Основы физики текучих сред (стр. 2 )

4 - 5 Энергия давления преобразуется в потенциальную энергию, но со сбросом энергии вследствии потерь на трение (FL).

5 - 6 Энергия давления преобразуется в потенциальную энергию (wZ2) с очень малыми потерями на трение.

Приведённый пример показывает, что НАСОС ПРИБАВЛЯЕТ СТОЛЬКО ДОСТАТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ СКОЛЬКО НЕОБХОДИМО ЧТОБЫ ВЫПОЛНЯЛИСЬ ТРЕБОВАНИЯ СИСТЕМЫ; то есть: Возьмите жидкость на входе в насос и увеличьте её давление настолько достаточно, чтобы при более высоком давлении были преодолены потери на трение.

Ст.17

Приведённый пример показывает, что рассмотренная система может быть названа "открытой системой ", где в одном или более точках жидкость "открыта" для атмосферного давления.

Обычно наиболее легко использовать "свободную поверхность" (которой является; жидкий уровень, граничащий с атмосферой) как начальную точку отсчёта так как на ней давление известно и постоянно, что удобно при вычислениях.

В "замкнутой системе, " свободная поверхность может использоваться как плоскость сравнения, если давление на ней известно. Метод анализа энергетических уровней в замкнутой системе подобен анализу в открытых

В следующем примере мы предполагаем, что в резервуаре А давление на свободную поверхность меньше чем атмосферное, р1 = 10 psia, и жидкость в резервуаре В имеет давление над свободной поверхностью 50 psia. Такие условия часто могут быть основными в технологическом процессе.

Принципы энергетического градиента те же самые, что и ранее. Входная часть системы анализируется, начиная с давления на свободной поверхности: давление на выходе рассчитывается с учётом давления свободной поверхности. Давление на входе в насос должно удовлетворить заданную разность давлений от ее входа до ее выхода.

Ст. 18

Ниже мы рассмотрим насосную систему с низким энергетическим уровнем (Z1) на входе. Из-за высоких потерь на трение на входе в насос располагаемая энергия может стать критически низкой.

В точке 1 или 2, может быть замечено, что атмосферное давление плюс потенциальная энергия должны увеличиться, чтобы была энергия достаточная для поступления жидкости в насос: если потери на трение являются большими в подводящем трубопроводе, то давление на входе (3) может падать ниже давления паров жидкости. Образующаяся парогазовая смесь может привести к уменьшению или остановке течения жидкости.

Термин "затопленное всасывание" иногда используется, чтобы описать условие течения, где уровень жидкости выше уровня на входе в насос. Уровень жидкости не обеспечивает потока жидкости в насос; энергия, располагаемая во впускном отверстии должна быть достаточно высокой.

Ст.19

ВХОДНАЯ СТОРОНА

Располагаемая энергия для входа жидкости в насос обычно очень ограничивается, часто меньше чем 14.7 psia атмосферного давления на свободной поверхности жидкости. Этот факт делает параметры входа в насос ответственной частью при выборе насоса.

Энергия, требуемая для нагнетания насосом, названная требуемым давлением на входе (NIPR), является характеристикой насоса, и зависит главным образом от скорости и вязкости нагнетаемой жидкости.

При заданной вязкости жидкости энергетическая диаграмма насоса, приведённая ниже, показывает как увеличивается NIPR с увеличением скорости потока.

В типичной насосной системе, диаграмма для располагаемой энергии на входе в насос показана на рисунке. С увеличением скорости течения увеличиваются потери на трение что понижает располагаемую энергию.

Из энергетической диаграммы приведённой выше, давление насыщенного пара жидкости должно быть исключено, потому что давление насыщенного пара представляет энергию необходимую для поддержания жидкости как жидкости; cответствующий энергетический уровень есть NIPA. Диаграмма располагаемой энергии для любого расхода может быть изображена как показано

Комбинируя диаграммы NIPA и NIPR, мы имеем результат как показано.

Ст.20

ВСЯКИЙ РАЗ, КОГДА NIPA БОЛЬШЕ ЧЕМ NIPR, ИМЕЕМ УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ.

Полная диаграмма энергий системы и потерь в зависимости от увеличения скорости потока показана здесь.

Если NIPA слишком низок для насосного условия в Точке X, давление в окрестностях точки в насосе, или около его входа, станет ниже чем давление насыщенных паров жидкости. Жидкость испарится, или изменится на газ, который заполнит полости насоса вместо жидкости. Это понизит подачу насоса. Схлопывание этого пара в насосе или в линии выхода называется кавитацией, являющейся причиной шумной, неэффективной работы, часто приводящий к повреждению насоса.

