Vízszivattyú létesítmények
Tartalomjegyzék:
1.2- A vízszivattyúk típusai
2- Működési paraméterek
2.1- A szivattyú teljesítménye
2.3- Az aspiráció megtervezése
3- Számítási eljárás
3.1- Csőátmérő
3.2- Manometrikus magasság
3.3- A szivattyú típusának megválasztása
3.4 - A kavitáció hiányának ellenőrzése
4- Példa a számításra
1. számú melléklet. - Vízcsatornák és csövek katalógusai
? Polietilén (PE) csövek
? Polipropilén csövek (PP-R)
? PVC csövek és szerelvények
? Horganyzott fekete acélcsövek
? Gömbgrafitos öntöttvas csövek
2. számú melléklet - Vízszivattyú-gyártók katalógusai
? SACI szivattyúk
? WILO szivattyúk
TARTALOMFEJLESZTÉS
1. Bemutatkozás
1.1- Alapismeretek
A vízszivattyú olyan hidraulikus gép, amelynek működése a Bernoulli elve, Eszerint egy viszkozitás, súrlódás és összenyomhatatlan ideális folyadékban, amely egy zárt vezetéken kering, az energiája az útjának minden pontján állandó marad.
A mozgásban lévő folyadék energiája három komponensből áll:
? kinetikus: ez az az energia, amelyet a folyadék mozgási sebessége miatt birtokol;
? áramlás: összefügg a benne lévő nyomással;
? gravitációs: a folyadék magassága miatt.
Az energia ezen három összetevője ugyanazokkal a feltételekkel áll összefüggésben, amelyek meghatározzák Bernoulli alapelvét:
+ P + ρ · g · h = állandó
v, a folyadék sebessége;
ρ, a folyadék sűrűsége;
, a folyadék nyomása az áramvonal mentén;
g, a gravitáció gyorsulása (9,81 m/s 2 );
h, az a magasság, amelyet a folyadék a gravitációs irányban elért egy referenciaponttól.
Nos, a vízpumpa olyan hidraulikus gép, amely képes energiát továbbítani a rajta áthaladó folyadékra, a tengelyén keresztül kapott mechanikai energiát a folyadék "hidraulikus" energiájává alakítva, növelve annak sebességét, nyomását vagy magasság, vagy az összes alkatrész egyidejűleg, a Bernoulli-elv szerint.
1.2- A vízszivattyúk típusai
Működési elvük szerint a vízszivattyúkat két nagy csoportba sorolják:
? Térfogat- vagy pozitív térfogatú szivattyúk
? Rotodinamikus szivattyúk
- Térfogatú vagy pozitív térfogatú szivattyúk:
Azért hívják őket, mert működésüket egy hajtóanyagra alapozzák, amely pozitívan generál térfogatot vagy elmozdulást. Ennek a szivattyútípusnak van egy kamrája, ahol a folyadék van elhelyezve, és amelynek térfogata változik, amikor a szivattyú megkezdi működését.
Valóban, amikor a kamra falai nyomják a benne lévő folyadékot, ez nyomásnövekedést okoz, növelve a folyadék energiáját.
Az ilyen típusú szivattyúkat viszont fel lehet osztani:
Alternatíváklehetnek dugattyúk vagy membránok, és ahol a folyadékot korlátozó térfogat változik a dugattyú vagy a membrán hatására. Az ilyen típusú szivattyúkban a folyadék mozgása szakadatlan, lüktetésekben, ahol a víz szívását és ürítését a szelepek összehangolt működése végzi.
1. ábra Membrán vagy membránszivattyú. Működési séma
Forgó: az ilyen típusú szivattyúban a folyadék a kamra belsejében mozog, egy alacsony nyomású zónából egy másik nagynyomású zónába, ahol a kimenet van. A folyadékot mozgató hajtóanyagtól függően lehetnek lapát-, lebeny-, csavar- vagy fogaskerék-szivattyúk.
2. ábra Fogaskerék-szivattyú. Működési séma
- Rotodinamikus szivattyúk:
Az ilyen típusú szivattyúkban egy vagy több járókerék van, amely nagy sebességgel forog és beszívja a folyadékot. A járókerék közli a forgási kinematikai energiát a folyadékkal, amelyet nagy sebességgel dobnak az áram falai felé, amely ütközéskor a folyadékot nyomássá alakító kinematikai energia egy részét átalakítja.
3. ábra A futók típusai
Ez a típusú gép folyamatos folyadékot állít elő, amelyet közepes nyomású nagy áramlási sebességek biztosítására használnak.
A járókerék által indított folyadék útjától függően többféle szivattyút különböztetünk meg:
- Radiális vagy centrifugális: amikor a folyadék mozgása a járókerék tengelyére merőleges utat követi.
4. ábra: Centrifugális szivattyú. Működési séma
- Axiális: amikor a folyadék áthalad a lapátok csatornáin egy hengerben lévő utat követve. Nagy mennyiségű víz mozgatására használják.
5. ábra: Axiális szivattyú
- Átlós vagy spirális alakú: amikor a folyadék útját a fentiek között egy másik irányban hajtják végre, vagyis a járókerék tengelyével koaxiális kúpban.
2- Működési paraméterek
2.1- A szivattyú teljesítménye
Egy szivattyúberendezésben az általa fogyasztott teljesítmény nem egyenlő azzal a teljesítménnyel, amelyet végül átadnak a folyadéknak, és ez az igazán hasznos teljesítmény.
Valójában az elméleti vagy hasznos erő (Pu), amelyet egy folyadékba továbbítanak, legyen az víz vagy bármely más, és amelyet az áramlás biztosításába fektetnek be (Q) és a manometrikus magasság (H), amikor áthalad a szivattyúberendezésen, a következő kifejezés adja:
Pu = ρ · g · Q · H
Pu, a folyadék energiája, in W;
Q, a folyadék áramlása a szivattyún, in m 3/s;
H, a manometrikus fej, amelyet a folyadék nyer, amikor áthalad a szivattyún m;
ρ, a folyadék sűrűsége, in kg/m 3;
g, a gravitáció gyorsulása: 9,81 m/s 2 .
A termékhez (ρg) fajlagos súlynak (γ), tehát az előző kifejezés a következő lenne:
γ, a folyadék fajsúlya, in N/m 3 .
Az alábbi táblázatban a víz esetében a fajsúly (γ ban ben kg (erő)/dm 3 ) és a gőznyomás (Pv), más néven gőzfeszültség (tévé Valamiben kifejezve kg (erő)/cm 2 ) különböző vízhőmérsékletekre:
1. táblázat: A víz fajsúlya és gőzfeszültsége
Az előző kifejezés által kiszámított teljesítmény az elméleti vagy hasznos teljesítmény (Pu), hogy a folyadék a szivattyúberendezésen áthaladva nyereséget nyer. A szivattyúberendezést azonban maga a szivattyú mellett egy hajtómotor alkotja (amely lehet elektromos vagy égéses), amely tengelyen keresztül kapcsolódik a szivattyúhoz és a segédrendszerekhez.
Végül elfogyasztott energia (Pe) az összes szivattyúberendezésnél nagyobb, mint a hasznos teljesítmény (Pu), mivel figyelembe kell venni a beavatkozó komponensek veszteségeit és megtérülését.