تأثير الارتفاع على أنظمة المضخة الطرد المركزي

تستخدم مضخات الطرد المركزي على نطاق واسع في نقل السوائل المختلفة ، حيث تمثل حوالي 70 ٪ إلى 80 ٪ من إجمالي عدد المضخات. في بيئات الهضبة ، يتناقص الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع ، وينخفض ​​الضغط في ميناء شفط المضخة الطرد المركزي وفقًا لذلك. يؤثر انخفاض سعة الشفط على التشغيل الطبيعي للمضخة ويؤدي إلى انخفاض كفاءة العمل. ستقوم هذه المقالة بتحليل أداء العمل وتغيير قواعد المضخات الطرد المركزي على ارتفاعات مختلفة ، وكذلك الحلول.

• المبادئ الأساسية لشفط مضخة المياه

يأتي شفط مضخة المياه بشكل أساسي من الفرق بين الضغط الجوي والضغط الفراغي في المضخة. في ظل الضغط الجوي القياسي (حوالي 101.325 كيلو باسكال على مستوى سطح البحر) ، فإن ارتفاع شفط الماء النظري لمضخة المياه هو 10.33 متر. في التطبيقات العملية ، بسبب عوامل مثل فقدان الاحتكاك والتجويف ، فإن مسافة الشفط الفعالة عادة لا تتجاوز 8 أمتار. يؤثر فراغ المعلمة الرئيسية بشكل مباشر على أداء الشفط. أخذ نموذج معين لمضخة الطرد المركزي كمثال ، عندما يظهر مقياس الفراغ -0. 08 MPa ، يبلغ ارتفاع شفط الماء النظري حوالي 8.4 متر. أثناء عملية التثبيت ، يجب إيلاء اهتمام خاص للمسافة العمودية بين عمود المضخة وسطح مصدر الماء. سيؤدي تجاوز نطاق التصميم إلى انخفاض مفاجئ في الشفط.

• تأثير زيادة الارتفاع على أداء مضخة المياه

لكل 1 ، 000- متر زيادة في الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط في الغلاف الجوي بحوالي 12 ٪. أظهرت البيانات الفعلية المقاسة من مشروع الحفاظ على المياه في هضبة تشينغهاي التبت أن الضغط الجوي على ارتفاع 3800 متر كان 64 كيلو باسكال فقط ، مما يؤدي إلى نطاق شفط فعال لنفس نوع مضخة المياه إلى 5.2 متر. يمكن تقدير علاقة التوهين غير الخطية هذه بواسطة الصيغة H =10. 33x (pactual/pstandard). تغيرات درجة الحرارة تفاقم تأثير الارتفاع. غالبًا ما يكون الفرق في درجة الحرارة بين النهار والليل على الهضبة أكثر من 20 درجة. في إحدى الحالات ، انخفض شفط مضخة المياه التي يحركها محرك الديزل بنسبة 40 ٪ عندما بدأت في درجة حرارة منخفضة ويجب تسخينها إلى أكثر من 15 درجة لاستعادة ظروف العمل العادية. عند اختيار المعدات الداعمة ، يجب حجز أكثر من 20 ٪ من هامش الأداء.

• النقاط الرئيسية لاختيار مضخة المياه في مناطق الارتفاع على ارتفاع

ويفضل اختيار بنية الانتشار الذاتي. تُظهر الاختبارات المقارنة أنه في بيئة على ارتفاع 2500 متر ، يتم تخفيف نطاق شفط المضخات الطرد المركزي العادية بنسبة 35 ٪ ، في حين أن المضخة ذاتية الإحدادية المزودة بنظام مساعد للتفريغ المائي لا يتم تخفيفه إلا بنسبة 18 ٪. يوصى بوضع جسم المضخة مباشرة فوق مصدر الماء أثناء التثبيت لتقليل خط أنابيب شفط الماء.
يجب النظر في تأثير مقاومة الهواء في تصميم خطوط الأنابيب. يستخدم مشروع توصيل المياه خط أنابيب قطره متغير تدريجياً (150 مدخل يضيق تدريجياً إلى 100 في الوسط) ، مما يحسن كفاءة امتصاص الماء بنسبة 22 ٪ مقارنة بخطوط أنابيب القطر المتساوية. أثناء الصيانة العادية ، ركز على التحقق من حالة الأختام. معدل شيخوخة الأجزاء المطاطية في المناطق التي تزيد عن 3000 متر فوق مستوى سطح البحر 2-3 أسرع من ذلك في السهول.

• حلول لمشاكل الارتفاع العالية

استجابة لمشكلة عدم كفاية الشفط ، اعتمدت مزرعة على هضبة التبت على حل متتالي من ثلاث مراحل: ترفع مضخة البئر العميقة في المرحلة الأولى من خزان المياه الوسيط ، ومضخة الطرد المركزي للمرحلة الثانية ، تكمل رفع الرأي ، ومضخة خط أنابيب المرحلة النهائية مسؤولة عن النقل الهوري. يمكّن هذا النظام المدمج الرأس الكلي من الحد الأقصى لمضخة واحدة وحل مشكلة مياه الشرب في الماشية بنجاح على ارتفاع 4500 متر. تشمل تدابير التحسين لمنع التجويف: تثبيت خزان تمهيدي للضغط في مدخل المياه واعتماد تصميم الدهان للمرشد الحلزوني. تُظهر البيانات المقاسة الفعلية أن قيمة NPSH (رأس الشفط الإيجابي الصافي) لمضخة المراحل المتعددة المعدلة على نفس الارتفاع تزيد بنسبة 31 ٪ ، مما يمتد بشكل فعال عمر خدمة الجهاز.