С увеличением вязкости жидкости эффект кавитации может быть замечен и на NIPA и на NIPR. Потери на трение увеличиваются прямо пропорционально к абсолютной вязкости таким образом, что понижает NIPA.

NIPR насоса при этом увеличивается, и оба действия, быстро уменьшают зону удовлетворительного действия. Обычно необходимо понизить скорости насоса, чтобы накачать вязкие жидкости.

Характеристики системы могут быть изменены, чтобы гарантировать работу в удовлетворительной зоне. При помощи физических изменений, NIPA или NIPR линии могут быть исправлены, чтобы расширить зону действия, чтобы избежать кавитации или "голодание" насоса и гарантировать, что NIРA больше чем NIPR.

Замедление скорости насоса ( УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПОТОКА )

ст.21

УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗМЕРА ПОДВОДЯЩЕГО ТРУБОПРОВОДА

СОКРАЩЕНИЕ ДЛИНЫ ПОДВОДЯЩЕГО ТРУБОПРОВОДА, МИНИМИЗАЦИЯ НАПРАВЛЕНИЙ И ИЗМЕНЕНИЙ РАМЕРОВ. УМЕНЬШЕНИЕ ЧИСЛА ФИТИНГОВ

УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗМЕРА НАСОСА ДЛЯ ДАННОГО ПОТОКА, ЭТО ПОНИЖАЕТ NIPR

ПОВЫСИТЕ ЖИДКИЙ ИСХОДНЫЙ-ИЛИ-БОЛЕЕ-НИЗКИЙ НАСОС - ИЛИ - поддерживают давление ИСХОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР

Любым из этих изменений, или комбинаций их, система и характеристики насоса могут быть выбраны так, чтобы удовлетворительно обеспечить условия системы и скорости потока.

Ротационные насосы, типа Waukesha, имеют лучшие характеристики входа (низкие NIPR), чем большинство других типов насосов, и часто выбираются из за их способности функционировать под низкими располагаемыми давлениями на входе, или накачивать жидкости от вакуумного оборудования. Они особенно приспособлены для того, чтобы нагнтать вязкие жидкости и часто единственные насосы, которые могут использоваться в этом обслуживании.

Ст.22 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РОТОРНОГО НАСОСА

Роторные насосы являются принудительными нагнетательными насосами, которые перемещают жидкость посредством движения роторов, криволинейных каналов, поршней, шнеков, лопаток или подобных элементов закреплённых в корпусе и обычно без входных и выходных клапанов.

Движение вращающихся частей заставляет частицы жидкости группироваться в объёмы около входа насоса, позволяя атмосферному или внешнему давлению двигаться жидкости в насос: Около выхода эти объемы разрушаются и жидкость выходит из насоса.

Waukesha Роторный насос классифицируется как "внешний круговой орбитальный поршневой" насос. Это означает что дуга, формирруемая поршнем, переходит в кольцеобразно образованный "цилиндр" как показано.

Каждый ротор имеет два "поршня"; два ротора используемые в насосе приводятся синхронно в движение внешними шестернями, чтобы вращать роторы в противоположных направлениях.

Ст.23

Движение роторов "создает" расширяющуюся полость на стороне впуска, позволяющей жидкости течь в камеру насоса. Роторы тогда несут жидкость вокруг цилиндра к внешней стороне насоса, где она выкачивается из насоса как сжатая полость.

Поворот роторов с постоянной скоростью, форма роторов и полостей позволяют насосу Waukesha, нагнетать постоянный объем в единицу времени для любого положения ротора.

Это означает насос Waukesha, способен создавать гладкое, непульсирующее течение. Много других типов насосов имеют вариацию в потоке в единицу времени, приводя к пульсациям.

Каждый ротор имеет протяжённое "уплотнение" между его наружным диаметром и корпусом:

ст.24

Между его внутренним диаметром и поверхностью ступицы.

Или, между наружным диаметром и соприкасающейся стороной противоположной ступицы.

Таким образом, для любого пложения при вращении двух роторов существует протяжённое и непрерывное «уплотнение» между входом ивыходом.

Эти длинные пути герметизации ограничивают противоток или проскальзывание от выхода насоса высокого давления до низконапорного входа.

