Насос против трубы, часть 3

Части 1 и 2 этой колонки были опубликованы в февральском и мартовском выпусках журнала Pumps & Systems соответственно.

Обычно всасывающий трубопровод насоса должен быть как минимум на один размер больше всасывающего патрубка насоса. Параллельные насосы предъявляют требования к трубам еще большего диаметра. В основном это делается для того, чтобы удовлетворить требования как к скорости, так и к потерям на трение в отношении чистой положительной высоты всасывания (NPSHa). Исключением может быть самовсасывающая линия всасывания, где пользователей больше волнует время, необходимое для заливки насоса. Чем больше линия всасывания, тем больше воздуха необходимо откачать, что приводит к дополнительному времени работы насоса без потока жидкости. Чрезмерное время заливки не является желательным условием, поскольку рециркуляция приводит к перегреву жидкости в камере заливки, а механическое уплотнение может не смазываться должным образом или, возможно, перегреться в зависимости от индивидуальной конструкции насоса.

Помимо всасывающей трубы неправильного размера, существуют и другие проблемы, которые приводят к избыточному трению и несбалансированному закрученному профилю потока. Лучшей практикой является уменьшение или устранение турбулентности и неравномерности профилей скорости потока. Обратите внимание, что насосы двойного всасывания еще более подвержены этим проблемам, чем другие конструкции. К наиболее частым проблемам относятся следующие:

Комментарий относительно целостности трубопроводов и связанных с ними (фланцевых) соединений: обратите внимание, что они должны быть герметичными, особенно в лифтовых системах. Помните, что давление внутри трубы будет ниже атмосферного (представьте себе вакуум). Тот факт, что жидкость не вытекает, не означает, что воздух не может попасть в трубу.

В этом разделе конкретно рассматривается сторона всасывания насоса, поскольку мы сохраним методы увеличения размера трубы на стороне нагнетания в другой колонне. Я был свидетелем многочисленных, горячих и долгих дискуссий/споров на эту тему. Кратко коснусь этой темы.

Есть два основных момента, а затем я выдвину третью идею как сдвиг парадигмы. Первый вопрос: правильно ли использовать концентрический переходник на стороне всасывания насоса, а второй: при использовании эксцентрикового переходника в каком направлении следует располагать плоскую сторону?

Концентрические переходники не использовались в значительной степени на всасывающих трубопроводах горизонтальных насосов, якобы из-за проблем с захватом воздуха и последующей блокировкой потока. Помните, что воздушные карманы действуют как закупорки и ограничивают поток, как если бы в линии был установлен частично закрытый клапан или отверстие. Я считаю, что концентрические переходники вполне приемлемы в вертикальных трубопроводах, поскольку проблема захвата воздуха обычно сводится на нет ориентацией и геометрией, а не только скоростью жидкости. Более спорной темой является установка концентрических переходников в горизонтальной плоскости на всасывающей линии насосов. Отмечу, что я наблюдал многочисленные и успешные применения концентрических переходников на всасывании насоса. Пользователи не испытывают проблем с захватом воздуха, хотя в большинстве случаев устанавливается либо ручной воздухоотводчик, либо автоматический клапан выпуска воздуха (АРВ) на случай, если воздух или газ все же необходимо выпустить.

Эта философия изменения парадигмы с горизонтальными концентрическими переходниками заключается в том, что скорость жидкости в трубе облегчает транспортировку любого воздуха и неконденсирующихся газов. Дополнительным преимуществом выбора концентрического переходника является то, что профиль скорости жидкости после переходника симметричен, в отличие от профиля эксцентрикового переходника. Я согласен с тем, что гипотетически общая скорость жидкости может переносить (переносить) любой воздух и неконденсирующиеся газы вдоль потока вместо того, чтобы задерживаться на переходе. Прежде чем принять это решение, проведите анализ вычислительной гидродинамики (CFD). Кроме того, я предлагаю избегать использования концентрических переходников в ситуациях, когда насос находится на высоте выше, чем источник всасывания, и/или известно, что свойства жидкости включают вовлечение воздуха, паров и неконденсирующихся газов.