Всасывающий трубопровод

Рисунок 62: Суживающееся колено перед вертикальным спиральнокорпусным насосом высокой удельной частоты вращения		Рисунок 63: Входное колено с поворотной решеткой перед горизонтальным спиральнокорпусным насосом двухстороннего входа (вид сверху)

Отражательная стенка

Всасывающий трубопровод

Рисунок 64:Установка отражательной стенки во входной камере насоса с погружным приводом.

Всасывающий резервуар

Отражательная стенка

ложный

Подводящий трубопровод

Рисунок 65: Установка трубопровода во всасывающем резервуаре для предотвращения попадания воздуха в насос.

Всасывающий трубопровод · Полый вихрь · Минимальный столб жидкости

Рисунок 66: Отдаленность стены от всасывающей трубы во всасывающем резервуаре по данным VdS. S_min согласно рисунку 67.

2 всасывающие трубы, находящиеся рядом, требуют расстояние ≥ 6d_E.

Расстояние между всасывающим и подводящим трубопроводом во всасывающем резервуаре, т. е. в зумпфе насоса, должно быть достаточно большим, чтобы предотвратить попадание воздуха или вихрей во всасывающий трубопровод; в данной сируации предусмотрены отражательные стенки (рисунки 64 и 65). Подводящий трубопровод всегда должен находиться под зеркалом воды, смотрите рисунок 65.

При недостаточном перекрытии всасывающего трубопровода во всасывающем резервуаре, т. е. в зумпфе насоса, через зеркало воды при вращении подаваемой среды может
возникнуть воздуховтягивающий вихрь (полый вихрь). Начавшийся с воронкообразного углубления зеркала воды за короткое время образуется воздушный шланг, который проходит от внешней поверхности во всасывающий трубопровод, что может привести к нестабильной работе и снижению мощности насоса. Поэтому необходимые минимальные столбы жидкости над воронкой (минимальная глубина погружения в жидкость) указаны на рисунке 67, а минимальные расстояния всасывающих трубопроводов от стен и надвальцового этажа – на рисунке 66. Особые меры имеют место, если речь идет о насосе с прямым трубным корпусом, см. ниже в 7.2.3.

Минимальный столб жидкости (над воронкой) S_min может быть взят из рисунка 67 как функция входного диаметра d_E (внутренний диаметр у труб с тупым концом или, если имеется, диаметр отверстия входного сопла) и подачи Q или вычислен по данным Института Гидравлики:

(50)

где

S_min минимальный столб жидкости (над воронкой) в м,

v_s скорость потока =Q/900πd_E² в м/с, рекомендовано от 1 до 2м/с, но никоим образом не выше 3 м/с,

Всасывающий трубопровод · Полый вихрь · Минимальный столб жидкости

Q подача в м³/ч,

g ускорение свободного падения 9,81 м/с²,

d_E входной диаметр всасывающей трубы или входного сопла в м

Входной диаметр

Рисунок 67: Минимальная глубина погружения в жидкость S_min горизонтальных и вертикальных всасывающих труб (с и без входного сопла) во всасывающем резервуаре, чтобы предотвратить образование полых вихрей (согласно Институту Гидравлики).

По данным профилактики повреждений VdS вышеназванные минимальные столбы жидкости (над воронкой) соответствуют формуле при скорости потока от 1м/с [13].

Если вышеупомянутые минимальные столбы жидкости (над воронкой) не могут быть или не всегда могут быть известны, то, чтобы предотвратить появление вохдуховтягивающего вихря, применяются меры, показанные на рисунках 68 и 69.

Независимо от вышеуказанных точек зрения, следует перепроверить глубину погружения в жидкость, и проконтролировать, выполнены ли требования по расчету NPSH_{распол.}согласно главе 3.5.2.

Всасывающая труба

Плот

Рисунок 68: Плот, предотвращающий образование воздуховтягивающих вихрей.

Всасывающий трубопровод · Минимальный столб жидкости

Осевой направляющий крест Всасывающая труба Радиальный направляющий крест Осевой направляющий крест		Осевой направляющий крест Тангенциальный подвод Направляющая перегородка   К насосу К насосу К насосу Тангенциальный подвод	Направляющая перегородка К насосу К насосу
Рисунок 69: Установка стабилизаторов, предотвращающих завихрение, препятствующих возникновению воздуховтягивающего входного вихря.		Рисунок 70: Установка направляющих приспособлений в цилиндрических входных резервуарах, предотвращающих повреждения при притоке к насосу.

В особых случаях используются круглые резервуары с тангенциально расположенным входным трубопроводом, чья выпускаемая струя заставляет вращаться содержимое резервуара; в таких ситуациях должны быть предусмотрены такие направляющие приспособления, как на рисунке 70.

7.2.3 Форма входа у насосов с прямым трубным корпусом [1]

У насосов с прямым трубным корпусом минимальный столб жидкости (над воронкой) проходит через зеркало воды, и форма входной камеры имеет особое значение, потому что рабочие колеса с более высокой удельной частотой вращения очень сильно реагируют на неравномерные подводимые потоки и воздуховтягиващий вихрь.