Зазор {Клиренс} между вращающимся и стационарными частями более важен в ограничении проскальзывания. Проскальзывание увеличивается быстро с увеличением зазора.

Используя комбинации сплавов, которые минимизируют выработку металла, Waukesha насосы моут быть выполнены с очень малым зазором, что делает проскальзывание в насосе низким.

Комбинация основного стиля, материалов конструкции, и очнь малые зазоры

делают Waukesha насосы самыми эффективными из располагаемых роторных насосов.

Ст.25

ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Характеристика насоса во многих случаях зависит от проскальзывания, которое происходит в насосе.

Основные положения: проскальзывание увеличивается:

Непосредственно с увеличением давления.

Непосредственно с увеличением зазора.

С уменьшением вязкости.

Эффект проскальзывания заметно влияет на характеристику насоса и приводит к потере пропускной способности.

Давайте поясним это таким образом.

Расширяющаяся полость на стороне впуска создает низконапорную область, которая "просит" быть заполненной жидкостью. Эта полость может быть заполнена жидкостью от подводящего трубопровода на нормальной характеристике.

Ст.26

Однако, если проскальзывание высоко, полость может быть частично заполнена жидкостью, текущей назад сквозь насос от выхода насоса.

Если это происходит, насос теряет способность нагнетать объём жидкости, который определён теоретически.

Это явлениe иногда определяется объемным к. п.д. – (volumetric efficiency – V. E.)

Хотя этим понятием часто пользуются изготовители насоса, этот термин менее полезен чем реальное понимание проскальзывания.

Для данного насоса и жидкости, проскальзывание пропорционально перепаду давлений от выхода до входа. Если бы насос не имел никакого проскальзывания, объём, который накачивают был бы прямо пропорционален скорости или RPM-об\мин.

Когда проскальзывание потока добавляется на этой диаграмме для данного перепада давлений, мы можем видеть снижение расхода, которое обусловлено просальзыванием.

Эта иллюстрация множество явлений может быть замечено.

Если проскальзывание достаточно высоко при некоторой скорости, никакое течение вообще не имеет место.

Ст.27

Если необходим определённый поток при данном давлении, скорость (RPM) должна быть увеличена.

Если давление увеличено, проскальзывание увеличится, и поэтому, фактический поток уменьшится.

Этот тип диаграммы обычно используется, чтобы показать характеристику насоса.

Нужно помнить что этот тип диаграммы показывает характеристику только для одной вязкости жидкости.

Если вязкостиь увеличится, проскальзывание уменьшится (для данного перепада давлений и насоса).

Таким образом ряд диаграмм был бы фактически необходим, чтобы охватить полный диапозон вязкости.

При малом зазоре{клиренсе} Waukesha Насосы имеют проскальзывание по существу равную нулю, когда вязкость выше 160 сантипуазов. Поэтому, насос будет соответствовать теоретической производительности на любом давлении в его рабочем диапазоне.

Характеристику потока можно тогда показать как одну линию для всей вязкости, выше 160 сантипуазов, и теоретическая или нулевая линия зацепления могут использованы, чтобы найти поток и об\мин.

Позже мы разработаем тип диаграммы, которая может использоваться для любой вязкости, даже между 1 и 160 сантипуазов .

.28

ВЛИЯНИЕ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКУ НАСОСА

Когда внутреннее проскальзывание насоса низко, Waukesha насос может использоваться эффективно:

нагнетать маловязкую жидкость в низких NIPA Системах; 2. нагнетания от "вакуумных" сосудов; 3. Самовсасывание. (И, подъёма жидкостей от низших уровней.); 4.Измерение жидкостей.

1. НИЗКИЕ NIPA СИСТЕМЫ

При нагнетании маловязких{низковискозных} жидкостей в низких NIPA системах, влияние проскальзывания приводит к уменьшению энергии требуемой на входе в насос (NIPR). Осторожный баланс должен быть сделан в отборе размера насоса и скорости.

При низких скоростях насоса, потери входа низки, но если перепад давлений через насос вызывает чрезмерное проскальзывание, то это приводит к уменьшению или остановке потока.

При более высоких скоростях, входные и внутренние потери насоса могут быть достаточно высоки, чтобы ограничить поток. При этих более высоких скоростях "роковая черта" может быть достигнута, если высокие скорости в пределах камеры насоса создают ограниченные низконапорные зоны. Образование пара может происходить в этих зонах, и пар может заполнить полости насоса, уничтожая его способность поддерживать однородное движение жидкости.

