Как насос осевого потока реагирует на быстрые изменения в спросе системы или условиях обратного давления?

Осевые насосы Функция на основе принципа передачи импульса жидкости в первую очередь в осевом направлении с использованием побочных носителей типа винта. В отличие от центробежных насосов, которые генерируют головку через центробежную силу, осевые потоковые насосы генерируют головку путем подъема жидкости вдоль оси вала. Из -за этого развитая голова относительно низкая, и даже незначительное увеличение давления разгрузки (обратное давление) значительно влияет на скорость потока. Внезапное увеличение устойчивости к нижнему потоку, например, как частично закрывающий клапан или накопление мусора, может привести к заметному снижению пропускной способности. Это делает насосы осевых потоков менее прощающими в системах, где обратное давление может быстро меняться.

Характеристика потока давления (также известная как кривая насоса) насоса осевого потока почти горизонтальна в широком диапазоне расхода. Хотя это позволяет насосу работать по различным потребностям потока без резкого изменения давления в стабильных условиях, он представляет проблемы, когда условия непредсказуемо колеблются. В ответ на внезапные падения или всплески спроса плоскостность кривой обеспечивает минимальный диапазон регулировки насадки, потенциально приводящий к колебаниям потока, нестабильности или работе в точках вне дизайна, где эффективность и надежность снижаются. Такое поведение резко контрастирует с радиальными или смешанными насосами, чьи более крутые кривые по своей природе переходные процессы системы.

Быстрые изменения обратного давления могут привести к переходным явлениям, таким как гидравлические скачки, особенно в длинных трубопроводных системах, где эффекты воды молотка могут распространяться. Насосы осевых потоков особенно уязвимы для этих событий из-за их больших лезвий рабочего колеса и конструкции открытого потока. Если поток внезапно ограничивается или обращается вспять, лезвия рабочего колеса могут испытывать разделение потока или остановку, создавая сильную турбулентность и асимметричную нагрузку. В крайних случаях, когда давление разгрузки превышает давление на входе, может возникнуть обращение потока, вращая рабочее колесо назад и повреждающие уплотнения вала, подшипники или компоненты двигателя. Чтобы предотвратить эти эффекты, вырресары всплесков, камеры расширения или анти-обратные контрольные клапаны должны быть должным образом разработаны в систему.

Рабочее колесо осевого проточного насоса предназначено для работы в условиях сбалансированного потока. Однако, когда возникают быстрые изменения в системном давлении или скорости потока, крутящий момент, требуемый двигателем, изменяется почти мгновенно. Это налагает колеблющиеся электрические нагрузки на двигатель и может привести к перегреву, снижению коэффициента мощности и электрической нестабильности, если не будет должным образом смягчено. Изменение механической нагрузки также проявляется в виде осевых колебаний упор на валу, который укрепляет подшипники и механические уплотнения. В вертикальных конфигурациях, где вал насоса длинный и может включать линейные подшипники, внезапные сдвиги осевой нагрузки могут вызвать отклонение или смещение вала.

Чтобы обеспечить надежную работу во время переходных процессов системы, насосы осевых потоков часто связаны с автоматизированными архитектурами управления. К ним относятся переменные частотные приводы (VFD), которые регулируют скорость двигателя на основе обратной связи системы в реальном времени, что позволяет постепенно регулировать выходной сигнал в ответ на изменение спроса. В более сложных системах ПЛК (программируемые логические контроллеры) и системы SCADA интегрируются с датчиками давления, потоками и датчиками температуры, чтобы обеспечить управление замкнутым контуром. Эти элементы управления предотвращают перегрузку насоса, минимизируют использование энергии и стабилизируют характеристики разряда. Добавление контроллеров PID дополнительно усиливает плавные переходы во время развития, выключения или переключения нагрузки.