Ūdens sūkņa ieplūdes un izplūdes diametra samazināšanas uzstādīšanas mērķis un funkcija

Ūdens sūkņa ieplūdes un izplūdes diametra maiņa ir svarīgs tehnisks aspekts ūdens sūkņa sistēmas projektēšanā. Tās mērķis ir nodrošināt vienmērīgu ūdens plūsmu, garantēt kavitācijas rezervi, izvairīties no kavitācijas, uzlabot piegādes efektivitāti un nodrošināt, ka ūdens sūknis darbojas labā un stabilā stāvoklī.

1. Plūsmas ātruma un ātruma pielāgojamība

Ūdens sūkņa plūsmas ātrums (Q) ir tieši saistīts ar tā ātrumu (v): Q=A × v (kur A ir caurules šķērsgriezuma laukums). Ja sūkņa izejas plūsmas ātrums ir fiksēts, ātrums paliks nemainīgs, ja ieplūdes un izplūdes caurules diametrs nemainīsies. Tomēr praktiskajā inženierijā sūkņa izvads bieži ir jāpievieno liela attāluma-pievades cauruļvadam, savukārt ieplūde var būt savienota ar ūdens uzglabāšanas ierīci vai augšējo aprīkojumu. Izmantojot diametra samazināšanas konstrukciju, caurules diametru var samazināt pie izejas, lai palielinātu ātrumu (palielinot piegādes jaudu), un caurules diametru var palielināt pie ieejas, lai samazinātu ātrumu (samazinot sūkšanas pretestību). Piemēram, rūpnieciskā cirkulācijas ūdens sistēmā pēc sūkņa izplūdes caurules diametra samazināšanas no DN200 uz DN150, ātrums palielinājās no 1,5 m/s līdz 2,7 m/s, uzlabojot piegādes efektivitāti par 30%, vienlaikus izvairoties no nepietiekama ātruma izraisītas sedimentācijas.

2. Spiediena zuduma kompensācijas mehānisms

Kad šķidrums tiek transportēts cauruļvadā, spiediena zudums (ΔP) rodas berzes un vietējās pretestības (piemēram, līkumu un vārstu) dēļ. Saskaņā ar Darsija formulu ΔP ir proporcionāls plūsmas ātruma kvadrātam. Ja sūkņa ieplūdes un izplūdes caurules diametrs ir vienāds, spaiļu spiediens var būt nepietiekams, ja sistēmai ir nepieciešama liela attāluma transportēšana vai tā iet cauri vairākiem pretestības elementiem. Samazinot izplūdes diametru, plūsmas ātrumu var palielināt, vienlaikus saglabājot tādu pašu plūsmas ātrumu, un spiediena zudumu var automātiski kompensēt ar sūkņa galvas raksturlīkni. Kā piemēru ņemot lauksaimniecības apūdeņošanas projektu, sākotnējā projektā tika izmantota DN100 caurule, lai transportētu plūsmas ātrumu 50 m³/h līdz 300 metru attālumam ar gala spiedienu tikai 0,2 MPa; pēc maiņas uz DN80 izejas diametra reduktoru gala spiediens palielinājās līdz 0,35 MPa, kas atbilst sprinkleru apūdeņošanas prasībām.

3. Kavitācijas novēršana

Kad ūdens sūknis darbojas, ūdens spiediens iesūkšanas caurulē samazinās, un var izdalīties ūdenī izšķīdušās gāzes. Ja iesūkšanas caurulē ir slīpums vai lokāls pacēlums, var veidoties gaisa kabatas. Uzkrātās gaisa kabatas var iekļūt sūkņa korpusā kā lielāki gaisa burbuļi, ietekmējot sūkņa plūsmas ātrumu un galvas veiktspēju, kā arī izraisot vibrāciju un lāpstiņriteņa bojājumus, kas līdzīgi kavitācijas bojājumiem. Tāpēc ir nepieciešama profilakse. Izvairīšanās no lokālas caurules pacelšanās un saprātīga caurules izkārtojuma un slīpuma pieņemšana var efektīvi novērst gaisa kabatu veidošanos sūkņa iesūkšanas caurulē.

4. Sistēmas atbilstības elastība

Ūdens sūkņa ieplūdes un izplūdes cauruļu diametriem jāatbilst augšpus un pakārtotā aprīkojuma (piemēram, uzglabāšanas tvertņu, vārstu un instrumentu) saskarnes izmēriem. Mainīga diametra dizains var atrisināt problēmu, kas saistīta ar nekonsekventu saskarnes izmēru starp dažādām iekārtām, izvairoties no noplūdēm vai uzstādīšanas grūtībām, ko izraisa piespiedu savienojumi. Piemēram, notekūdeņu attīrīšanas iekārtas pastiprinātāja sūkņa ieplūdei ir jābūt savienotai ar DN300 bāra ekrānu, un izvadei ir jābūt savienotai ar DN250 aerācijas tvertni. Ar pasūtījuma izgatavotu-reducējošu savienojumu (DN300×DN250) tika panākts nevainojams savienojums, saīsinot būvniecības laiku par 40%.

5. Izmaksu un energoefektivitātes bilance

No ekonomiskā viedokļa liela{0}diametra caurules ir dārgākas, taču tām ir mazāka pretestība, savukārt maza-diametra caurules ir lētākas, taču tām ir lielāka pretestība. Mainīga diametra konstrukcija ļauj izmantot atbilstošu cauruļu diametru kritiskajos posmos (piemēram, sūkņa ieplūdes un izplūdes atverēs), līdzsvarojot sākotnējos ieguldījumus un ekspluatācijas enerģijas patēriņu. Kā piemēru ņemot komerciālā kompleksa gaisa kondicionēšanas ūdens sistēmu, oriģinālajā dizainā tika izmantotas DN250 caurules ar ikgadējām enerģijas izmaksām 120 000 juaņu; pēc maiņas uz mainīga diametra shēmu ar importētajām DN300 caurulēm un eksportētajām DN250 caurulēm gada enerģijas izmaksas tika samazinātas līdz 90 000 juaņu, un cauruļu modifikācijas izmaksas varēja atgūt 3 gados.

Rezumējot, mainīga diametra uzstādīšana pie ūdens sūkņa ieplūdes un izplūdes ne tikai uzlabo ūdens sūkņa darbības efektivitāti, bet arī efektīvi samazina ūdens plūsmas pulsāciju un troksni, nodrošinot ūdens sūkņa un cauruļvada papildu aizsardzību.