Получение заданного расхода и приемлимой скорости может также стать главной при выборе размеров насоса.

2. ВАКУУМНЫЕ СОСУДЫ

Нагнетание от вакуумных сосудов является экстремальным примером низкого NIPA действия, которое является возможным с насосом малого проскальзывания. Обычно вакуумная камера используется, чтобы выпарить жидкости или организовать процесс при низкой температуре. Это создаёт дополнительную задачу, так как процесс происходит при давлении пара жидкости. В этих случаях энергия должна иметь максимум, достаточный для нагнетания жидкости в насос.

.29

Если эта жидкая опора низка, и NIPA едва выше чем NIPR, кавитация на линиях, или в насосе может легко произойти. При проектировании этих систем, обычно поднимают резервуары, часто на 30 футтов, или больше, чтобы получить необходимую жидкую опору.

Если вязкость низка, дополнительный фактор проскальзывания потока должен быть преодолен. Мы имеем снова ограничения на диапозон скорости - где при низких скоростях проскальзывание может составлять высокий процент от теоретического потока, приводя к небольшому количеству чистого потока, а при более высоких скоростях, поток может быть ограничен кавитацией или парообразованием жидкости.

Нагнетание маловязких{низковискозных} жидкостей от вакуума почти невозможно насосом с высоким проскальзыванием. Низкое проскальзывание Waukesha может сделать эту работу, когда система и условия нагнетания тщательно отобраны.

При нагнетании вязких жидкостей от вакуумных сосудов, проскальзывание не является показателем, и NIPA, и величины NIPR определяют рабочий диапозон вместе с увеличением потерь на трение из за более высокой вязкости.

Забота о конструкции системы должна быть предпринята потому что поднятием уровня жидкости можно получить больше энергии для заполнения насоса, а также предусмотреть, что более длинные подводящие трубопроводы увеличивают фрикционные потери и могут скомпенсировать высокий подъём. Типичное решение этой задачи - большой диаметр стоячей трубы (чтобы понизить фрикционную потерю) сужающейся вниз к размеру порта насоса на входе, с минимумом коленьев и стыков.

3. ЗАПРАВОЧНЫЕ СПОСОБНОСТИ

Зазоры насоса Waukesha достаточно малы, и при более высоких скоростях насос может даже переместить воздух. Это означает, что насос может использоваться, как “самовсасывающий " или фактически откачивать воздух в подводящем трубопроводе, понижая давление и позволяя жидкости продвинуться вверх по линии, чтобы заполнить камеру насоса и начать нормальное нагнетание.

Ст.30

Эта способность может быть очень важна и полезна, поскольку Waukesha - один из немногих насосов, которые могут использоваться, чтобы освободить баррели{бочки}, резервуары, и вагон-цистерны, и т. д. этим способом, не заливая саму жидкость.

При накачивании маловязких{низковискозных} жидкостей эта "заправка в сухую" происходит быстро. Более вязкие жидкости продвигаются в трубопроводе более медленно, но они будут двигаться, и заправка будет происходить. Насос Waukesha может эксплуатироваться в сухую без повреждения, достаточно долго и для вязких жидкостей, чтобы хидкость достигла входа насоса.

ДИАГРАММА показывает сухую заправку для разных размеров насоса и различных скоростях. Показанное давление выражено в. psia, но может легко быть преобразовано к значениям высоты. Второй масштаб показывает возможные высоты для воды, принимая 14.7 psia атмосферного давления, и незначительные потери на линии.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДЛЯ ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ

Пример 1:

Данный '125' размер насоса, обрабатывающий воду, какая минимальная скорость должна быть у насоса чтобы накачать {поднять} воду из резервуара с жидкой поверхностью в 8 футов. ниже насоса?

На диаграмме, для 8 футов. подъем для жидкости R. G. = 1, кривая для '125' размера насос указывает минимальную скорость 305 ОБ\МИН. 62.4 ft3

Замечание:

Пример 2:

Влияние удельного веса (плотности) на способности при заправке.

Дан насос '125' размера, с требованием подъема на 8 футтов; какая скорость должна быть у насоса, чтобы поднять Трихлорэтилен c RG=1.47?

На диаграмме для 5.09 PSI насос указанного размера требует минимум_ скорости - 445 ОБ\МИН.