На рисунке 71 показана установка всасывающих труб во входных камерах насосов с прямым трубным корпусом.

Всасывающий трубопровод · Минимальный столб жидкости ·Форма входа

Входной конус

Рисунок 71: Установка всасывающей трубы во входных камерах насосов с прямым трубным корпусом. S_min согласно рисунку 72.

d_E ≈ (1.5 ÷ 1.65)d_s

2 всасывающие трубы, расположенные рядом, требуют расстояние >3d_E.

Для открытых, необшитых входных камер с и без входного конуса минимальный столб жидкости (над воронкой) может быть взят из рисунка 72 или рассчитан по следующему уравнению:

(51)

где

S_min минимальный столб жидкости в м,

v_s скорость потока = Q/900πd_E² в м/с,

Q подача в м³/ч,

g ускорение свободного падения 9,81 м/с²,

d_E входной диаметр всасывающего сопла (колокольчика) в м.

Обшитые или перекрытые входные камеры или колено Коплана являются дорогостоящими, но делают минимальные столбы жидкости (над воронкой) незначительными[1].

Независимо от вышеуказанных точек зрения, следует перепроверить глубину погружения в жидкость и проконтролировать, выполнены ли требования по расчетам NPSH_{распол.}согласно главе 3.5.2.

Всасывающий трубопровод · Минимальный столб жидкости ·Форма входа

м3/ч

Диаметр входного сопла

Рисунок 72: Минимальная глубина погружения в жидкость S_min всасывающей трубы насосов с прямым трубным корпусом, чтобы предотвратить полые вихри.

7.2.4 Помощь при всасывании

Большинство центробежных насосов не являются самовсасывающими; то есть , из их всасывающего трубопровода и корпуса насоса со стороны всасывания перед вводом в эксплуатацию должен быть выпущен воздух, чтобы насос мог подавать, поскольку рабочее колесо располагается не под зеркалом жидкости. Эту часто обременительную процедуру можно избежать, если обеспечить вход всасывающей трубы приемным клапаном (выполняющим функцию обратной арматуры) (рисунок 73). Тогда выпуск воздуха нужен только при первом вводе в эксплуатацию и после длительного времени остановки.

Рисунок 73: приемный клапан (тарельчатый клапан) с всасывающей сеткой.

Всасывающий резервуар (вакуумная камера, приемник вакуумаппарата) также выполняет подобное назначение, особенно при загрязненной жидкости (повышает потери потока и этим уменьшает NPSH_{располаг}.): Перед всасывающим патрубком насоса присоединен вакуумплотный резервуар (рисунок 74), который должен быть заполнен жидкостью перед первым вводом в эксплуатацию.

Помощь при всасывании · Всасывающий резервуар

Отверстие для вентиляции Уровень жидкости при эксплуатацию Запорная арматура Уплотняющая жидкость подключена Задвижка во всасывающей линии с водяной чашей Ситовое полотно Всасывающий резервуар Уровень жидкости перед вводом в эксплуатацию Обратная арматура Наполняющий водопровод

Рисунок 74: Расположение всасывающего резервуара

При пуске насоса бак опустошается, причем объем воздуха высасывается из всасывающего трубопровода, выполненного в виде сифонного трубопровода, через его вершину в резервуар, пока всасываемая жидкость не сможет перелиться. Повторное наполнение всасывающего резервуара из напорного резервуара может происходить вручную или автоматически после того, как насос будет выключен; затем накопленный объем воздуха улетучивается снова из всасывающего резервуара во всасывающий трубопровод.

Объем V_B всасывающего резервуара зависит только от объема всасывающего трубопровода и от высоты всасывания насоса:

(52)

где

V_b объем всасывающего резервуара в м³,

d_s внутренний объем трубопровода, заполненного воздухом, в м,

L_s растянутая длина трубопровода, заполненного воздухом, в м,

P_b давление воздуха в Па (≈ 1 бар = 100 000 Па),

Ρ плотность подаваемой жидкости в кг/м³,

g ускорение свободного падения 9,81 м/с²,

H_s высота всасывания насоса в м согласно уравнению

H_s = H_{s geo} + H_vs (53)

где

H_{s geo} геодезическая высота всасывания в м согласно рисунку 36,

H_vs сопротивления во всасывающем трубопроводе в м (глава 3.2.1.2).

Так как в большинстве случаев H_vs явно меньше H_{s geo}, то можно избавиться от уравнения 53 и установить H_s= H_{s geo}. Для такого случая, рисунок 75 предлагает для определения величины резервуара быстрое графическое решение.

В целях безопасности объем всасывающего резервуара должен быть увеличен на коэффициент от 2 до 2,5, при маленьких установках – до 3. Давление парообразования жидкости не может быть превышено ни на каком участке системы.