Изменение скорости вращения
Ротодинамический насос представляет собой динамическое устройство с головкой, создаваемой вращающейся крыльчаткой. Таким образом, существует связь между периферийной скоростью рабочего колеса и сгенерированной головкой. Скорость периферии напрямую зависит от скорости вращения вала при фиксированном диаметре рабочего колеса.
Влияние изменения скорости на ротодинамические насосы
Поэтому изменение скорости вращения оказывает прямое влияние на производительность насоса. Уравнения, относящиеся к параметрам производительности ротодинамического насоса при скорости потока, а также голова и мощность, поглощенные скоростью, известны как законы близости.
Изменение скорости вращения оказывает прямое влияние на производительность насоса.
Изменение диаметра рабочего колеса насоса также эффективно изменяет рабочую точку в данной системе и при низких затратах, но это можно использовать только для постоянной регулировки кривой насоса и далее не рассматривается как метод управления.
Правильный выбор насосов, двигателей и элементов управления для соответствия требованиям процесса необходим для обеспечения эффективной, надежной и эффективной работы насосной системы.
Для систем, где преобладают потери на трение, уменьшение скорости насоса перемещает точку пересечения на кривой системы вдоль линии постоянной эффективности (рис. 1).
Рабочая точка насоса по отношению к его лучшей точке эффективности остается постоянной, и насос продолжает работать в идеальной области. Законы соответствия согласуются, а это означает, что происходит существенное снижение мощности, поглощаемой при сокращении потока и головки, что делает переменную скорость идеальным методом управления.
Рисунок 1 - Пример влияния изменения скорости насоса в системе с только потерей трения
Однако в системах с высокой статической головкой кривая системы не начинается с начала координат, а при некотором ненулевом значении на оси y, соответствующем статической головке. Следовательно, кривая системы не следует кривым постоянной эффективности. Вместо этого он пересекает их (см. Рис. 2).
Снижение потока больше не пропорционально скорости; небольшой поворот в скорости значительно снижает расход и эффективность насоса. Общей ошибкой является также использование законов близости для расчета экономии энергии в системах со статической головой.
Хотя это может быть сделано как приближение, это также может привести к серьезным ошибкам.
Рисунок 2 - Пример влияния изменения скорости насоса в системе с высокой статической головкой
Важно отметить, что управление потоком посредством регулирования скорости всегда более эффективно, чем регулирующий клапан. В дополнение к экономии энергии могут быть другие преимущества для снижения скорости.
Гидравлические силы на крыльчатке, создаваемые профилем давления внутри корпуса насоса, приблизительно уменьшаются с квадратом скорости. Эти усилия несут подшипники насоса, и поэтому снижение скорости увеличивает срок службы подшипника. Можно показать, что для ротодинамического насоса срок службы подшипника пропорционален седьмой степени скорости.
Кроме того, вибрация и шум уменьшаются, а срок службы уплотнения увеличивается, при условии, что рабочая точка остается в допустимом рабочем диапазоне.
Ссылка: Перекачиваемая скорость - Руководство по успешным применениям, Резюме (Институт гидравлики, Europump и Программа промышленных технологий Министерства энергетики США (DOE))