Ст.31

Когда насос должен быть выбран по способности заправки, то можно заметить из диаграммы, что насос меньшего размера имеет большую скорость вращения и чаще может быть использован, если необходимо иметь больший перепад давления "сухой запрвки".

Пример 3:

Для расхода 100 ГАЛЛОНОВ В МИНУТУ воды (R. G. = 1) какой насос мог использоваться: '200' размера - 200 ОБ\МИН, или меньший '125' размера - 400 ОБ\МИН.

(См. Кривые зависимости потока от скорости ( Об\мин))

Для расхода 100 ГАЛЛОНОВ В МИНУТУ воды (R. G. = 1):

насос '200' размера - 200 ОБ\МИН может развить 4.2 PSI или 9.7 футов, насос '125', размера - 400 ОБ\МИН 4.7 PSI или 10.85 футов.

Конечно, если возможно иметь немного жидкости в насосе, заправка будет даже улучшена. Плёнка жидкости в зазорах насоса "покрывает" эти зазоры, и позволяет создать более высокий перепад давлений, приближаясь к перепаду, который мог быть развит, если бы насос был заполнен жидкостью. Из за присутствия воздуха при заправке не будут выполнены полностью условия нагнетания, пока весь воздух не удален и линии, и полости насоса заполнятся жидкостью.

4. ИЗМЕРЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Насос с малым проскальзыванем может использоваться эффективно для измерения параметров жидкости. Если проскальзывание низко, характеристики насоса будут близкии к их теоретическим значениям в каждом вращении. Электрически управляя и контролируя вращение насоса, или его обороты в минуту, мы можем получить измерение количества жидкости, или расход (GPM - ГАЛЛОН В МИНУТУ).

Давайте посмотрим, как это может быть сделано насосом с низким проскальзыванием.

Прежде всего расмотрим случай, когда проскальзывание пропорционально давлению. При измерении проскальзывание необходимо уменьшить в максимально возможной степени, чтобы перепад давлений сохранялся низким. Это можно обеспечить короткой, с большими диаметром линией с немногими стыками или изгибами. При низких перепадах давления, проскальзывание будет мало и постоянно.

Взгляните на диграмму FLOW – RPM (поток – об./мин.), мы можем видеть, что при низкой скорости насоса проскальзывание может составлять большой процент от теоретического потока (1). Если скорость насоса увеличена, проскальзывание становится небольшим процентом от теоретического потока (2), и считая вращениея шахты{вала} только существует малая постоянная ошибка, которая может компенсироваться несколькими способами.

В любом случае повторяемость измерений обычно получается и часто, которая действительно необходима.

Ст.32

Тогда для того, чтобы измерять маловязкие жидкости размер насоса должен быть отобран с более высокой скоростью, но меньшей скорости при которой возникает кавитация.

Чтобы получить лучшую характеристику измерения используют стандартные Waukesha насосы с маловязкими жидкостями, с разработанной системой, функционирующей по возможнсти при постоянном перепаде давления.

На стороне впуска, изменения давления из за изменения уровня в расходном баке могут быть минимизированы, используя малый балансный бак с регулированием уровня.

Со стороны выхода насоса, давление может часто сохраняться константой, при помощи верхнего управляемого бака.

ст.33 ТРЕБУЕМАЯ МОЩНОСТЬ В НАСОСНОЙ СИСТЕМЕ

Все требования к энергии системы, и к энергетическим потерям в насосе должны быть удовлетворены приводом насоса в форме механической энергии. Необходимая подводимая мощность определяется как мощность, обычно выражаемая в лошадиных силах, где 1 л. с. =33 000 фt. Ibs./min. В системе СИ 1 л. с.=

В насосе и системе удобно рассмотреть отдельно:

•Энергию обусловленную внешними условиями системы - WHP - иногда называемую мощностью жидкости, гидравлической мощностью или водной энергией.

• Энергию обусловленную внутренними условиями в насосе - VHP - которая включает вязкие потери и механическое трение.

Следовательно - полная мощность необходимая для насоса:

WHP определяется как , где:Q = GPM (ГАЛЛОН В МИНУТУ – 7.57м3/с)

P = Давление в пси

1714 - механический эквивалент тепла

VHP - вязкая лошадиная сила - потери мощности из за вязкости жидкости и трения в насосе. Сюда также включаются механическиех потери в подшипниках, уплотнениях, и в самом механизме. VHP определяется испытанием каждого насоса.

