השפעת הגובה על מערכות המשאבה הצנטריפוגלית

משאבות צנטריפוגליות נמצאות בשימוש נרחב בהובלת נוזלים שונים, המהווים כ- 70% עד 80% מכלל המשאבות. בסביבות הרמה הלחץ האטמוספרי יורד עם הגובה הגובר, והלחץ בנמל היניקה של המשאבה הצנטריפוגלית יורד בהתאם. הירידה ביכולת היניקה משפיעה על הפעולה הרגילה של המשאבה ומובילה להפחתת יעילות העבודה. מאמר זה ינתח את ביצועי העבודה ואת הכללים המשתנים של משאבות צנטריפוגליות בגבהים שונים, כמו גם פתרונות.

• עקרונות בסיסיים של יניקת משאבת מים

היניקה של משאבת מים נובעת למעשה מההבדל בין לחץ אטמוספרי ללחץ הוואקום במשאבה. תחת לחץ אטמוספרי סטנדרטי (בערך 101.325 kPa בגובה פני הים), גובה היניקה המקסימלי התיאורטי של משאבת מים הוא 10.33 מטר. ביישומים מעשיים, עקב גורמים כמו אובדן חיכוך ו cavitation, מרחק היניקה האפקטיבי בדרך כלל אינו עולה על 8 מטר. ואקום פרמטר המפתח משפיע ישירות על ביצועי היניקה. נטילת מודל מסוים של משאבה צנטריפוגלית כדוגמה, כאשר מד הוואקום מראה -0. 08 MPa, גובה היניקה התיאורטי המתאים הוא בערך 8.4 מטר. במהלך תהליך ההתקנה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למרחק האנכי בין פיר המשאבה למשטח מקור המים. חריגה ממגוון העיצוב תגרום לירידה פתאומית ביניקה.

• השפעת עליית הגובה על ביצועי משאבת המים

עבור כל 1, 000- מטר עלייה בגובה, הלחץ האטמוספרי יורד בכ- 12%. נתונים מדודים בפועל מפרויקט שמירת מים במישור צ'ינגהאי-טיבט הראו כי הלחץ האטמוספרי בגובה של 3,800 מטר היה רק ​​64 ק"ג, וכתוצאה מכך טווח היניקה האפקטיבי של אותו סוג של משאבת מים מקוצר ל -5.2 מטר. יחסי ניכוי לא לינאריים אלה יכולים להיות מעריכים על ידי הנוסחה H =10. 33x (PATTUAL/PSTANDARD). שינויים בטמפרטורה מחמירים את השפעת הגובה. הפרש הטמפרטורה בין יום ללילה ברמה הוא לרוב יותר מ 20 מעלות. באחד המקרים, היניקה של משאבת מים מונעת על ידי מנוע דיזל ירדה ב -40% כאשר הוחלה בטמפרטורה נמוכה והיה צורך לחמם מראש ליותר מ- 15 מעלות כדי להחזיר את תנאי העבודה הרגילים. בבחירת ציוד תומך, יש לשמור יותר מ- 20% שולי ביצועים.

• נקודות מפתח לבחירת משאבת מים באזורים בגובה גבוה

רצוי לבחור את המבנה המבצע העצמי. בדיקות השוואתיות מראות כי בסביבה עם גובה של 2500 מטר, טווח היניקה של משאבות צנטריפוגליות רגילות נחלש על ידי 35%, ואילו המשאבה המפגנת עצמית מצוידת במערכת עזר ואקום טבעת מים מוחלשת רק ב- 18%. מומלץ למקם את גוף המשאבה ישירות מעל מקור המים במהלך ההתקנה כדי למזער את צינור יניקת המים.
יש לקחת בחשבון את אפקט התנגדות האוויר בעיצוב צינורות. פרויקט מסירת מים משתמש בצינור בקוטר בהדרגה (150 כניסה צמצם בהדרגה ל 100 באמצע), מה שמשפר את יעילות ספיגת המים ב 22% בהשוואה לצינורות בקוטר שווה. במהלך תחזוקה שוטפת, התמקדו בבדיקת מצב החותמות. קצב ההזדקנות של חלקי גומי באזורים מעל 3000 מטר מעל פני הים הוא 2-3 פעמים מהיר יותר מזה במישורים.

• פתרונות לבעיות בגובה גבוה

בתגובה לבעיית יניקה לא מספקת, חווה ברמה הטיבטית אימצה פיתרון הרמת מים ממסר בתלת-שלבים: משאבת הבאר העמוקה שלב ראשון מרימה מים למיכל המים הבינוני, משאבת הצנטריפוגלית שלב שני משלימה הרמה אנכית, ומשאבת הצינור של הבמה הסופית אחראית להובלה אופקתית. מערכת משולבת זו מאפשרת לראש הכולל לחרוג מגבול המשאבה היחידה ופותרת בהצלחה את הבעיה של מי שתייה בעלי חיים בגובה של 4,500 מטר. אמצעי שיפור למניעת cavitation כוללים: התקנת מיכל היצירת לחץ בכניסת המים ואימוץ מדריך ספירלה תכנון אימפלר. נתונים מדודים בפועל מראים כי ערך ה- NPSH (ראש היניקה החיובי נטו) של המשאבה הרב-שלבית המותאמת באותו גובה מוגבר ב -31%, ומרחיב למעשה את חיי השירות של הציוד.