通过乔埃文斯

在2010年2月的BETVICTOR体育官网泵和系统,我讨论了我的吸入比速度(S)计算器以及它预测特定离心泵稳定流量范围的能力。2011年11月,我写道后续解决了污水泵的S值。BETVICTOR体育官网最近,我看到一些工程规范,将任何污水泵的S限制在11000。我不同意这种全面的限制,原因有几个,我将在本专栏中阐述。

吸入比转速

如果您没有读过我以前的专栏,我将从吸力特定速度的简要概述开始。在20世纪60年代早期,许多泵用户开始鼓励他们的制造商提供能够降低所需净正吸扬程(NPSHr)的泵设计。

最佳效率点(BEP)流量下的NPSHr是叶轮设计的函数,其中一个主要设计特征是叶轮眼直径与整体直径的比值。随着该比值的增大,入口速度减小,NPSHr减小。这些大眼叶轮使泵在低汽蚀余量(NPSHa)的应用中能够令人满意地运行BETVICTOR体育官网。

然而,这也有不利的一面。大眼的外周速度也有所增加,在一定容量下,由于外周速度较高,流入入口的气流发生了扭曲。

这导致部分流动逆转方向,并在眼球入口处开始再循环(吸力再循环)。这种再循环会导致强烈的漩涡,引起空化和压力脉动。

吸力再循环开始的流量取决于叶轮设计,但随着眼径比的增加,再循环点占BEP流量的百分比也会增加。计算抽吸比速度是为了帮助预测抽吸再循环可以开始的点。随着S值的增加,可以开始再循环的流量更接近BEP流量。制定的指南建议,对于可能在明显低于BEP流量的流量下运行的泵,S值不应超过8500至9500的范围。BETVICTOR体育官网较低的流量可能是由系统条件的动态变化或由排放处的节流阀引起的。

吸力比转速由式1计算。

S = N√Q / NPSHr0.75(方程1)

S与泵转速(N)和泵流量(Q)的平方根(加仑/分钟)成正比,与NPSHr的四分之三次方成反比。因此,S将随着速度和/或流量的增加而增加。它也会随着NPSHr的减少而增加。

废水的例子

污水泵不是为低NPSHBETVICTOR体育官网r设计的,但固体通过所需的大眼可以降低NPSHr,因此在某些设计中增加S值。

让我们看几个例子。下面介绍的两个泵BETVICTOR体育官网有一个6英寸的吸力,设计的BEP流量为1500加仑/分钟,总动态扬程为60英尺:

泵A - 6英寸吸力,10英寸叶轮,1750转/分,NPSHr = 9
泵B - 6英寸吸力,14英寸叶轮,1150转/分,NPSHr = 8

两者的NPSHr非常相似,但泵A的转速为1750转/分,而泵B的转速为1150转/分。两者都有一个特定的速度(N年代),约为2,200个。A泵的眼径比较高(0.54),NPSHr较低。泵B的眼径比较低(0.38),但由于运行速度较低,其NPSHr也较低。S的计算结果是A泵13044,b泵9363。根据我前面提到的工程规格,(S max = 11000) A泵不是一个可以接受的选择。

图1比较了S的值与BEP流量的百分比,循环可以开始。因为N年代都小于2500,我们可以用蓝色曲线进行比较。下方的红色箭头表示泵B可以在大约43%的BEP流量时开始再循环。上面的红色箭头显示,泵A可以在BEP流量的52%左右开始再循环。

吸入比速度与BEP流量的百分比图1。吸入比速度与BEP流量的百分比

我不同意最大11000的吸入比转速的原因是,在图1所示的两个再循环点附近不应该运行任何污水泵。他们不应该被考虑的原因与再循环无关。首先是抽水的成本。对于大多数泵来说,一旦工艺流程下降到BEP流量的85%以下,每1000加仑泵的成本就会大幅增加。BETVICTOR体育官网

第二个原因是泵的寿命。一旦工艺流程下降到BEP流量的75%以下,高扬程污水泵将产生更大的径向力,导致振动,缩短密封件、轴承和磨损环的寿命。BETVICTOR体育官网为什么要争论这个问题?为什么不听从工程师的建议,选择B泵呢?如果你想的话,当然可以。我在我的例子中使用的泵是一个高质量的单元,但泵a也是。

A泵应该被允许使用的原因是它的成本要低40%左右,因为它有更高的转速。在许多应用中,1750转泵的寿命与低速泵非常相似,因此成本是一个BETVICTOR体育官网重要因素。

让我们以另一个例子来结束。一个更高的扬程,更高流量的泵设计为12000加仑每分钟在140英尺的总动力扬程。它有一个16英寸的吸力和一个22英寸的叶轮,以每分钟1170转的速度旋转。N年代是3250,NPSHr是21英尺。计算出的吸入比转速为13065,与上例中的A泵基本相同。

尽管N的曲线年代= 3500没有在图1中显示,S值13065将在大约60%的BEP流量处与曲线相交。再一次,这远远低于任何污水泵应该运行的位置。

还要记住,汽蚀余量在抽吸比速度的预测点上起着作用,在这个点上再循环可以开始。大多数废水应用都是水浸式抽吸,可以利用100%的大气压。

此外,吸力下沉通常很高。在海平面,本例中的泵的NPSHa与NPSHr的差值为2比1。在前面的例子中,可能是5比1。

在我看来,高s值污水泵没有什么问题,只要它们的尺寸适合应用。BETVICTOR体育官网毕竟,吸入比转速被开发出来,以确定在全速运行时可以在显著减少流量的情况下进行再循环。BETVICTOR体育官网它不应该被用作不良泵选择或系统设计的蒙混因素。