Много производители используют понятие - КПД, определенный как

и часто используют это в формуле полной мощности следующим образом-

который является эквивалентным

Это полезное понятие означает что наиболее полное значение КПД, должно быть определено испытанием для многих комбинаций потока, давления и вязкости.

Ст.34

Идентифицируя VHP и WHP отдельно, Waukesha разработал очень простую и эффективную форму диаграммы мощности для вычисления потерь при всех условиях вязкости, потока и давления. Это обсуждено позже в секции " Вычисление требуемой мощности "

ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ-

Требуемая мощность для механических устройств типа насосов и приводов насосов лучше всего отражается в значениях Вращающего момента - Т и Скорости - N, где-

ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ - является моментом сил, являющихся причиной движения.

- обычно выражается в единицах inch-lbs. или ft.-lbs. В системе СИ – н-м

-  может иногда обозначаться как F x r.

-  При вращательном движении - HP (работа в единицу времени) может быть выражена через вращающий момент и угловую скорость - ОБ\МИН-

или .

Так как полная требуемая мощность была рассчитана как HP = WHP + VHP, HP будет вообще известна, и cтановится необходимым вычислить Вращающий момент. Из написанного выше уравнения получим

или .

Позже, в отборе приводов для насосов, может быть замечено, что мало того, что привод должен иметь достаточную мощность, чтобы привести в движение насос, но и иметь полезный диапозон привода, Вращающий момент должен быть адекватен насосу. Кроме того, компоненты привода такие как ремни, муфты сцепления, должны быть способны передать Вращающего момент, чтобы сделать работу.

ст.35

КАК ВЫБРАТЬ НАСОС WAUKESHA

Начнём с этих характеристик:

ЖИДКОСТЬ

Вязкость (служба поддержки коммуникационных платформ)

_ СИСТЕМА

Поток Заданный (ГАЛЛОН В МИНУТУ)

_ НАСОС

РАЗМЕР (Амплитуда Пропускной способности)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЖЕТ БЫТЬ СДЕЛАН ПО ДИАГРАММАМ НА СТРАНИЦАХ

НОРМАЛЬНЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ АМПЛИТУДЫ|

_ ЗАМЕЧАНИЕ

КАЖДЫЙ ИЗ РАЗМЕРОВ НАСОСА МОЖЕТ ФУНКЦИОНИРОВАТЬ В ПРЕДЕЛАХ ИЛИ НИЖЕ ЕГО ОПТИМАЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

ВЯЗКОСТЬ

Ст.36

Специальные Соображения, которые могли бы модифицировать Предварительный Выбор.

Эффективная вязкость

Для ньютоновых Жидкостей Использовать выбор регулируемых размеров

Для Неньютоновых Жидкостей Использование эффективной вязкости,

Использовать выбор регулируемых размеров

См. Страницу 3, 4 и или,

консультируйтесь Waukesha Насосы Прикладной Технический отдел.

Неблагоприятные Условия Входа

Низкое NIPA (Обратитесь к Стр. 18) Рассмотреть другой больший насос чтобы уменьшить NIPR

Вакуумный Сервиз (См. Стр. 27) (Отбор регулируемого размера, базируется на 0 psig при входе.)

Высокое Давление Пара Рассмотреть затем, больший (Часто связано с высокой температурой) насос чтобы уменьшить NIPR

Абразивные Жидкости Выбрать затем больший размер, чтобы понизить скорость и износ.

Жидкости Чувствительные к Сдвигу Выбрать затем больший размер, чтобы минимизировать сдвиг.

Ожидаемая комбинация высокого Выбрать затем больший размер, чтобы понизить скорость

давления и высокой вязкости._

Минимальное повреждение, нанесённое Выбрать затем больший частицей. размер для лёгкой обработки.

Цикл Тяжелых условий работы

Частое Старт-Стоп Выбрать больший насос, чтобы увеличить срок службы

Действие Высокого давления

Мультиоперации сдвига

Высокое Действие Мощности

ст.37

ПРИМЕР:

Даны требования:

ЖИДКОСТЬ – Вязкость - 10cps

Относительная плотность - 1.47

Давление пара 1.6 psia при 80°F

СИСТЕМА - 60 ( GPM), заданных в системе ниже. Линия выхода после теплообменника должна быть 1.1/2"

НАСОС - Размер, скорость, мощность должны быть определены

На Странице 75 сделан предварительный выбор насоса 55 размера.

