угао излазног ножа повећава ефикасност и дужину сечива, али по цену смањења главе. Стога, угао извозне оштрице обично треба да се оптимизује да би се постигао баланс ових фактора. Глава се повећава са повећањем угла излазне лопатице, што се може објаснити повећањем излазног попречног пресека-у односу на повећани угао излазне лопатице, што резултира смањењем пада притиска течности у каналу протока између лопатица.
Студија сугерише да се максимална вредност ефикасности смањује са повећањем угла излазне лопатице. Када је угао излазне лопатице мали, ефикасност пумпе на десној страни највеће тачке ефикасности ће се брзо смањити.
3) Лопатица разделника излазног кола
Додавање лопатица разделника на излазну страну радног кола повећаће главу пумпе и хидрауличку ефикасност, а повећање главе и ефикасности ће бити веће како се дужина лопатица разделника повећава. Дужина лопатица разделника обично не прелази 0,5 пута оригиналну дужину сечива, у зависности од величине радног кола, облика лопатица и броја лопатица.
4) Обрезивање излазне ивице лопатице радног кола
Брушење задње стране излазних лопатица радног кола проширује подручје канала протока на излазу радног кола, чиме се повећава брзина протока радног кола. Како се подручје излазног канала шири, глава ће се такође повећати, а тачка оптималне ефикасности пумпе ће се померити ка страни високог протока.
