Κοινές μέθοδοι ρύθμισης ροής για φυγόκεντρες αντλίες

Οι φυγόκεντρες αντλίες χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η εξοικονόμηση νερού και η χημική μηχανική, και η επιλογή των σημείων λειτουργίας τους και η ανάλυση της κατανάλωσης ενέργειας εκτιμώνται ολοένα και περισσότερο. Συνήθως, ο ρυθμός ροής και η κεφαλή πίεσης μιας φυγοκεντρικής αντλίας μπορεί να μην είναι συμβατοί με το σύστημα αγωγών ή λόγω αλλαγών στις εργασίες παραγωγής και στις απαιτήσεις της διαδικασίας, ο ρυθμός ροής της αντλίας πρέπει να προσαρμοστεί, κάτι που ουσιαστικά αλλάζει το σημείο λειτουργίας του η φυγοκεντρική αντλία. Εκτός από την ορθότητα της επιλογής φυγόκεντρων αντλιών κατά το στάδιο του μηχανικού σχεδιασμού, η επιλογή των σημείων λειτουργίας στην πραγματική χρήση των φυγόκεντρων αντλιών θα επηρεάσει επίσης άμεσα την κατανάλωση ενέργειας και το κόστος των χρηστών. Επομένως, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να αλλάξετε εύλογα το σημείο λειτουργίας μιας φυγοκεντρικής αντλίας.
Η αρχή λειτουργίας μιας φυγόκεντρης αντλίας είναι να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια που παράγεται από την περιστροφή υψηλής ταχύτητας του ηλεκτροκινητήρα σε κινητική ενέργεια και δυναμική ενέργεια του ανυψωμένου υγρού, η οποία είναι μια διαδικασία μεταφοράς και μετατροπής ενέργειας. Σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό, το σημείο λειτουργίας μιας φυγοκεντρικής αντλίας καθορίζεται στην ισορροπία προσφοράς και ζήτησης ενέργειας μεταξύ της αντλίας νερού και του συστήματος σωληνώσεων. Εφόσον αλλάξει μία από τις δύο συνθήκες, το σημείο λειτουργίας της θα μετατοπιστεί. Η αλλαγή του σημείου λειτουργίας προκαλείται από δύο πτυχές: 1. Η χαρακτηριστική καμπύλη της ίδιας της αντλίας νερού αλλάζει, όπως το κόψιμο της πτερωτής. 2. Αλλαγές στις χαρακτηριστικές καμπύλες του συστήματος σωληνώσεων, όπως στραγγαλισμός βαλβίδας.
Ακολουθεί ανάλυση και σύγκριση αυτών των δύο μεθόδων:
1. Κοπή φτερωτής
Όταν η ταχύτητα είναι σταθερή, η κεφαλή πίεσης και ο ρυθμός ροής της αντλίας σχετίζονται με τη διάμετρο της πτερωτής. Για αντλίες του ίδιου μοντέλου, η μέθοδος κοπής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή της χαρακτηριστικής καμπύλης της αντλίας. Υποθέτοντας ότι η αρχική διάμετρος της πτερωτής της φυγοκεντρικής αντλίας είναι D, ο ρυθμός ροής είναι Q, η κεφαλή είναι H και η ισχύς είναι P, και η διάμετρος του στροφείου είναι D', ο ρυθμός ροής είναι Q', η κεφαλή είναι H' και η ισχύς είναι P', η μεταξύ τους σχέση είναι:
Οι παραπάνω τρεις εξισώσεις αναφέρονται συλλογικά ως νόμος κοπής των αντλιών. Ο νόμος κοπής βασίζεται σε μεγάλο αριθμό αντιληπτικών πειραματικών δεδομένων. Πιστεύει ότι εάν η ποσότητα κοπής της πτερωτής ελέγχεται μέσα σε ένα ορισμένο όριο (το οποίο σχετίζεται με την ειδική ταχύτητα της αντλίας νερού), η αντίστοιχη απόδοση της αντλίας νερού πριν και μετά την κοπή μπορεί να θεωρηθεί αμετάβλητη. Η κοπή με φτερωτή είναι μια απλή και εφικτή μέθοδος αλλαγής της απόδοσης των αντλιών νερού, γνωστή ως ρύθμιση μεταβλητής διαμέτρου. Επιλύει την αντίφαση μεταξύ του περιορισμένου τύπου και των προδιαγραφών των αντλιών νερού και της ποικιλομορφίας των απαιτήσεων του αντικειμένου παροχής νερού σε κάποιο βαθμό, διευρύνοντας το πεδίο χρήσης των αντλιών νερού. Φυσικά, η κοπή της πτερωτής είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία και οι χρήστες πρέπει να υποβληθούν σε ακριβείς υπολογισμούς και να μετρήσουν τον οικονομικό ορθολογισμό πριν από την εφαρμογή.
2. Στραγγαλισμός βαλβίδας
Ο απλούστερος τρόπος για να αλλάξετε το ρυθμό ροής μιας φυγοκεντρικής αντλίας είναι να ρυθμίσετε το άνοιγμα της βαλβίδας εξόδου της αντλίας, διατηρώντας παράλληλα την ταχύτητα της αντλίας σταθερή (συνήθως στην ονομαστική ταχύτητα). Η ουσία του είναι να αλλάξει τη θέση της χαρακτηριστικής καμπύλης του αγωγού για να αλλάξει το σημείο λειτουργίας της αντλίας. Όταν η βαλβίδα είναι χαμηλωμένη για έλεγχο της ροής, η ικανότητα παροχής νερού της ίδιας της αντλίας παραμένει αμετάβλητη, το χαρακτηριστικό κεφαλής παραμένει αμετάβλητο και το χαρακτηριστικό αντίστασης σωλήνα θα αλλάξει με την αλλαγή του ανοίγματος της βαλβίδας. Αυτή η μέθοδος είναι εύκολη στη λειτουργία, με συνεχή ροή και μπορεί να ρυθμιστεί ελεύθερα μεταξύ ενός ορισμένου μέγιστου ρυθμού ροής και του μηδενός, χωρίς την ανάγκη πρόσθετης επένδυσης. Εφαρμόζεται ευρέως σε διάφορες καταστάσεις. Αλλά η ρύθμιση στραγγαλισμού είναι η διατήρηση ενός συγκεκριμένου όγκου παροχής καταναλώνοντας περίσσεια ενέργειας από τη φυγόκεντρη αντλία και η απόδοση της φυγόκεντρης αντλίας θα μειωθεί επίσης, κάτι που δεν είναι οικονομικά λογικό.
Σήμερα, η προτιμώμενη μέθοδος προσαρμογής για πολλές επιχειρήσεις είναι η κοπή με φτερωτή, καθώς μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια και να μειώσει την κατανάλωση. Ωστόσο, πρέπει να γίνουν ακριβείς υπολογισμοί πριν από την κοπή της πτερωτής για να διασφαλιστεί ότι μπορεί να πληροί τις συνθήκες λειτουργίας μετά την κοπή.