ст.38 С предварительным размером, только выбранным, и использующим эти коэффициенты:

ЖИДКОСТЬ СИСТЕМА

ВЯЗКОСТЬ ПОТОК

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ РАЗМЕРЫ ЛИНИИ ПЛОТНОСТЬ СХЕМА СИСТЕМЫ

Используя расположение системы, определите длины линии и диаметры разгрузочной линии.

Когда необходимо спроектировать систему, предлагается отправная точка чтобы использовать размерные линии того же самого размера насоса.

ВОДОПРОВОДНЫЙ

Размер Насоса Размеры Линии

3 1”

10 1.1/2”

15 1.1/2”

16 1.1/2”

18 1.1/2”

25 1.1/2”

30

55 2”

60 2.1/2”

125 3”

130 3”

220 4”

320 6”

Синий Номер обозначает Универсальный Ряд

ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ

Размер Насоса Размер Линии

10 1У2"

25 1У2"

55 2"

125 3"

200 4 "

300 6"

От расположения системы, определите номер и типы стыков и клапанов.

Ст. 39

Табулируйте эти стыки как вТаблице ниже. Если трубопроводная система имеет больше чем один размер трубопровода, сгруппируйте длины линии и стыков каждого вместе.

Диаметр Трубы 2 1.1/2

Длины

Коленьев нет 3

Клапана 1 1

Другие Стыки нет нет

Определите эквивалентную длину каждой пригонки, используя Стр. 111. Войдите в клапаны, и прибавьте длины линии и эквивалентные длины вместе.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛАМП{КЛАПАНОВ} И СТЫКОВ К ДВИЖЕНИЯМ ЖИДКОСТИ

ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ В ЛАМПАХ{КЛАПАНАХ} и СТЫКАХ

Шаровой клапан Открытый

ПОПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ВЯЗКОСТИ

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДЛИНА ТРУБЫ ДЛЯ АМПЛИТУДЫ ВЯЗКОСТИ (служба поддержки коммуникационных платформ)

2служб поддержки коммуникационных платформ служб поддержки коммуникационных платформ 2000 к к ooo

Служба поддержки коммуникационных платформ 20служб поддержки коммуникационных платформ

00-250

:-125

0-50

-100 •

125

-30 •

-20 • 15-10-5

-4-2-1

-

.1

Г05 США

-03

-02

ПРОТИВ

40

Используя поток и размер линии, определите падение давления к потерям на трение, используя Страницу 113.

Если два или больше размера линии используются, находят падение давления в каждом сечении отдельно, и складываются вместе.

Определите требуемое статическое давления из за изменений высоты.

Определите давление требуемое для оборудования в системе, типа фильтров, теплообменников, предохранительных клапанов, отверстий, сопел, герметизированных резервуаров.

ст.41

Прибавьте давлениений обусловленное изменениями возвышения и потерями на трение. Это давление должно быть меньше чем расчетное давление насоса.

Это давление может теперь использоваться для дальнейших вычислений. Однако:

Если давление слишком высоко, рассмотрите одно или больше замен, чтобы понизить давление к осуществимому уровню.

1) уменьшить поток

2) больший трубопровод диаметра и стыки

3) более короткая длина трубопровода и меньшее количество стыков

ст.42

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ НАСОСА

ЖИДКОСТЬ СИСТЕМА НАСОС

Вязкость_ Давление_ Размер Насоса

Типичный вид Диаграммы Поток - Скорость, показанный ниже, может использоваться, чтобы определить скорость насоса и компенсацию за проскальзывание.

ПРИМЕР: Используя 60 ГАЛЛОНОВ В МИНУТУ и 150 PSI давления. Диаграмма указывает скорость 535 ОБ\МИН.

Однако, как объяснено на Странице 26, этот тип диаграммы имеет силу только для воды, или жидкости той же самой вязкости. Для жидкостей вязкости более чем 160 cps может использоваться нулевая линия давления

Чтобы определять скорость для любой вязкости, Waukesha разработал Диаграмму, приведённую ниже.

Начиная с известной вязкости, 10 CPS на шкале вязкости, двигаемся вниз к давлению, предварительно расчитанном - 150 пси.

От этой точки, линия (3-3) протянута параллель на линии диаграммы, становится операционной линией для той вязкости и давления.

Используя желательный поток, 60 ГАЛЛОНОВ В МИНУТУ, двигаемся горизонтально к операционной линии, и затем вертикально вниз к шкале ОБ\МИН: Читаемые 415 ОБ\МИН.

