آثار تباين السرعة على المضخات الديناميكية

متفاوتة سرعة الدوران

المضخة الدوارة هي جهاز ديناميكي مع رأس المتولدة بواسطة المكره الدورية. وبالتالي ، هناك علاقة بين السرعة الطرفية المكره والرأس المولدة. ترتبط السرعة المحيطية مباشرة بسرعة دوران العمود ، بقطر ثابت للمكره.

آثار تباين السرعة على المضخات الديناميكية

تختلف سرعة الدوران وبالتاليتأثير مباشر على أداء المضخة. المعادلات المتعلقة بمعلمات أداء المضخة الديناميكية للتدفق إلى السرعة ، والرأس والقوة الممتصة للسرعة ، تعرف باسم قوانين التقارب.

تغيير قطر مضخة المكره أيضا على نحو فعاليغير نقطة التشغيل في نظام معين ، وبتكلفة منخفضة ، ولكن هذا يمكن استخدامه فقط من أجل الضبط الدائم لمنحنى المضخة ولا تتم مناقشته مرة أخرى كوسيلة تحكم.

بالنسبة للأنظمة التي يسود فيها فقدان الاحتكاك ، فإن تقليل سرعة المضخة يحرك نقطة التقاطع في منحنى النظام على طول خط من الكفاءة المستمرة (الشكل 1).

نقطة تشغيل المضخة ، نسبة إلىأفضل نقطة كفاءة ، تظل ثابتة وتستمر المضخة في العمل في منطقتها المثالية. يتم التقيد بقوانين التقارب ، مما يعني أن هناك انخفاضًا كبيرًا في الطاقة الممتصة المصاحبة لتقليل التدفق والرأس ، مما يجعل السرعة المتغيرة طريقة التحكم المثالية.

الشكل 1 - مثال على تأثير تغيير سرعة المضخة في النظام مع فقدان الاحتكاك فقط

ومع ذلك، في الأنظمة ذات الرأس الثابت العالي، لا يبدأ منحنى النظام من الأصلولكن في بعض القيمة غير صفرية على المحور ص المقابلة لرئيس ثابت. وبالتالي ، لا يتبع منحنى النظام منحنيات الكفاءة المستمرة. بدلاً من ذلك ، يتقاطع معهم (انظر الشكل 2).

تخفيض التدفق لم يعد متناسبايسرع؛ انخفاض صغير في سرعة يقلل كثيرا من معدل التدفق وكفاءة المضخة. الخطأ الشائع هو استخدام قوانين التقارب لحساب توفير الطاقة في الأنظمة ذات الرأس الثابت.

على الرغم من أن هذا قد يكون تقريبًا ، إلا أنه قد يؤدي أيضًا إلى أخطاء كبيرة.

الشكل 2 - مثال على تأثير تغيير سرعة المضخة في نظام برأس ثابت

من الجدير بالملاحظة أن التحكم في التدفق عن طريق تنظيم السرعة يكون دائمًا أكثر كفاءة من صمام التحكم. بالإضافة إلى توفير الطاقة ، قد تكون هناك فوائد أخرى لخفض السرعة.

القوى الهيدروليكية على المكره ، التي أنشأتهاملف الضغط داخل غلاف المضخة ، قلل تقريبًا من مربع السرعة. يتم تنفيذ هذه القوى بواسطة محامل المضخة ، وبالتالي فإن تقليل السرعة يزيد من عمر المحمل. يمكن إثبات أنه بالنسبة للمضخة الديناميكية الدورانية ، فإن عمر الحاملة يتناسب مع القوة السابعة للسرعة.

بالاضافة، يتم تقليل الاهتزاز والضوضاء وزيادة عمر الختم، بشرط أن تظل نقطة العمل ضمن نطاق التشغيل المسموح به.

مرجع: ضخ السرعة المتغيرة - دليل للتطبيقات الناجحة ، ملخص تنفيذي (المعهد الهيدروليكي ، Europump ، وبرنامج التقنيات الصناعية التابع لوزارة الطاقة بالولايات المتحدة الأمريكية)