Заметьте, что для вязкости более чем 160 CPS используются те же самые линии. Другими словами, проскальзывание не происходит, и никакое исправление скорости не необходимо.

ст.43

ПРОВЕРКА ВХОДА

Используются такие характеристики:

ЖИДКОСТЬ СИСТЕМА НАСОС

Давление Пара поток NIPR

Относительная плотность Размеры Трубы Скорость

Вязкости Длинна

(В Насосной Температуре) Расположения Системы

Определите статическое давление достаточное для поднятия.

(ПРИМЕР)

ДОСТАТОЧНОЕ СТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЯ = PATM + wz

p = 14.7 + (-80 .433 1.47), p = 1

P = 9.6 psia.

ст.44

Используя расположение системы, определите длины линии и диаметры входной линии. При проектировании новой системы входа, предлагаемые размеры должны быть согласованы с размерами отверствия для отбора давления.

ВОДОПРОВОДНЫЙ

Размер Насоса Размеры Линии

3 1”

10 1.1/2”

15 1.1/2”

16 1.1/2”

18 1.1/2”

25 1.1/2”

30 1.1/2”

55 2”

60 2.1/2”

125 3”

130 3”

220 4”

320 6”

Синий Номер обозначает Универсальный Ряд

ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ

Размер Насоса Размер Линии

10 1У2"

25 1У2"

55 2"

125 3"

200 4 "

300 6"

Синий Номер обозначает Универсальный Ряд

Из за ограничения энергии давления на стороне впуска хорошая работа насоса будет, если выполнить подводящий трубопровод коротким и прямым насколько возможно. Размеры входной линии могут быть увеличены когда необходимо:

Накачивание жидкостей высокой вязкости,

поднятие жидкости от более низкого уровня

Откачивание жидкости из вакуумных сосудов

См. страницы 17, 28 для большего количества полного обсуждения этих условий.

По расположению системы определяют номера и типы стыков, клапанов и табулируют эти стыки. Если система трубопроводов имеет больше одного монтажного элемента, то их группируют и определяют суммарные эквивалентные длины.

Диаметр трубы

Длина

Клапаны нет

Коленья 1

Другие стыки нет

Определяют эквивалентную длину каждого элемента, и суммарную эквивалентную длину, используя Стр.111.

ст.45

Используя расход и размер линии, определяем падение давления на трение, используя Страницу 113.

Если два или больше элемента линии используются, находят падение давления в каждом отдельно, и складывают вместе.

_ Вычтем падение давления на трение из располагаемого статического давления.

ПРИМЕР

Статическое Давление - FL = Давление на входе

= 8.6 psia

Определите давление пара жидкости при температуре нагнетания Обратитесь к ссылкам для величин типичных жидкостей. Вычтите это давление пара из входного давления в системе как рассчитано выше. Эта точка является чистым располагаемым давлением на входе (NIPA) для данной системы и состояния жидкости.

ПРИМЕР

Давление Пара = 1. 6 psia при 80 ° F,

Давление на Входе - VP = NIPA, 8.6-1.6 = 7.

Этот NIPA должен быть больше чем Чистое Требуемое Давление на входе (NIPR) насоса. Каждый насос имеет набор кривых NIPR, которые определены скоростью и вязкостью жидкости. Эти кривые показаны на страницах 79-104 для насосов Waukesha.

Ст.46

Сравнение NIPA с NIPR:

В данном случае проект удовлетворителен, поскольку NIPA (7 psia) больше чем NIPR (2 psia). Если NIPA - меньше чем NIPR, необходимы изменения в системе. Обратитесь к странице 19 для предложений позаменам, чтобы добиться удовлетворительного результата.

WAUKESHA НАКАЧИВАЮТ ЛИСТ РАБОТЫ ОТБОРА

Ст.47

ВЫЧИСЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ

Использование:

ЖИДКОСТЬ СИСТЕМА НАСОС

ВЯЗКОСТЬ ДАВЛЕНИЕ ПОТОКА СКОРОСТЬ

Определите перепад давления, развиваемый насосом:

" Использование расчетного давления на выходе

" Добавьте, или вычтите давление на входе

" Сумма = Перепаду давления

Используя этот перепад давления, плюс, вязкость, расход, и скорость насоса, определенные ранее, требуемая мощность может быть легко найдена (стр. 48). Начиная со скорости насоса, 415 ОБ\МИН, следуем по вертикальной линии до пересечения с линией давления 156 пси. Горизонтальная линия налево даёт величину WHP= 5.6 л. с.